一种适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机的制作方法

本发明涉及一种保洁设备的技术领域，尤其涉及一种适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机。

背景技术：

海边的沙滩是很多人旅游的必选之地，但是沙滩上常常有游客丢掉的一些垃圾，海浪的退潮会将一些沙滩垃圾带进海里，同时海浪的涨潮也会将海里的一些垃圾带到沙滩的干湿沙分界线处，沙滩上干湿沙分界线处的垃圾严重影响了沙滩的环境和游客的旅游体验，沙滩干湿沙分界线处的垃圾仅仅依靠人工进行清理，工作量大，效率低。

技术实现要素：

本发明为解决人工清理沙滩干湿沙分界线处的垃圾工作量大且效率低的问题，提出了一种适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机，能自动地沿着沙滩干湿沙分界线进行垃圾清扫，大大减少人工的工作量且效率高。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机包括清扫机本体、垃圾收集装置、垃圾输送装置、垃圾压缩装置和控制系统。其中，清扫机本体沿沙滩的干湿沙分界线行走；垃圾收集装置用于收集处于沙滩干湿沙分界线处的垃圾；垃圾输送装置用于将所述垃圾收集装置收集来的垃圾输送到垃圾压缩装置中；垃圾压缩装置用于将所述垃圾输送装置输送来的垃圾进行压缩处理；控制系统用于控制所述适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机。

进一步地，所述清扫机本体的前端面设置有至少两个双目摄像机。

进一步地，所述清扫机本体的前端和后端各设置有两个三角形履带，所述三角形履带面上均匀分布凸台，所述三角形履带能够进行高度调节。

进一步地，所述清扫机本体还包括海浪收集箱，所述海浪收集箱从所述清扫机本体的前端一直延伸到后端，所述海浪收集箱靠近海浪运动方向的侧面设置一个开口，所述海浪收集箱内部低于开口下端设置一个网格隔板。

进一步地，所述垃圾收集装置包括一个第一旋转圆盘和第一垃圾兜，所述第一旋转圆盘的底面均匀排列着刀刃，所述第一垃圾兜前后上下侧面焊接在一起，左侧面可进行前后移动，向前移动的一侧有刀刃，下侧面为网格斜面，无右侧面，所述第一垃圾兜在入口前侧面处设置一个第一喷头。

进一步地，所述清扫机本体的底板上端设置有弹簧。

进一步地，所述垃圾输送装置包括第二旋转圆盘和第二垃圾兜，所述第二旋转圆盘圆周侧面设置底面光滑的槽，槽的两边设置挡板，第二垃圾兜焊接在第二旋转圆盘最低点，所述第二垃圾兜的右侧面垃圾进口与第一垃圾兜左侧面出口大小一样。

进一步地，所述垃圾压缩装置包括至少一个第二喷头和垃圾箱，所述第二喷头设置在所述垃圾箱侧面，所述垃圾箱底面可打开。

进一步地，所述控制系统包括第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器和重力传感器，其中，所述第一激光传感器位于所述第一垃圾兜的左侧面，所述第二激光传感器设置在所述垃圾箱侧面的顶部位置，所述第三激光传感器设置在离所述垃圾箱底板一段距离的侧面上，所述重力传感器设置在所述第二垃圾兜的底面。

有益技术效果：

本发明通过提供一种适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机，解决了人工清理沙滩干湿沙分界线处垃圾工作量大且效率低的问题，不但大大减少人工的工作量且效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例的清扫机本体示意图；

图2为本发明实施例的垃圾收集装置示意图；

图3为本发明实施例的垃圾输送装置示意图；

图4为本发明实施例的垃圾压缩装置示意图；

图5为双目摄像机的双目视觉流程图；

图6为本发明实施例的三角形履带高度调节左视图；

图7为本发明实施例的垃圾压缩装置传动图。

其中，1-箱体，2-双目摄像机，3-风速仪，4-海浪收集箱，5-三角形履带，6-垃圾收集装置，7-垃圾输送装置，8-垃圾压缩装置，9-控制系统，10-第一旋转圆盘，11-第一垃圾兜，12-第二旋转圆盘，13-第二垃圾兜，14-第一喷头，15-压板，16-垃圾箱，17-第二喷头，18-齿轮，19-齿条，20-电动马达，21-第二电动机，22-第二减速器，23-第一挡板，24-第二挡板，25-丝杠，26-光杆，27-滑块，28-杆，29-第四电动机，30-第四减速器，31-第三电动机，32-第三减速器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

一种适用于沙滩干湿沙分界线处的垃圾清扫机，参见图1，该适用于沙滩分界线处的垃圾清扫机包括清扫机本体、垃圾收集装置、垃圾输送装置、垃圾压缩装置和控制系统。其中，清扫机本体沿沙滩的干湿沙分界线行走；垃圾收集装置用于收集处于沙滩干湿沙分界线处的垃圾；垃圾输送装置用于将垃圾收集装置收集来的垃圾输送到垃圾压缩装置中；垃圾压缩装置用于将垃圾输送装置输送来的垃圾进行压缩处理；控制系统用于控制垃圾清扫机。

