清扫车及其扫盘自适应控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及道路清扫车技术领域，特别地，涉及一种扫盘自适应控制系统和采用所述扫盘自适应控制系统的清扫车。


背景技术：

2.目前，道路清扫车主要是利用车架上的扫盘对地面进行清扫，扫盘在非工作状态时被拉起，与地面保持一定的距离，工作时将扫盘放下，让扫盘末端与地面接触，通过扫盘的旋转完成清扫作业。由于清扫车的作业环境复杂，有些作业区域内会有路面不平整、路面存在下水道盖板或者减震带等凸起的情况，已有部分清扫车会在扫盘上配置一个自适应升降装置，以使扫盘能够适应路面起伏情况进行升降移动，从而减少路面不平整对扫盘造成的损坏，并加强扫盘的清洁能力，提升清扫效果。
3.然而，现有的扫盘升降装置主要是依靠扫盘自身来检测路面起伏情况，是在扫盘已经接触障碍物之后才进行升降调节。例如公开号为cn108442289a的中国发明专利，通过在扫盘上方设置接近开关和感应销轴实时检测扫盘的上下偏移情况，从而能够检测出路面的起伏情况，以针对路面起伏情况对扫盘进行升降调节。但是当检测到扫盘遇到障碍物时，扫盘上的部分刷毛已经越过障碍物，此时再通过控制器来调节扫盘升降，已经对扫盘上的刷毛造成一定的损坏，并且升降延迟会导致扫盘无法持续保持贴合路面的状态，影响清扫效果。其次，当清扫车的行驶速度较快时，如果遇到比较小的凸起和凹坑，被动调节方式甚至会来不及做出反应，容易造成扫毛严重磨损或者凹坑内垃圾无法清扫干净的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型首要提供一种扫盘自适应控制系统，以解决现有清扫车的扫盘无法完全适应路面起伏情况进行升降调节的技术问题。
5.本实用新型还提供一种清扫车，采用上述扫盘自适应控制系统。
6.根据本实用新型的第一方面，提供一种扫盘自适应控制系统，用于在路面清扫过程中主动控制清扫车的扫盘升降移动，所述扫盘自适应控制系统包括升降机构、主动检测机构和被动检测机构；
7.所述升降机构用于与扫盘连接并驱动所述扫盘升降移动；
8.所述主动检测机构设于所述扫盘的前端并用于检测所述扫盘前方的路面状况，以在所述扫盘进行路面清扫过程中的前方路面出现凸起障碍物时发出控制信号指示所述升降机构在预设时长后驱动所述扫盘上升，并在所述扫盘进行路面清扫过程中的前方路面出现凹坑时发出控制信号指示所述升降机构在预设时长后驱动所述扫盘下降；
9.所述被动检测机构与所述升降机构连接并用于检测所述升降机构的受力情况，以在所述扫盘进行路面清扫过程中接触凸起障碍物从而导致所述升降机构受到路面的挤压力过大时发出控制信号指示所述升降机构驱动所述扫盘上升，并在所述扫盘进行路面清扫过程中经过凹坑从而导致所述升降机构受到路面的挤压力过小时发出控制信号指示所述
升降机构驱动所述扫盘下降。
10.优选地，所述主动检测机构包括用于检测所述扫盘前方的路面起伏状况的第一传感器，所述第一传感器架设于所述扫盘的前方并且相对所述扫盘的水平距离保持在预设值。
11.进一步地，所述主动检测机构还包括用于检测所述扫盘相对路肩的距离的第二传感器、与所述第二传感器电连接并用于在所述扫盘相对路肩的距离过近时发出警示信号的警示模块。
12.进一步地，所述升降机构包括用于与所述扫盘连接并驱动所述扫盘升降移动的升降气缸；
13.所述被动检测机构包括第一电控调压阀和第二电控调压阀，所述第一电控调压阀与所述升降气缸的有杆腔连接并用于调节所述有杆腔的气压，所述第二电控调压阀与所述升降气缸的无杆腔连接并用于调节所述无杆腔的气压，通过所述第一电控调压阀和第二电控调压阀的相互配合使所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压维持在预设比例范围内。
14.进一步地，所述主动检测机构分别与所述第一电控调压阀和所述第二电控调压阀电连接，所述主动检测机构用于根据所述扫盘前方的路面状况分别向所述第一电控调压阀和所述第二电控调压阀发出相应的调压控制信号。
15.进一步地，所述升降机构还包括支撑架，所述支撑架的第一端用于与清扫车的车架连接，所述支撑架的第二端用于安装所述扫盘并可带动所述扫盘相对所述支撑架的第一端升降移动，所述升降气缸与所述支撑架连接。
16.优选地，所述支撑架包括用于与所述车架连接的固定座和用于安装所述扫盘的安装座，以及设于所述固定座和所述安装座之间且相互平行的多根连杆，所述连杆的两端分别与所述固定座和所述安装座铰接。
