垃圾车自动上料机构安全保护方法与流程

本发明专利涉及环卫车辆技术领域，尤其涉及垃圾车的自动控制领域。

背景技术：

目前市场上垃圾压缩车的上料机构自动化程度越来越高，未来的发展趋势也必然是全自动上料，但是国内在自动上料机构上的安全保护基本靠操作人员按压紧急停止开关实现，不利于保证人机安全。

技术实现要素：

根据现有技术的不足，本发明提供一种自动上料过程中的安全保护方法，当有人或物进入自动上料机构作业区域时，机构的自动操作会停止，当人或物离开作业区域后，动作可继续执行。

本发明按以下技术方案实现：

垃圾车自动上料机构安全保护方法，该安全保护方法为：在上料机构上安装有监视传感器，当上料机构在运行时，监视传感器实时对预设范围进行人或物监视，当有人或物进入预设范围时，监视传感器将监视信息传递给数据处理模块，数据处理模块对信息处理，停止输出执行信号，上料机构停止动作，同时输出警示信号给报警模块进行警报，提示作业区域内的人尽快离开。

进一步，所述监视传感器为视觉传感器，该视觉传感器安装在上料机构的上方；所述数据处理模块包括运算主机和机构控制器，运算主机内部存储垃圾桶图像和人形图像信息；根据上料机构的作业轨迹，确定作业区域，该作业区域通过视觉传感器捕捉上料机构上垃圾桶的运动轨迹的三维坐标划定；视觉传感器对上料机构的作业区域进行实时监视，当有人或物进入作业区域时，视觉传感器捕捉人或物图像，并将图像信息传递给运算主机，运算主机中保存用于对比的人形图像信息，运算主机对比图像信息，并判断是否有人或物进入作业区域，如有，则传递信号给机构控制器，机构控制器对信号进行处理，停止输出执行信号，上料机构停止动作，同时输出警示信号。

进一步，所述运算主机和机构控制器安装在垃圾车箱体前侧的控制箱内。

进一步，所述监视传感器为超声波传感器，该超声波传感器安装在上料机构内侧，超声波传感器的监视区域为其正前方的圆锥空间范围，该空间范围与作业区域的交叉区域即为超声波传感器的监视区域；所述数据处理模块包括机构控制器，超声波传感器对进入监视区域的物体进行实时监视，上料机构运动过程中有人或物进入监视区域则向机构控制器传递信号，机构控制器对信号进行处理。

进一步，将监视区域分为无效监视阶段和有效监视阶段；其中，上料机构自动上料动作的整个上升过程，及上料机构自动上料动作的下降过程中，自上料机构上挂的垃圾桶下边沿进入超声波传感器的监视区域至下降动作结束，这两段运动区域为无效监视阶段；上料机构自动上料动作的下降过程中，自下降动作开始至垃圾桶下边沿进入超声波传感器的监视区域，该段运动区域为有效监视阶段；机构控制器对信号进行处理，并判断该信号是否存在于有效监视阶段，如处于有限监视阶段，机构控制器停止输出上料机构动作执行信号，上料机构停止动作，同时输出警示信号，提示作业区域内的人或物尽快撤离。

进一步，所述机构控制器对信号进行处理，上料机构动作停止时，机构控制器开始时间监视，设定时间内人或物离开作业区域，动作可恢复，设定时间内人或物未离开作业区域，动作不可恢复。

进一步，所述机构控制器安装在垃圾车箱体前侧的控制箱内。

进一步，所述超声波传感器安装在垃圾箱后下方的污水箱外侧壁上。

进一步，所述报警模块为声音警示器，所述声音警示器安装在垃圾车箱体尾部。

本发明有益效果：

（1）本发明采用视觉传感器实现人或物的图像捕获，通过运算主机对捕获的图像信息的比对，实现对人进入作业区域的实时监视；

（2）本发明中运算主机将图像信息的对比结果，发送给机构控制器，机构控制器自动控制上料机构的运动或停止，无需人工干预；

（3）本发明采用超声波传感器实现对上料机构下部作业区域的监视，实现对人或物的监视；

（4）本发明中超声波传感器将监视信号传送给机构控制器，机构控制器对信号进行处理，并自动控制上料机构的运动或停止，无需人工干预；

（5）本发明机构控制器通过运算主机和超声波传感器传递的信号，配合时间监视，确定人或物离开作业区域后，机构的动作停止或恢复；

（6）本发明中的视觉传感器和超声波传感器可独立使用，根据上料机构对安全性的要求进行选择。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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。下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

图1为监视传感器在垃圾车箱体上的安装位置图；

图2为数据处理模块在垃圾车箱体上的安装位置图。

图中标识：1-视觉传感器；2-上料机构；3-垃圾桶；4-超声波传感器；5-污水箱；6-声音警示器；7-垃圾车箱体；8-控制箱；9-机构控制器；10-运算主机。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1、图2所示，垃圾车自动上料机构安全保护方法，该安全保护方法如下：在上料机构上安装有监视传感器，当上料机构在运行时，监视传感器实时对预设范围进行人或物监视，当有人或物进入预设范围时，监视传感器将监视信息传递给数据处理模块，数据处理模块对信息处理，停止输出执行信号，上料机构停止动作，同时输出警示信号给报警模块进行警报，提示作业区域内的人尽快离开。

