人行道电动冲洗车的制作方法

本发明涉及路面清洁车辆领域，特别地，涉及一种人行道电动冲洗车。

背景技术：

目前，人行道清扫主要以人工清扫为主，受限于路面狭窄、路面不平整、及花坛边角多等，单一清扫机械设备在人行道清扫作业时，作业效率不高，且具有作业盲区，故而有待于进一步优化改进，以满足人行道机械化作业的需求。

现有小型清扫设备一般采用三轮式或者四轮车辆式结构，并配备水箱和高压水路系统，用于人行道或较窄道路的清洁。现有小型清扫设备不具有自动避障功能，作业过程中容易因碰撞障碍物而导致驱动机构过载损坏，从而作业可靠性低，不能满足作业区域的复杂地形；三轮底盘冲洗车，整车稳定性较差，且水箱容积较小，作业能力受限；小型清扫设备的作业模式较单一，并存在作业盲区，路面清洁不干静等问题；底盘一般采用燃油机或者上装采用汽油机驱动水泵，作业过程中均存在排放污染。

技术实现要素：

本发明提供了一种人行道电动冲洗车，以解决现有的小型清扫设备由于不具有自动避障功能进而作业可靠性低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种人行道电动冲洗车，包括：支撑底盘，支撑底盘上设有用于对作业区域进行冲洗的冲洗系统、用于对作业区域进行清扫的清扫系统、用于供给冲洗水的水路系统、及电控系统，冲洗系统与水路系统连通，支撑底盘、冲洗系统、清扫系统及水路系统分别与电控系统连接；清扫系统位于支撑底盘前行方向车身中线的一侧，清扫系统包括清扫机构、机械避障结构、及电气避障结构，清扫机构和电气避障结构分别与电控系统相连；清扫机构与支撑底盘的下表面相连，用于对作业区域进行清扫、并使清扫出的垃圾聚拢至电动冲洗车的吸嘴系统处，机械避障结构设置于清扫机构上，用于在清扫机构遇到障碍时，先于清扫机构的刚性结构接触障碍辅助滚动，以避免清扫机构过载损坏，电气避障结构与清扫机构相连，用于在机械避障结构失效并将导致清扫机构过载损坏时启动，以对清扫机构进行断电保护。

进一步地，清扫机构包括第一安装支架、第二安装支架、扫盘、驱动电机、及提升构件；第一安装支架与支撑底盘的下表面可拆卸式连接；第二安装支架的连接侧与第一安装支架铰接，第二安装支架的安装侧设有转动设置的扫盘，扫盘用于对作业区域进行清扫；驱动电机设置于第二安装支架上，且与电控系统和扫盘相连，以用于驱动扫盘旋转；提升构件的连接端与第二安装支架相连，提升构件的操作端延伸至电动冲洗车的操纵室，以在操作人员操作提升构件的操作端时，使第二安装支架绕与第一安装支架铰接的第一铰点上下升降。

进一步地，第二安装支架包括相连的提升支板和安装盘，提升支板的第一端与第一安装支架铰接，提升支板的第二端连接安装盘，扫盘和驱动电机均连接于安装盘上；提升构件包括与安装盘或驱动电机相连的提升支座、拉线、及操作柄；拉线的第一端与提升支座相连，拉线的第二端延伸至操纵室，且操作柄连接于拉线的第二端上。

进一步地，机械避障结构包括旋转轴、第一避障轮、第二避障轮、及复位弹簧；旋转轴设置于提升支板和安装盘的连接处，以连接安装盘和提升支板，并使安装盘绕旋转轴在水平面内往复偏转以避障；第一避障轮和第二避障轮沿安装盘的周线间隔布设，且第一避障轮和第二避障轮分别通过垂直安装盘的安装轴转动安装于安装盘上，并第一避障轮和第二避障轮的外周缘均伸出安装盘的外边缘，以先于安装盘和扫盘的固定盘接触障碍，并第一避障轮和第二避障轮用于在接触障碍时，绕障碍辅助滚动以使安装盘绕旋转轴向靠近车身中线的内侧方向偏转以避障；复位弹簧的一端与安装盘相连，复位弹簧的另一端与提升支板相连，复位弹簧用于在安装盘偏转避障后使安装盘自动回复至正常工作状态。

