一种自主式垃圾清理车的制作方法

本发明涉及垃圾清理技术领域，具体涉及一种自主式垃圾清理车。

背景技术：

近年来，沿海城市的海滩一向都是沿海城市推广旅游产业的第一选择。随着接待旅客数量的连年增长，海滩所存在的环境问题也慢慢显露。据统计，我国海滩垃圾平均每平方公里70348个，平均密度为1971千克/平方公里，其中48％为塑料类垃圾。我国现有的海滩垃圾清理存在以下三个致命缺陷；1、传统沙滩清洁机器能耗大；2、消耗大量人力，智能化程度低；3、沙子与垃圾混合，清洁难且效率低。因此，海滩垃圾清理的问题也成为了市政部门难以解决的问题。

为此，提出一种自主式垃圾清理车来解决现有技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自主式垃圾清理车，从而解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种自主式垃圾清理车，包括清理车整体、液压马达机构和点头鸭式发电装置，所述清理车整体的前端连接有垃圾收集袋，所述清理车整体的前侧上端安装有传动盘，所述传动盘的下端固定连接有转动轴，所述传动盘的上端固定连接有固定架，所述清理车整体的后侧上端安装有基台，所述清理车整体的两侧安装有车载太阳能板，所述车载太阳能板的一端通过导线有稳压模块连接再与车载储能电池相连接，所述清理车整体通过履带行走，所述履带的内部连接有驱动轮，所述点头鸭式发电装置的内部连接有鸭体，所述鸭体串联连接在短轴上，所述鸭体的一端固定连接有棘爪，所述棘爪连接在棘轮的一端，所述液压马达机构通过轴与永磁直流发电机的一端相连，所述液压马达机构通过油道分别与齿轮泵相连，所述齿轮泵通过油道与节流阀相连，所述齿轮泵的一端连接有增速器，所述增速器的一端与鸭体输出轴相连，所述鸭体输出轴的一端通过电信号与测速发电机相连，所述测速发电机的一端通过电信号与检测转速机相连，所述所述清理车整体的前端固定连接有垃圾收集机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述鸭体输出轴、增速器、和齿轮泵以及节流阀分别设置有两组且节流阀受检测转速机的电信号控制。

作为本发明的一种优选技术方案，所述棘轮和主轴之间加设有平面涡卷弹簧，且短轴通过增速器与齿轮泵相连。

作为本发明的一种优选技术方案，所述清理车整体底部加设有一对驱动轮和一对导轮，且底部的履带整体采用单片状履带单元穿插连接而成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述车载太阳能板中的多晶电池板通过两串两并的方式连接，且均匀置于车体的两侧以及上端面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述固定架整体为u形结构，并且由三组长板固定连接制作而成。

作为本发明的一种优选技术方案，所述点头鸭式发电装置固定在玻璃钢材料制作而成的浮台上，且每组浮台间通过pc管连接。

本发明所达到的有益效果是：

1、本发明，通过利用波浪能通过点头鸭体进行发电并且与车载太阳能发电相耦合的清洁能源供给方式其中以波浪能为主，太阳能为辅的清洁能源进行有效的节能减排，可大大减少传统清洁机器对柴油和汽油的使用与消耗。

2、本发明，通过改进传统的“点头鸭”式波浪能发电装置，使用了平面涡卷弹簧，在储能的同时，让短轴的转动更加平稳，同时在结构中加入液压调速和传感器控制，使发电机短轴的转动更加精确稳定，克服了传统点头鸭式机构仅仅能做到单行程做功，即鸭体在波浪的作用下上下摇摆其中只有一个方向的摇摆是有效的问题，实现了双行程做功，大幅提高了波浪能的利用率，提高波浪能的利用效率。

3、本发明，清理车可以在规定的路线下自动行驶，对于路线产生的误差可以自主实现微调，在特殊的情况下，可以使用人工控制模块对其进行手动人工操控，大大减少了人力的使用，节约了海滩的清洁成本。

4、本发明，通过利用波浪能和太阳能转化的电能传输过程较短的方式，可以消除电力资源在传输过程中的功率损耗；而且波浪能和太阳能相比于传统能源而言对海滩上而言资源更加便捷，是典型的清洁能源，因此间接的保护了海滩的环境，减少了海滩的环境负荷。