17.优选地，所述被动检测机构还包括设于所述安装座上的第三传感器，所述第三传感器用于抵接所述扫盘并检测所述扫盘受到的路面挤压力。
18.优选地，所述升降机构还包括与所述支撑架连接的辅助支撑气缸，所述升降气缸和所述辅助支撑气缸分设于所述支撑架的上下两端。
19.根据本实用新型的第二方面，还提供一种清扫车，包括车架和扫盘，以及上述扫盘自适应控制系统，所述扫盘自适应控制系统安装于所述车架上并与所述扫盘连接。
20.本实用新型具有以下有益效果：
21.本实用新型提供的扫盘自适应控制系统通过主动检测机构检测扫盘前方的路面状况，能够提前预知扫盘的前方是否存在凸起障碍物或者凹坑，从而使控制器能够根据前方路面状况、车速、扫盘扫毛直径等信息精确计算出扫盘遇到该障碍物时需要升降的高度和时长，精准控制扫盘升降移动，使扫盘能够完全适应路面起伏情况进行升降调节，保持贴合路面的状态进行清扫，并且由于该扫盘自适应控制系统还设有被动检测机构，能够在扫盘接触到凸起障碍物或者凹坑时及时控制扫盘升降调节，实现双重保障，从而避免主动检测机构出现误检、漏检等情况时扫盘无法准确升降调节，有效保护扫盘，减少扫盘的非正常磨损，提升扫盘的使用寿命和稳定性，提升清扫效果
22.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
23.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
24.图1为本实用新型实施例提供的扫盘自适应控制系统的结构示意图；
25.图2为图1所示的扫盘自适应控制系统中的主动检测机构的控制步骤图；
26.图3为图1所示的扫盘自适应控制系统中的被动检测机构的控制步骤图；
27.图4为图1所示的扫盘自适应控制系统中的升降机构的结构框图。
28.图例说明：
29.1、扫盘自适应控制系统；11、升降机构；111、升降气缸；112、支撑架；1121、固定座；1122、安装座；1123、连杆；113、辅助支撑气缸；12、主动检测机构；121、第一传感器；122、控制器；13、被动检测机构；131、第一电控调压阀；132、第二电控调压阀；133、电磁阀；2、扫盘。
具体实施方式
30.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
31.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种扫盘自适应控制系统1，其用于在路面清扫过程中主动控制清扫车的扫盘2升降移动，所述扫盘自适应控制系统1包括升降机构11、主动检测机构12和被动检测机构13，所述升降机构11用于安装所述扫盘2并驱动所述扫盘2升降移动。
32.请结合图2，所述主动检测机构12设于所述扫盘2的前端并用于检测所述扫盘2前方的路面状况，即所述主动检测机构12设置在所述扫盘2的清扫路线的前方并用于提前预知所述扫盘2前方的待清扫路面状况，以在所述扫盘2进行路面清扫过程中的前方路面出现凸起障碍物时发出控制信号指示所述升降机构11在预设时长后驱动所述扫盘2上升，并在所述扫盘2进行路面清扫过程中的前方路面出现凹坑时发出控制信号指示所述升降机构11在预设时长后驱动所述扫盘2下降。所述预设时长为所述扫盘2到达凸起障碍物或者凹坑位置处的时长，具体可根据所述清扫车的移动速度以及所述扫盘2与障碍物之间的距离进行计算得出。
33.请结合图3，所述被动检测机构13与所述升降机构11连接并用于检测所述升降机构11的受力情况，以在所述扫盘2进行路面清扫过程中接触凸起障碍物从而导致所述升降机构11受到路面的挤压力过大时(扫盘的清扫阻力异常增大时)发出控制信号指示所述升降机构11驱动所述扫盘2上升，并在所述扫盘2进行路面清扫过程中经过凹坑从而导致所述升降机构11受到路面的挤压力过小时(扫盘的清扫阻力异常减小时)发出控制信号指示所述升降机构11驱动所述扫盘2下降。
34.所述扫盘自适应控制系统1通过所述主动检测机构12检测所述扫盘2前方的路面状况，能够提前预知所述扫盘2的前方是否存在凸起障碍物或者凹坑，从而使相关控制器能够根据前方路面状况、车速、扫盘扫毛直径等信息精确计算出所述扫盘2遇到该障碍物时需要升降的高度和时长，精准控制所述扫盘2升降移动，使所述扫盘2能够完全适应路面起伏情况进行升降调节，能够保持贴合路面的状态进行清扫，并且由于所述扫盘自适应控制系