进一步地，提升构件还包括提升弹簧，提升弹簧的一端与提升支板相连，提升弹簧的另一端与支撑底盘相连；机械避障结构还包括限位插销，限位插销竖直设置于提升支板上，以用于与安装盘顶抵，进而对安装盘的偏转角度进行限位。

进一步地，设第一避障轮的外周线与安装盘的外周线的交点至车身中线的垂直距离为l1、设第一避障轮外周线的最外侧至车身中线的垂直距离为l2、设第二避障轮外周线的最外侧至车身中线的垂直距离为l3、设扫盘的扫盘刷毛外周线的最外侧至车身中线的垂直距离为l4、及障碍距车身中线的垂直距离为x，且l3与l2之间的间距为完全依靠复位弹簧伸缩实现避障的距离，则清扫机构的机械避障方式为：在区间x>l4，无需避障；在区间l3<x<l4，扫盘刷毛通过变形即可绕过障碍，扫盘无需向内偏转；在区间l2<x<l3，第一避障轮无滚动，第二避障轮绕着障碍滚动，同时扫盘向内偏转一变量角度θ1，当绕过障碍后，扫盘在复位弹簧的作用下复位；在区间l1<x<l2，第一避障轮、第二避障轮依次绕着障碍滚动，同时扫盘向内偏转一变量角度θ2，此时操作人员应使电动冲洗车转向、或停止作业并倒车，若电动冲洗车未能转向或停止作业，则电气避障结构启动实现电气避障；在区间0<x<l1，此时障碍在操作人员的视野范围内，操作人员应及时停车或转向绕开障碍。

进一步地，为保证清扫机构实现向车身中线的方向避障，第一避障轮、第二避障轮、及扫盘应满足以下关系：第一避障轮：r<h1，k1<r，0<δ<90°；第二避障轮：r<b1，k2<r，0<a<90°；且r<c<2r；其中：h1—电动冲洗车行进方向上，第一避障轮外周线的最前侧与扫盘中心之间的间距；b1—电动冲洗车宽度方向上，第二避障轮外周线的最外侧与扫盘中心之间的间距；k1—第一避障轮中心与扫盘中心之间的间距；k2—第二避障轮中心与扫盘中心之间的间距；r--扫盘的固定盘的半径；δ—第一避障轮外周线的最外侧点与旋转轴中心点的连线、与过旋转轴中心并垂直车身中线的水平线之间的夹角；a--第二避障轮外周线的最外侧点与旋转轴中心点的连线、与过旋转轴中心并垂直车身中线的水平线之间的夹角；c—第一避障轮中心与第二避障轮中心之间的间距。

进一步地，电气避障结构包括用于实时检测驱动电机电流的检测器、及连接于驱动电机供电电路上的断路器，检测器和断路器分别与电控系统相连；检测器用于实时检测驱动电机的运行电流，并将检测的实时电流值发送给电控系统，电控系统接收实时电流值，并在实时电流值小于额定电流值时控制检测器继续检测，并在实时电流值大于额定电流值时，控制断路器断开以使驱动电机断电保护。

进一步地，电控系统包括控制器、及与控制器相连的电源构件；电源构件包括用于供给电流的蓄电池、及与蓄电池相连的转换器；支撑底盘、冲洗系统、清扫系统、及水路系统分别与控制器和蓄电池相连。

进一步地，冲洗系统包括用于对作业区域进行冲洗的角喷装置和手持冲洗装置、及用于对作业区域进行定点清洗的定点清洗装置；角喷装置设置于支撑底盘的前桥和后桥之间，角喷装置包括分别与水路系统连通的两根角喷柱，两根角喷柱沿支撑底盘的宽度方向相向且错位布设；手持冲洗装置包括与水路系统连通的卷盘带、及与卷盘带的出水端连通的手持喷枪；定点清洗装置包括连接于支撑底盘前端的喷嘴，喷嘴与水路系统连通。