清扫机本体

清扫机本体包括箱体1、双目摄像机2、风速仪3、海浪收集箱4、三角形履带5、控制面板、前照明灯和后照明灯。双目摄像机2位于清扫机本体的前端面靠上位置，两个个双目摄像机2以平行，同一水平线且两个双目摄像机2之间有一定距离的方式安装在清扫机的前端；控制面板位于双目摄像机2的下面；风速仪3位于清扫机本体的顶端靠前位置，风速仪3的叶片对着海浪运动方向测量风速；海浪收集箱4位于清扫机本体左侧，对着海浪运动方向，海浪收集箱4从清扫机本体前端一直延伸到后端，海浪收集箱4靠近海浪运动方向的侧面设置一个开口，用于收集海浪和漂浮在海浪上的垃圾，海浪收集箱4内部低于开口下端设置一个网格隔板，网格隔板上面储存垃圾，下面储存海水，使海浪和垃圾分离；三角形履带5共有四个，清扫机本体的前端和后端各有两个，前端的两个三角形履带5同用一个电动机驱动，后端的两个三角形履带5同用一个电动机驱动，三角形履带驱动机构位于清扫机本体的前端和后端底面，三角形履带5的面上均匀分布着凸台，三角形履带5能够进行高度调节，高度调节结构图参见图6。

其中，两个双目摄像机2识别沙滩干湿沙分界线的步骤参见图5，具体步骤如下：

由双目摄像机2获取沙滩含有干湿沙分界线沙滩地形的图像，包括左图像l和右图像r；

通过张氏标定，对双目摄像机2获取的左右图像进行标定，获得左右双目摄像机2的内外参数；

通过双目摄像机2的内外参数，对左图像l和右图像r进行校正；

对矫正过的左右图像，利用并行的sgm算法计算得到视差图；

对获得的视差图进行处理，利用中值滤波的方法去除噪声，获得沙滩干湿沙分界线坐标，传递给控制系统，驱动清扫机本体进行运动。

垃圾收集装置

垃圾收集装置参见图2，包括电动马达20、第一旋转圆盘10、第二液压缸和第一垃圾兜11，电动马达20的输出轴与第一旋转圆盘10的中心轴相连，电动马达20的转动带动第一旋转圆盘10的转动，电动马达20处于一个箱体内，三个侧面固定连接，第一旋转圆10的盘底面均匀排列着若干刀刃，第一旋转圆盘10旋转时可将垃圾往下扒拉，垃圾利用自身的重力入兜，第一垃圾兜11前后上下侧面焊接在一起，左侧面可进行前后移动，第一垃圾兜11的左侧面上端和下端各有一个轨道，两轨道也和前后上下侧面焊接在一起，第一垃圾兜11的左侧面长度超过前后侧面距离，下侧面为可以过滤沙子的网格斜面，前后侧面也为可以过滤沙子的网格面，第一垃圾兜11无右侧面，垃圾从右侧面进入第一垃圾兜11，第一垃圾兜11的上侧面通过螺杆、螺母和弹簧与清扫机本体底板相连，弹簧处于清扫机本体底板上端，可以通过压缩弹簧，适应不同的沙滩斜度，第一垃圾兜11的左侧面可进行前后伸缩，左侧面往前伸缩的一侧有刀刃，第一垃圾兜11在入口前侧面处设置一个第一喷头14，通过抽水泵抽取海浪收集箱4内的海水对垃圾进行冲洗且给予垃圾一个冲力，方便入兜。

垃圾输送装置

垃圾输送装置参见图3，包括第三电动机31、第三减速器32、第二旋转圆盘12和第二垃圾兜13，第三电动机31和第三减速器32处于清扫机本体底板上，第三电动机31输出轴与第三减速器32的输入轴相连，第三减速器32的输出轴与第二旋转圆盘12的旋转轴同轴，第二垃圾兜13焊接在第二旋转圆盘12的最低点，第二垃圾兜13的右侧面垃圾进口与第一垃圾兜11的左侧面出口大小一样，第二旋转圆盘12的圆周侧面设置底面光滑的槽，槽的两边设置挡板，防止垃圾沿着槽滑落时掉落。

垃圾压缩装置

垃圾压缩装置参见图4，包括第三机架箱、第四电动机29、第四减速器30、齿轮18、齿条19、压板15、垃圾箱16和第二喷头17，第四电动机29和第四减速30处于隔板上，第四电动机29的输出轴与第四减速器30的输入轴相连，第四减速器30的输出轴与齿轮18同轴，齿轮18与齿条19相啮合，齿条19下端与压板15固结，垃圾箱16顶端设置一个开口，供垃圾掉落，垃圾箱16顶端的其他部分上面设置一个第三机架箱，第三机架箱中间设置一层隔板，隔板开设一个小口，供齿条19上下移动穿过，垃圾箱16侧面设置第二喷头17，第二喷头17喷头通过抽水泵抽取海浪收集箱4内的海水，对垃圾箱16内的垃圾进行冲洗，垃圾箱16的底面可以打开。