统1还设有所述被动检测机构13，能够在所述扫盘2接触到凸起障碍物或者凹坑时及时控制所述扫盘2升降调节，实现双重保障，从而避免所述主动检测机构12出现误检、漏检等情况时所述扫盘2无法准确升降调节，有效保护所述扫盘2，减少所述扫盘2的非正常磨损，提升所述扫盘2的使用寿命和稳定性，提升清扫效果
35.进一步地，所述主动检测机构12包括第一传感器121和与所述第一传感器121电连接的控制器122，所述控制器122与所述升降机构11连接，所述第一传感器121架设于所述扫盘2的前方并用于检测所述扫盘2前方的路面起伏状况，所述控制器122用于根据所述第一传感器121的检测信号驱动所述扫盘2升降。
36.优选地，所述第一传感器121相对所述扫盘2的水平距离保持在预设值，所述预设值可根据所述控制器122的反应时间进行调整，以使所述控制器122能够在接收到地面异常数据时及时控制所述扫盘2升降移动。即所述第一传感器121相对所述扫盘2的水平距离保持固定，方便所述控制器122精准判断所述扫盘2与路面上的凸起障碍物或者凹坑的距离，从而精准控制所述扫盘2的升降调节。
37.应当理解的是，本实用新型实施例仅涉及产品结构上的改进，关于所述主动检测机构12和所述被动检测机构13的控制步骤是为了辅助说明所述主动检测机构12和所述被动检测机构13的结构用途，以便清楚描述所述扫盘自适应控制系统1的具体结构，本实施例并未涉及控制方法上的改进，其次，关于所述控制器122的计算步骤和控制原理均属于现有技术，可直接采用现有控制器来控制所述扫盘2升降移动。
38.在其他实施方式中，所述主动检测机构12还包括第二传感器和与所述第二传感器电连接的警示模块，所述第二传感器用于检测所述扫盘2相对路肩的距离并将检测信号发送至所述警示模块，所述警示模块用于在所述扫盘2相对路肩的距离过近时发出警示信号，例如发出声光警示信号，提醒清扫车的驾驶员避让路肩。
39.进一步地，所述第一传感器和所述第二传感器可以为红外传感器、激光雷达、视觉传感器等，可根据实际使用环境及成本考虑进行选配，关于传感器的识别控制原理同样属于现有技术，可直接采用现有传感器。例如采用红外测距传感器时，利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测，从而检测路面起伏状况。
40.进一步地，所述升降机构11包括用于与所述扫盘2连接并驱动所述扫盘2升降移动的升降气缸111，所述升降气缸111的内腔包括有杆腔和无杆腔，所述升降气缸111的活塞杆安装于所述有杆腔内并与所述扫盘2连接，通过分别调节所述有杆腔和所述无杆腔内的气压，能够控制所述活塞杆伸缩移动，从而带动所述扫盘2升降移动
41.优选地，所述被动检测机构13包括第一电控调压阀131和第二电控调压阀132，所述第一电控调压阀131与所述升降气缸111的有杆腔连接并用于调节所述有杆腔的气压，所述第二电控调压阀132与所述升降气缸111的无杆腔连接并用于调节所述无杆腔的气压，通过所述第一电控调压阀131和第二电控调压阀132的相互配合使所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压维持在预设比例范围内，从而使所述扫盘2保持受力平衡。
42.请结合图4，具体地，当所述扫盘2接触到凸起障碍物时，所述扫盘2受到路面的挤压力增大，导致所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压比例超出预设范围，此时通过所述第一电控调压阀131和第二电控调压阀132的配合分别调节所述有杆腔和所述无杆腔的气压，带动所述扫盘2上升移动，能够使所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压重新恢复平
衡，使所述扫盘2能够灵活越过凸起障碍物。同理，当所述扫盘2经过凹坑时，所述扫盘2受到路面的挤压力减小大，同样会导致所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压比例超出预设范围，此时通过所述第一电控调压阀131和第二电控调压阀132的配合带动所述扫盘2下降移动，能够使所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压重新恢复平衡，以使所述扫盘2能够紧密贴合凹坑进行清扫。