本发明具有以下有益效果：

本发明的人行道电动冲洗车工作时，电控系统控制清扫机构动作，清扫机构对作业区域进行清扫，并使清扫出的垃圾聚拢至电动冲洗车的吸嘴系统处，同时清扫机构在作业过程中遇到障碍时，连接于清扫机构上的机械避障结构先于清扫机构的刚性结构接触障碍并辅助滚动，以避免清扫机构直接碰撞障碍而过载损坏，且清扫机构还连接有电气避障结构，当机械避障结构失效并将导致清扫机构过载损坏时，电气避障结构启动，对清扫机构进行断电保护，从而防止清扫机构过载损坏。本发明的人行道电动冲洗车，通过机械避障结构和电气避障结构的“双重避障方式”的设置，使得清扫机构在作业过程中，不易因碰撞障碍而过载损坏，从而提高电动冲洗车作业的可靠性，使人行道电动冲洗车满足对复杂作业环境的作业需求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的人行道电动冲洗车的局部剖视结构示意图；

图2是图1中清扫系统的空间结构示意图；

图3是图1中角喷装置的主视结构示意图；

图4是图1中清扫机构的机械避障示意图；

图5是图1中清扫机构的定位图；

图6是电气避障设计原理图。

图例说明

10、支撑底盘；101、车身中线；20、水路系统；21、电机；22、高压水泵；23、水阀组；24、水路；25、水箱；30、清扫机构；31、第一安装支架；32、第二安装支架；321、提升支板；322、安装盘；33、扫盘；331、固定盘；332、扫盘刷毛；34、驱动电机；35、提升构件；351、提升支座；352、拉线；353、提升弹簧；354、操作柄；40、机械避障结构；41、旋转轴；42、第一避障轮；43、第二避障轮；44、复位弹簧；45、限位插销；50、角喷装置；51、角喷柱；60、定点清洗装置；70、罩壳总成。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种人行道电动冲洗车，包括：支撑底盘10，支撑底盘10上设有用于对作业区域进行冲洗的冲洗系统、用于对作业区域进行清扫的清扫系统、用于供给冲洗水的水路系统20、及电控系统，冲洗系统与水路系统20连通，支撑底盘10、冲洗系统、清扫系统及水路系统20分别与电控系统连接。清扫系统位于支撑底盘10前行方向车身中线101的一侧，清扫系统包括清扫机构30、机械避障结构40、及电气避障结构，清扫机构30和电气避障结构分别与电控系统相连。清扫机构30与支撑底盘10的下表面相连，用于对作业区域进行清扫、并使清扫出的垃圾聚拢至电动冲洗车的吸嘴系统处，机械避障结构40设置于清扫机构30上，用于在清扫机构30遇到障碍时，先于清扫机构30的刚性结构接触障碍辅助滚动，以避免清扫机构30过载损坏，电气避障结构与清扫机构30相连，用于在机械避障结构40失效并将导致清扫机构30过载损坏时启动，以对清扫机构30进行断电保护。

本发明的人行道电动冲洗车工作时，电控系统控制清扫机构30动作，清扫机构30对作业区域进行清扫，并使清扫出的垃圾聚拢至电动冲洗车的吸嘴系统处，同时清扫机构30在作业过程中遇到障碍时，连接于清扫机构30上的机械避障结构40先于清扫机构30的刚性结构接触障碍并辅助滚动，以避免清扫机构30直接碰撞障碍而过载损坏，且清扫机构30还连接有电气避障结构，当机械避障结构40失效并将导致清扫机构30过载损坏时，电气避障结构启动，对清扫机构30进行断电保护，从而防止清扫机构30过载损坏。