5、本发明，通过在鸭体输出轴后增加测速发电机，实际使用时当鸭体输出轴转速快速升高时，控制节流阀减小管道液压油流量，液压马达输出轴转速下降，当检测到鸭体轴转速快速下降时，控制节流阀增加液压油流量，液压马达输出轴转速升高。液压调速系统与平面涡卷弹簧储能系统协同工作，使得永磁直流发电机发出的电量品质提高。

6、本发明，在清洁效率方面，采用了新型的垃圾收集装置，清理车在将垃圾与沙的混合物收集后，通过其后连接的垃圾网结构实现了海滩垃圾与沙粒的的快速分离，同时结合仿生机械臂抓取可视范围内的垃圾，从而提高海滩垃圾清理的效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体清理车轴测结构示意图；

图2是本发明的清理车能源驱动原理示意图；

图3是本发明的清理车内部调速流程原理示意图；

图4是本发明的发电装置部分结构示意图；

图5是本发明的点头鸭运动机械简体示意图；

图6是本发明的部分机械运动示意图。

图中：1、清理车整体；2、液压马达机构；3、垃圾收集袋；4、传动盘；5、转动轴；6、固定架；7、基台；8、车载太阳能板；9、稳压模块；10、车载储能电池；11、履带；12、驱动轮；13、点头鸭式发电装置；14、鸭体；15、短轴；16、棘爪；17、棘轮；18、永磁直流发电机；19、齿轮泵；20、节流阀；21、增速器；22、鸭体输出轴；23、测速发电机；24、检测转速机；25、垃圾收集机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-6所示，本发明提供一种自主式垃圾清理车，包括清理车整体1、液压马达机构2和点头鸭式发电装置13，清理车整体1的前端连接有垃圾收集袋3，清理车整体1的前侧上端安装有传动盘4，传动盘4的下端固定连接有转动轴5，传动盘4的上端固定连接有固定架6，清理车整体1的后侧上端安装有基台7，清理车整体1的两侧安装有车载太阳能板8，车载太阳能板8的一端通过导线有稳压模块9连接再与车载储能电池10相连接，清理车整体1通过履带11行走，履带11的内部连接有驱动轮12，点头鸭式发电装置13的内部连接有鸭体14，鸭体14串联连接在短轴15上，鸭体14的一端固定连接有棘爪16，棘爪16连接在棘轮17的一端，液压马达机构2通过轴与永磁直流发电机18的一端相连，液压马达机构2通过油道分别与齿轮泵19相连，齿轮泵19通过油道与节流阀20相连，齿轮泵19的一端连接有增速器21，增速器21的一端与鸭体输出轴22相连，鸭体输出轴22的一端通过电信号与测速发电机23相连，测速发电机23的一端通过电信号与检测转速机24相连，清理车整体1的前端固定连接有垃圾收集机构25。