43.进一步地，所述主动检测机构12的控制器122分别与所述第一电控调压阀131和所述第二电控调压阀132电连接，所述控制器122用于根据所述扫盘2前方的路面状况分别向所述第一电控调压阀131和所述第二电控调压阀132发出相应的调压控制信号，从而驱动所述升降气缸111动作并带动所述扫盘2升降移动。即所述主动检测机构12同样是通过所述第一电控调压阀131和所述第二电控调压阀132控制所述扫盘2升降移动，两个检测机构采用同一套控制系统进行控制，有效简化结构，降低成本。
44.进一步地，所述被动检测机构13还包括用于与气源连接的电磁阀133，所述第一电控调压阀131和所述第二电控调压阀132分别与所述电磁阀133的不同输出端口连接，以通过所述电磁阀133和气源的配合控制高压气体的输入，从而使所述第一电控调压阀131和所述第二电控调压阀132能够分别调节所述有杆腔和所述无杆腔的气压。
45.进一步地，所述升降机构11还包括支撑架112，所述支撑架112的第一端用于与清扫车的车架连接，所述支撑架112的第二端用于安装所述扫盘2并可带动所述扫盘2相对所述支撑架112的第一端升降移动，所述升降气缸111与所述支撑架112连接。通过所述支撑架112和所述升降气缸111共同支撑所述扫盘2，能够减少所述升降气缸111的受力，并提升所述扫盘2的稳定性，避免所述扫盘2发生晃动。
46.优选地，所述支撑架112包括用于与所述车架连接的固定座1121和用于安装所述扫盘2的安装座1122，以及设于所述固定座1121和所述安装座1122之间且相互平行的多根连杆1123，所述连杆1123的两端分别与所述固定座1121和所述安装座1122铰接。通过多根连杆1123和所述固定座1121、安装座1122共同构成平行四边形结构，能够对所述安装座1122的升降方向进行限位，避免所述安装座1122发生倾斜，从而使所述扫盘2的升降方向保持垂直，保证所述扫盘2在升降调节后的清扫效果。
47.优选地，所述被动检测机构13还包括设于所述安装座1122上的第三传感器(图未示，下同)，所述第三传感器用于抵接所述扫盘2并检测所述扫盘2受到的路面挤压力，从而加强检测所述扫盘2受到的路面挤压力，确保所述扫盘2在遇到凸起障碍物或者凹坑时能够及时升降调节。
48.优选地，所述升降机构11还包括与所述支撑架112连接的辅助支撑气缸113，所述升降气缸111和所述辅助支撑气缸113分设于所述支撑架112的上下两端，通过所述辅助支撑气缸113加强支撑所述支撑架112，进一步提升所述扫盘2的稳定性。
49.作为第二方面，本实用新型实施例还提供一种清扫车(图未示，下同)，包括车架和扫盘2，以及上述扫盘自适应控制系统1，所述扫盘自适应控制系统1安装于所述车架上并与所述扫盘2连接。由于所述扫盘自适应控制系统1能够使所述扫盘2完全适应路面起伏情况进行升降调节，保持贴合路面的状态进行清扫，保护所述扫盘2，有效提升所述清扫车的清扫效果。
50.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本
领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种扫盘自适应控制系统，用于在路面清扫过程中主动控制清扫车的扫盘(2)升降移动，其特征在于，所述扫盘自适应控制系统包括升降机构(11)、主动检测机构(12)和被动检测机构(13)；所述升降机构(11)用于与扫盘(2)连接并驱动所述扫盘(2)升降移动；所述主动检测机构(12)设于所述扫盘(2)的前端并用于检测所述扫盘(2)前方的路面状况，以在所述扫盘(2)进行路面清扫过程中的前方路面出现凸起障碍物时发出控制信号指示所述升降机构(11)在预设时长后驱动所述扫盘(2)上升，并在所述扫盘(2)进行路面清扫过程中的前方路面出现凹坑时发出控制信号指示所述升降机构(11)在预设时长后驱动所述扫盘(2)下降；所述被动检测机构(13)与所述升降机构(11)连接并用于检测所述升降机构(11)的受力情况，以在所述扫盘(2)进行路面清扫过程中接触凸起障碍物从而导致所述升降机构(11)受到路面的挤压力过大时发出控制信号指示所述升降机构(11)驱动所述扫盘(2)上升，并在所述扫盘(2)进行路面清扫过程中经过凹坑从而导致所述升降机构(11)受到路面的挤压力过小时发出控制信号指示所述升降机构(11)驱动所述扫盘(2)下降。2.