本发明的人行道电动冲洗车，通过机械避障结构40和电气避障结构的“双重避障方式”的设置，使得清扫机构30在作业过程中，不易因碰撞障碍而过载损坏，从而提高电动冲洗车作业的可靠性，使人行道电动冲洗车满足对复杂作业环境的作业需求。

可选地，如图2所示，清扫机构30包括第一安装支架31、第二安装支架32、扫盘33、驱动电机34、及提升构件35。第一安装支架31与支撑底盘10的下表面可拆卸式连接。第二安装支架32的连接侧与第一安装支架31铰接，第二安装支架32的安装侧设有转动设置的扫盘33，扫盘33用于对作业区域进行清扫。驱动电机34设置于第二安装支架32上，且与电控系统和扫盘33相连，以用于驱动扫盘33旋转。提升构件35的连接端与第二安装支架32相连，提升构件35的操作端延伸至电动冲洗车的操纵室，以在操作人员操作提升构件35的操作端时，使第二安装支架32绕与第一安装支架31铰接的第一铰点上下升降。

本可选方案中，如图2所示，第二安装支架32包括相连的提升支板321和安装盘322，提升支板321的第一端与第一安装支架31铰接，提升支板321的第二端连接安装盘322，扫盘33和驱动电机34均连接于安装盘322上。提升构件35包括与安装盘322或驱动电机34相连的提升支座351、拉线352、及操作柄。拉线352的第一端与提升支座351相连，拉线352的第二端延伸至操纵室，且操作柄连接于拉线352的第二端上。本可选方案的具体实施例中，操作柄为市场上常用的无极自锁手油门，其调节拉线352有一定行程，通过操纵无极自锁手油门的旋转角度可实现调节拉线行程的改变，从而实现扫盘的升降。

可选地，如图2和图4所示，机械避障结构40包括旋转轴41、第一避障轮42、第二避障轮43、及复位弹簧44。旋转轴41设置于提升支板321和安装盘322的连接处，以连接安装盘322和提升支板321，并使安装盘322绕旋转轴41在水平面内往复偏转以避障。第一避障轮42和第二避障轮43沿安装盘322的周线间隔布设，且第一避障轮42和第二避障轮43分别通过垂直安装盘322的安装轴转动安装于安装盘322上，并第一避障轮42和第二避障轮43的外周缘均伸出安装盘322的外边缘，以先于安装盘322和扫盘33的固定盘331接触障碍，并第一避障轮42和第二避障轮43用于在接触障碍时，绕障碍辅助滚动以使安装盘322绕旋转轴41向靠近车身中线101的内侧方向偏转以避障。复位弹簧44的一端与安装盘322相连，复位弹簧44的另一端与提升支板321相连，复位弹簧44用于在安装盘322偏转避障后使安装盘322自动回复至正常工作状态。本可选方案中，扫盘33包括与安装盘322转动连接的固定盘331、及固定于固定盘331上的扫盘刷毛332。当扫盘33遇到障碍时，第二避障轮43、或第二避障轮43和第一避障轮42绕障碍辅助滚动，同时安装盘322绕旋转轴41向靠近车身中线101的内侧方向偏转，这时安装盘322上的扫盘33、驱动电机34等组件绕着旋转轴41同步向内避障，复位弹簧44拉伸；当通过障碍后，复位弹簧自动复位，安装盘322、及安装于其上的扫盘33和驱动电机34等组件绕着旋转轴41回到原来的位置。

优选地，如图2所示，提升构件35还包括提升弹簧353，提升弹簧353的一端与提升支板321相连，提升弹簧353的另一端与支撑底盘10相连。通过操作拉线352的操作柄，第二安装支架32绕与第一安装支架31铰接的第一铰点上下升降。当扫盘33的扫盘刷毛332随着使用时间损耗变短时，通过调节提升弹簧353和拉线352的行程，保持扫盘33与地面接触及触地力。机械避障结构40还包括限位插销45，限位插销45竖直设置于提升支板321上，以用于与安装盘322顶抵，进而对安装盘322的偏转角度进行限位。限位插销45用于防止安装盘322向内避障角度过大造成无法复位。