通过采用上述技术方案，进一步鸭体输出轴22、增速器21、和齿轮泵19以及节流阀20分别设置有两组且节流阀20受检测转速机24的电信号控制。

通过采用上述技术方案，进一步棘轮17和主轴之间加设有平面涡卷弹簧，且短轴15通过增速器21与齿轮泵19相连。

通过采用上述技术方案，进一步清理车整体1底部加设有一对驱动轮12和一对导轮，且底部的履带11整体采用单片状履带11单元穿插连接而成。

通过采用上述技术方案，进一步车载太阳能板8中的多晶电池板通过两串两并的方式连接，且均匀置于车体的两侧以及上端面。

通过采用上述技术方案，进一步固定架6整体为u形结构，并且由三组长板固定连接制作而成。

通过采用上述技术方案，进一步点头鸭式发电装置13固定在玻璃钢材料制作而成的浮台上，且每组浮台间通过pc管连接。

其中，清理车整体1在能源方面主要以波浪能为主，太阳能为辅的发电方式。图5所示，鸭体14在波浪的冲击下绕主轴上下进行往复的摆动，当鸭体14逆时针方向转动时，其左端发生动力传递而右端不发生传递，相反的，当鸭体14在顺时针方向上转动时，左端不发生动力传递，而右端发生传递，左右两端在共同作用下使得主轴沿同一方向转动，从而达到速度转换的目的。图6中，当鸭体14在波浪的作用下沿左端方向转动时，与其固定连接的棘轮17整体固定架也在左侧方向转动。在进行鸭体14流场的分析中，采用推板造波法对于点头鸭波浪采集装置进行数值模拟，当来流由右向左冲向鸭体14时，受到鸭体14阻碍后，速度急剧下降，绕流在鸭体14背后形成涡流区。在来流作用下，在鸭体14的下部形成一个压力变化较大的区域，在这个区域内，根据能量守恒定律可知，流体在冲击鸭体14时，由于鸭体14的阻碍作用，流速下降，动能急剧转变为压力势能，整个装置的迎浪面与背浪面形成压力差，该压力差推动鸭体14围绕中心轴进行转动。在内部的结构中，棘轮17和主轴之间加设有平面涡卷弹簧，由于波浪驱动鸭体14转动具有很大的随机性，如果棘轮17直接连接在主轴上，会造成主轴不平稳转动，为了使得所设计的装置发电效率更高，发电品质更好，使棘轮17与平面涡卷弹簧的一端固定，弹簧的另一端固定在主轴上。在棘轮17和主轴之间的运动传递过程中增加一个平面涡卷弹簧作为储能装置，当鸭体14运动频繁时产生较多的能量储存在涡卷弹簧中，随后当波浪稀疏时，弹簧将储存的能量释放出来，驱动主轴转动，使得主轴转动更加平稳。图3中，设计两个鸭体14轴为一组，共用一台直流发电机进行发电，棘轮17通过平面涡卷弹簧驱动主轴转动，主轴经过增速器21与齿轮泵19连接，齿轮泵19出液压油经过节流阀20输出至液压马达并驱动液压马达输出轴转动，液压马达机构2输出轴带动永磁直流发电机18轴转动，进行发电，设置鸭体14输出轴转速检测系统，当鸭体14输出轴转速快速升高时，控制节流阀20减小管道液压油流量，液压马达机构2输出轴转速下降，当检测到鸭体14轴转速快速下降时，控制节流阀20增加液压油流量，液压马达机构2输出轴转速升高。液压调速系统与平面涡卷弹簧储能系统协同工作，使得永磁直流发电机18发出的电量品质提高。图4中，点头鸭体14两两串联在两根与发电机连接的轴上，该连接方式可以提高发电机的发电效率，同时减少机械动力传递所产生的能量损耗，发电机固定在玻璃钢(gfrp)材料的浮台上，每个浮台间通过pc管连接。图1中，清理车整体1，包括具有行走机构的智能小车机器人本体模型及安装在机器人上的收集垃圾机构。机器人本体模型成坦克状，底部有五对承重轮，一对驱动轮12和一对导轮，体积270×220×75mm，承重大；履带11采用单片式履带11单元穿插连接而成，每一节都灵活可动，阻力小长度可变，相较于传统的一体式橡胶履带11更灵活耐用；车身每测各有五条sus304不锈钢减震弹簧，每个负重轮均可随沙滩地形起伏，底盘离地高，弹簧拉力大，减震效果明显，其行走机构主要由左、右两个驱动电机、车体、左、右履带11、转轴构成。

工作原理：清理车整体1正常情况下可根据能源储备、沙滩垃圾量的多少不同，实现两种运动模式：一是基于机器视觉，自动识别视野范围内的垃圾，通过机械臂抓取、辅以沙铲收集垃圾；二是规划路径，用沙铲大范围清理整个理想沙滩平面内的垃圾，自动收集；遇到紧急情况时，进行人为干预，可以远程遥控清理车整体1；通过更换垃圾收集机构25内部的纱网。在能源方面主要以利用波浪能为主，太阳能为辅的发电方式，波浪能通过点头鸭式发电装置13进行能量的收集，并且通过线路整合6进行能量的传输，并进入到陆地储能站中，清理车整体1的外侧通过加设车载太阳能板8进行能量的转换储存与车体内部的车载储能电池10中。在波浪能转换的过程中，在鸭体输出轴22后增加测速发电机23，实际使用时当鸭体输出轴22转速快速升高时，控制节流阀20减小管道液压油流量，液压马达机构2输出轴转速下降，当检测到鸭体输出轴22转速快速下降时，控制节流阀20增加液压油流量，液压马达机构2输出轴转速升高。内部液压调速系统与加设的平面涡卷弹簧储能系统协同工作，使得永磁直流发电机18发出的电量品质提高。整体在清洁效率方面，采用了新型的垃圾收集装置，清理车整体1在将垃圾与沙的混合物收集后，通过其后连接的垃圾网结构实现了海滩垃圾与沙粒的的快速分离，同时结合内部仿生机械臂抓取可视范围内的垃圾，从而提高海滩垃圾清理的效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。