根据权利要求1所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述主动检测机构(12)包括用于检测所述扫盘(2)前方的路面起伏状况的第一传感器(121)，所述第一传感器(121)架设于所述扫盘(2)的前方并且相对所述扫盘(2)的水平距离保持在预设值。3.根据权利要求2所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述主动检测机构(12)还包括用于检测所述扫盘(2)相对路肩的距离的第二传感器、与所述第二传感器电连接并用于在所述扫盘(2)相对路肩的距离过近时发出警示信号的警示模块。4.根据权利要求1所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述升降机构(11)包括用于与所述扫盘(2)连接并驱动所述扫盘(2)升降移动的升降气缸(111)；所述被动检测机构(13)包括第一电控调压阀(131)和第二电控调压阀(132)，所述第一电控调压阀(131)与所述升降气缸(111)的有杆腔连接并用于调节所述有杆腔的气压，所述第二电控调压阀(132)与所述升降气缸(111)的无杆腔连接并用于调节所述无杆腔的气压，通过所述第一电控调压阀(131)和第二电控调压阀(132)的相互配合使所述有杆腔的气压和所述无杆腔的气压维持在预设比例范围内。5.根据权利要求4所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述主动检测机构(12)分别与所述第一电控调压阀(131)和所述第二电控调压阀(132)电连接，所述主动检测机构(12)用于根据所述扫盘(2)前方的路面状况分别向所述第一电控调压阀(131)和所述第二电控调压阀(132)发出相应的调压控制信号。6.根据权利要求4所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述升降机构(11)还包括支撑架(112)，所述支撑架(112)的第一端用于与清扫车的车架连接，所述支撑架(112)的第二端用于安装所述扫盘(2)并可带动所述扫盘(2)相对所述支撑架(112)的第一端升降移动，所述升降气缸(111)与所述支撑架(112)连接。7.根据权利要求6所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述支撑架(112)包括用于与所述车架连接的固定座(1121)和用于安装所述扫盘(2)的安装座(1122)，以及设于所述固定座(1121)和所述安装座(1122)之间且相互平行的多根连杆(1123)，所述连杆(1123)的两端分别与所述固定座(1121)和所述安装座(1122)铰接。
8.根据权利要求7所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述被动检测机构(13)还包括设于所述安装座(1122)上的第三传感器，所述第三传感器用于抵接所述扫盘(2)并检测所述扫盘(2)受到的路面挤压力。9.根据权利要求6所述的扫盘自适应控制系统，其特征在于，所述升降机构(11)还包括与所述支撑架(112)连接的辅助支撑气缸(113)，所述升降气缸(111)和所述辅助支撑气缸(113)分设于所述支撑架(112)的上下两端。10.一种清扫车，包括车架和扫盘(2)，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任意一项所述的扫盘自适应控制系统，所述扫盘自适应控制系统安装于所述车架上并与所述扫盘(2)连接。

技术总结
本实用新型公开了一种清扫车及其扫盘自适应控制系统，其中，所述扫盘自适应控制系统用于主动控制清扫车的扫盘升降移动，所述扫盘自适应控制系统包括升降机构、主动检测机构和被动检测机构；所述升降机构用于与扫盘连接并驱动所述扫盘升降移动；所述主动检测机构设于所述扫盘的前端并用于检测所述扫盘前方的路面状况；所述被动检测机构与所述升降机构连接并用于检测所述升降机构的受力情况。本实用新型提供的扫盘自适应控制系统能够提前预知扫盘的前方是否存在凸起障碍物或者凹坑，从而精准控制扫盘升降移动，使扫盘能够完全适应路面起伏情况进行升降调节，保持贴合路面的状态进行清扫，有效保护扫盘，减少扫盘的非正常磨损，提升清扫效果。提升清扫效果。提升清扫效果。


技术研发人员：刘如意 罗方娜 罗鹏飞
受保护的技术使用者：长沙中联重科环境产业有限公司
技术研发日：2022.12.06
技术公布日：2023/9/13