控制系统

控制系统包括第二电动机21、第三电动机、第四电动机、抽水泵、第一激光传感器、第二激光传感器、第三激光传感器和重力传感器，第一激光传感器位于第一垃圾兜11的左侧面，当检测到第二垃圾兜13运动到低位时，启动第二电动机21，暂停第三电动机31；第二激光传感器设置在垃圾箱16侧面顶部位置，当感应到垃圾掉落时，启动抽水泵，对垃圾进行清洗；当第二激光传感器无返回信号时，显示灯报警，说明垃圾箱16已经装满，清扫机本体运行到垃圾倾倒处，垃圾箱16的底板打开，倾倒垃圾；第三激光传感器设置在离垃圾箱16底板一段距离的侧面上，当感应到垃圾处于此位置时，启动第四电动机29，对垃圾进行压缩；重力传感器设置在第二垃圾兜13的底面，当感应到第二垃圾兜13重力足够时，启动第三电动机31。

具体工作过程如下：

起始状态：第一垃圾兜11的左侧面开启，第二垃圾兜13处于第二旋转圆盘12的最低点，且和第一垃圾兜11的左侧面的开口相闭合，第一垃圾兜11和第二垃圾兜13通过压缩清扫机本体上端的弹簧，使第一垃圾兜11和第二垃圾兜13贴合沙滩，垃圾压缩装置8中压板15处于垃圾箱16的顶端。

工作状态：清扫机本体运行至沙滩干湿沙分界线处，调节三角形履带5的高度，使清扫机本体的箱体1底板水平，调节第一旋转圆盘10使第一旋转圆盘10与沙滩平面平行；控制系统9启动电动马达20旋转，同时启动双目摄像机2对沙滩上的干湿沙分界线进行识别，当获得沙滩干湿沙分界线坐标时，将实时检测到的数据传输至控制系统9，控制系统9启动第一垃圾兜11入口前侧面的第一喷头14通过抽水泵抽取海浪收集箱4内的海水给垃圾一个冲力且对垃圾进行冲洗；由于第一旋转圆盘10处于高位，第一垃圾兜11和第二垃圾兜13处于低位，垃圾利用自身的重力以及第一喷头14给垃圾的冲力，使垃圾通过第一垃圾兜11左侧面开口进入第二垃圾兜13内，第二垃圾兜13底面的重力传感器将实时检测数据传输至控制系统9，控制系统9判断第二垃圾兜13内的垃圾是否装满，当检测到第二垃圾兜13内的垃圾装满时，启动第二电动机21，第二电动机21的旋转带动第二减速器22运行，第二减速器22的运行使第一丝杠25运行从而带动第一滑块27前后移动，第一滑块27向前移动带动杆28向前移动从而带动第一垃圾兜11左侧面进行关闭，由于左侧面的一边有刀刃，可对垃圾进行切断；第一垃圾兜11左侧面的第一激光传感器将实时检测数据传输至控制系统9，控制系统9判断左侧面是否关闭，当检测到左侧面已经关闭，控制系统9驱动第二旋转圆盘12进行旋转，当第二垃圾兜13运转到第二旋转圆盘12的最高点时，第二旋转圆盘12暂停，第二垃圾兜13内的垃圾沿着第二旋转圆盘12侧面的轨道进行滑落，滑落至垃圾箱16，垃圾箱16侧面顶端的第二激光传感器将实时检测数据传输至控制系统9，控制系统9判断到垃圾箱16内已经存在垃圾，控制系统9控制垃圾箱16侧面的第二喷头17通过抽水泵抽取海浪收集箱4内的海水，对垃圾进行清洗；垃圾箱16侧面底部的第三激光传感器将实时检测数据传输至控制系统9，控制系统9判断垃圾处于和第三激光传感器同高度时，控制系统9启动第四电动机29进行运转，带动第四减速器30进行运转，第四减速器30的运转带动齿轮18的运转，齿轮18与齿条19进行啮合，使齿条19向下运动，压板15压缩垃圾箱16内的垃圾，垃圾箱16侧面顶端的第二激光传感器将实时检测数据传输至控制系统9，控制系统9判断垃圾箱16内的垃圾是否装满，当检测到垃圾箱16内的垃圾装满时，显示报警，倾倒垃圾，清扫机本体运行到垃圾储藏地，控制系统9控制垃圾箱16底面开口打开。

复位状态：第一垃圾兜11的左侧面开启，第三电动机31进行反转，第二垃圾兜13处于第二旋转圆盘12的最低点，且和第一垃圾兜11左侧面的开口相闭合，第一垃圾兜11和第二垃圾兜13通过压缩清扫机本体上端的弹簧，使第一垃圾兜11和第二垃圾兜13贴合沙滩，垃圾压缩装置8中压板15处于垃圾箱16的顶端，进行下一次的垃圾收集运行。

以上的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。