可选地，如图4所示，设第一避障轮42的外周线与安装盘322的外周线的交点至车身中线101的垂直距离为l1、设第一避障轮42外周线的最外侧至车身中线101的垂直距离为l2、设第二避障轮43外周线的最外侧至车身中线101的垂直距离为l3、设扫盘33的扫盘刷毛332外周线的最外侧至车身中线101的垂直距离为l4、及障碍距车身中线101的垂直距离为x，且l3与l2之间的间距为完全依靠复位弹簧44伸缩实现避障的距离，则清扫机构30的机械避障方式为：

在区间x>l4，无需避障。

在区间l3<x<l4，扫盘刷毛332通过变形即可绕过障碍，扫盘33无需向内偏转。

在区间l2<x<l3，第一避障轮42无滚动，第二避障轮43绕着障碍滚动，同时扫盘33向内偏转一变量角度θ1(θ1<安装盘322的最大偏转角度β)，当绕过障碍后，扫盘33在复位弹簧44的作用下复位。

在区间l1<x<l2，第一避障轮42、第二避障轮43依次绕着障碍滚动，同时扫盘33向内偏转一变量角度θ2(θ2<β)，此时操作人员应使电动冲洗车转向、或停止作业并倒车，若电动冲洗车未能转向或停止作业，则电气避障结构启动实现电气避障。

在区间0<x<l1，此时障碍在操作人员的视野范围内，操作人员应及时停车或转向绕开障碍。

进一步地，如图5所示，为保证清扫机构30实现向车身中线101的方向避障，第一避障轮42、第二避障轮43、及扫盘33应满足以下关系：

第一避障轮42：r<h1，k1<r，0<δ<90°。

第二避障轮43：r<b1，k2<r，0<a<90°。

且r<c<2r。其中：

h1—电动冲洗车行进方向上，第一避障轮42外周线的最前侧与扫盘33中心之间的间距。

b1—电动冲洗车宽度方向上，第二避障轮43外周线的最外侧与扫盘33中心之间的间距。

k1—第一避障轮42中心与扫盘33中心之间的间距。

k2—第二避障轮43中心与扫盘33中心之间的间距。

r--扫盘33的固定盘331的半径。

δ—第一避障轮42外周线的最外侧点与旋转轴41中心点的连线、与过旋转轴41中心并垂直车身中线101的水平线之间的夹角。

a--第二避障轮43外周线的最外侧点与旋转轴41中心点的连线、与过旋转轴41中心并垂直车身中线101的水平线之间的夹角。

c—第一避障轮42中心与第二避障轮43中心之间的间距。

可选地，如图6所示，电气避障结构包括用于实时检测驱动电机34电流的检测器、及连接于驱动电机34供电电路上的断路器，检测器和断路器分别与电控系统相连。检测器用于实时检测驱动电机34的运行电流，并将检测的实时电流值发送给电控系统，电控系统接收实时电流值，并在实时电流值小于额定电流值时控制检测器继续检测，并在实时电流值大于额定电流值时，控制断路器断开以使驱动电机34断电保护。进一步地，电气避障结构还包括设置于操纵室的故障显示器，故障显示器与控制器相连，当驱动电机34断电后，扫盘33停止转动，同时故障显示器开启。本可选方案中，检测器为传感器。

可选地，如图1所示，电控系统包括控制器、及与控制器相连的电源构件。电源构件包括用于供给电流的蓄电池、及与蓄电池相连的转换器。支撑底盘10、冲洗系统、清扫系统、及水路系统20分别与控制器和蓄电池相连。本可选方案中，水路系统20由电机21、高压水泵22、水阀组23、水路24、及水箱25组成。水箱25支撑于支撑底盘10上，且位于支撑底盘10的后侧，并水箱25通过箍带固定于支撑底盘10上，水箱25用于贮存冲洗作业用水。电机21与高压水泵22相连，电机21和高压水泵22均固定于支撑底盘10的前侧，电机21驱动高压水泵22给冲洗系统提供高压水，用于清洗、冲洗作业区域。