以下给出上述监视传感器、数据处理模块一优选实施例：

实施例一：继续参照图1、图2所示，监视传感器为视觉传感器，数据处理模块包括运算主机和机构控制器。

视觉传感器1安装在上料机构2的上方，运算主机10安装在垃圾车箱体7前侧的控制箱8内，运算主机10内部存储垃圾桶图像和人形图像信息；视觉传感器1监视上料机构2带着垃圾桶3动作时的运动轨迹，并将垃圾桶3的图像信息实时传送给运算主机10，运算主机10对图像信息进行实时处理，计算垃圾桶3在整个上料过程中的空间三维坐标，由此确定上料机构2的作业区域。

当上料机构2执行自动上料动作时，视觉传感器1对作业区域进行实时监视，捕捉作业区域内的物体图像信息，并将数据信息传送至运算主机10，运算主机10实时处理图像数据信息，将图像数据信息与数据库内的垃圾桶图像和人形图像数据进行比对，当有人进入作业区域时，运算主机10输出确认信号，并将确认信号传送至机构控制器9，机构控制器9对确认信号进行处理，停止输出上料机构2动作执行信号，上料机构2停止动作，同时输出警示信号，声音警示器6工作，提示作业区域内的人尽快离开。

以下给出上述监视传感器、数据处理模块一优选实施例：

实施例二：继续参照图1、图2所示，监视传感器为超声波传感器，数据处理模块包括机构控制器。

超声波传感器4安装在上料机构2内侧，垃圾箱7后下方的污水箱5外侧壁上，超声波传感器4的监视区域为其正前方的圆锥空间范围，该空间范围与作业区域的交叉区域即为超声波传感器4的监视区域；上料机构2自动上料动作的整个上升过程，及上料机构2自动上料动作的下降过程中，自上料机构上挂的垃圾桶3下边沿进入超声波传感器4的监视区域至下降动作结束，这两段运动区域为无效监视阶段；上料机构2自动上料动作的下降过程中，自下降动作开始至垃圾桶3下边沿进入超声波传感器4的监视区域，该段运动区域为有效监视阶段。当上料机构2执行自动上料动作时，超声波传感器4实时监视是否有人或物进入其监视区域内；如有，则将信号传送至机构控制器9，机构控制器9对信号进行处理，并判断该信号是否存在于有效监视阶段，如处于有限监视阶段，机构控制器9停止输出上料机构2动作执行信号，上料机构2停止动作，同时输出警示信号，声音警示器6工作，提示作业区域内的人或物尽快撤离。动作停止时，机构控制器开始时间监视，设定时间内人或物离开作业区域，动作可恢复，设定时间内人或物未离开作业区域，动作不可恢复。

需要说明的是，上述实施例一中的视觉传感器监视方法与实施例二中的超声波传感器监视方法为独立工作的两种监视方法。以下给出两种共有情况。

实施例三：

上料机构上配置超声波传感器4、视觉传感器1、运算主机10和机构控制器9；上料机构2内侧配置超声波传感器4，上方配置视觉传感器1，运算主机10与机构控制器9置于控制箱8内；根据上料机构2的作业轨迹，确定作业区域，该作业区域通过视觉传感器1捕捉上料机构2上垃圾桶3的运动轨迹的三维坐标划定；视觉传感器1对上料机构2的作业区域进行实时监视，当有物体进入作业区域时，视觉传感器1捕捉物体图像，并将图像信息传递给运算主机10，运算主机10中保存用于对比的人形图像信息，运算主机10对比图像信息，并判断是否有人进入作业区域，如有，则传递信号给机构控制器9，机构控制器9对信号进行处理，停止输出执行信号，上料机构2停止动作；超声波传感器4根据作业区域进行标定，确定监视区域；超声波传感器4对进入监视区域的物体进行实时监视，上料机构2下降过程中有人或物进入监视区域则向机构控制器9传递信号，机构控制器9对信号进行处理，停止输出执行信号，上料机构2停止动作；动作停止时，机构控制器9开始时间监视，设定时间内人或物离开作业区域，动作可恢复，设定时间内人或物未离开作业区域，动作不可恢复。

综上，本发明采用视觉传感器实现人或物的图像捕获，通过运算主机对捕获的图像信息的比对，实现对人进入作业区域的实时监视；本发明中运算主机将图像信息的对比结果，发送给机构控制器，机构控制器自动控制上料机构的运动或停止，无需人工干预；本发明采用超声波传感器实现对上料机构下部作业区域的监视，实现对人或物的监视；本发明中超声波传感器将监视信号传送给机构控制器，机构控制器对信号进行处理，并自动控制上料机构的运动或停止，无需人工干预；本发明机构控制器通过运算主机和超声波传感器传递的信号，配合时间监视，确定人或物离开作业区域后，机构的动作停止或恢复；本发明中的视觉传感器和超声波传感器可独立使用，根据上料机构对安全性的要求进行选择。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。