本可选方案中，支撑底盘10与整车上装作业装置共用一套电源系统，通过蓄电池(一般为锂电池)对车辆和作业装置提供电力，实现零排放和绿色环保，并满足车辆在起动、加速、爬坡等瞬时需要大功率输出的需求。支撑底盘10搭载大容量锂电池，续航时间长。支撑底盘10采用四轮电动底盘，整车稳定性好，机动灵活，且无污染，环保性好。电动底盘的前桥总成为转向桥，配有鼓刹，后桥总成为驱动桥，配有鼓刹，有效的保障了制动性能的稳定和高效，整车安全性较好。

本可选方案中，如图1和图3所示，冲洗系统包括用于对作业区域进行冲洗的角喷装置50和手持冲洗装置、及用于对作业区域进行定点清洗的定点清洗装置60。角喷装置50设置于支撑底盘10的前桥和后桥之间，角喷装置50包括分别与水路系统20连通的两根角喷柱51，两根角喷柱51沿支撑底盘10的宽度方向相向且错位布设。本可选方案的具体实施例中，角喷装置50固定在支撑底盘10的车架上，通过螺栓固定，用于冲洗作业，可满足不同作业需求。两根角喷柱51分别与水路系统20连通，从而可根据作业需求选择两根角喷柱51同时冲洗或其一进行冲洗作业，角喷装置50主要用于路沿、护栏底座、道路黄白标线等高压清洗作业。手持冲洗装置包括与水路系统20连通的卷盘带、及与卷盘带的出水端连通的手持喷枪。定点清洗装置60包括连接于支撑底盘10前端的喷嘴，喷嘴与水路系统20连通。定点清洗装置60，由高压水泵22产生的压力水通过装配在支撑底盘10上的高压喷嘴清洗路面，并通过操纵盒上的操纵手柄即可实现高压喷嘴的上、下、左、右偏摆动作，以到达指定方位，实现定点清污作业，可根据工况不同，选择清洗强度，定点清洗装置60为现有技术中常规结构。

实际工作时，由于两根角喷柱51、定点清洗装置60、及手持冲洗装置分别与水路系统20连通，故而本发明的冲洗系统可根据人行道路面需要清洗和保洁的需求，进行作业模式切换，以应对不同清洁度的路面，具体如下：

模式一：单开模式，针对特定的作业区域，单开某一个作业装置，有4个选项，分别是：清扫机构30、左侧角喷柱51、右侧角喷柱51、定点清洗装置60。其中，清扫机构30用于人行道路边角清扫，要求车辆行驶速度慢，清扫效果较细致，效果较好；左侧角喷柱51、右侧角喷柱51，用于人行道道路冲洗，冲洗树叶、纸屑等较大垃圾，清洗效果较粗糙，车辆行驶速度较快。定点清洗装置60用于清洗人行道道路、边角等，要求车辆行驶速度较慢。

模式二：双开模式，针对作业区域的变化，任意组合两个作业装置，有2个选项，分别是：边扫(清扫机构30)+右角冲(右侧角喷柱51，用于冲洗车辆前进方向和右方)；左角冲(左侧角喷柱51)+右角冲(右侧角喷柱51，用于对路面进行冲洗，车辆行驶速度较快)。

模式三：人工模式，手持冲洗装置，针对较脏的垃圾桶、油污路面、墙面(如口香糖、牛皮癣等)等，进行定点高压清除清洗。

本发明中，根据作业区域不同清洁度、不同方向等情况，可任意选择控制模式用于作业，提高了作业的维度和广度，减少作业人员的劳动强度，提高了作业效率。

优选地，如图1所示，本发明的人行道电动冲洗车还包括罩壳总成70，罩壳总成70固定在电动冲洗车的前部、顶部、后部，罩壳总成70既是外观装饰性的零件，也是封闭薄壳状的受力零件，用于挡雨遮阳、隔热隔音，同时部分用于防水、油污染，及保护水箱等。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。