一种分体式浮动吸嘴系统、环卫车的制作方法

本申请涉及环卫设备领域，特别地，涉及一种分体式浮动吸嘴系统、环卫车。

背景技术：

目前大部分环卫车辆的作业过程中都会使用吸嘴来拾取地面上已存在的垃圾或者扫盘吹过来的垃圾。在常规清扫车进行清扫作业时，吸嘴的上端通过结构件与底盘相连，通过吸嘴上的滚轮的支撑随着车辆往前走，吸嘴的大部分重量都由滚轮承担，因此滚轮在工作过程中受到的磨损会很严重。

为了改变这一现状，部分清扫车会在吸嘴上方使用弹簧拉住吸嘴，给吸嘴提供向上的拉力，从而减少滚轮承受的压力；还有一部分清扫车会利用液压油缸提供向上的拉力，来实现吸嘴的浮动效果(如专利：cn201510099066实现环卫车扫盘/吸嘴浮动的液压系统)，然而，利用弹簧给吸嘴提供拉力存在以下几个缺陷：弹簧能提供拉力的长度范围有限，在装配的时候需要每台车都单独调节才能达到合适的长度，不方便；而且当整车满载时，弹簧的悬挂点也会因此下降，弹簧与吸嘴之间的距离也会变短，弹簧能提供的拉力也会变小，因此弹簧提供的拉力不稳定，对减少滚轮承受的重量从而减少磨损的效果一般。而利用油缸来拉伸吸嘴，给吸嘴提供向上的拉力，能够解决弹簧拉吸嘴存在的问题，但不管是用弹簧拉还是油缸拉，都没有考虑吸嘴工作时的特性：吸嘴是一个很大的完整刚性平面，通常是用两个油缸在吸嘴的中部进行提升，如此一来，当吸嘴在凹凸不平的场地工作时，可能存在洗不干净或者局部滚轮受力过重导致磨损的情况，而且在此种情况下，吸嘴的局部与地面之间的间隙会变得很大，导致吸嘴的负压值降低，导致出现吸取力不足的情况。

技术实现要素：

本申请一方面提供了一种分体式浮动吸嘴系统，以解决现有环卫车辆的吸嘴在在凹凸不平的场地工作时，出现局部滚轮受力过重导致磨损、吸取力不足的技术问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种分体式浮动吸嘴系统，包括：

吸嘴，所述吸嘴包括具有抽吸腔的吸嘴本体、固定设置在所述吸嘴本体上为所述吸嘴本体提供滚动支撑的若干滚轮，所述吸嘴本体由若干块吸嘴分体通过可变形连接件拼接而成；

浮动提升系统，所述浮动提升系统分别与所述吸嘴的各滚轮相连接，用于根据各滚轮的当前接触压力动态控制各滚轮升降使各滚轮与地面保持恒定的接触压力。

进一步地，所述可变形连接件的材料为帆布、塑料、橡胶或高分子材料。

进一步地，所述吸嘴分体的数量与所述滚轮的数量相一致。

进一步地，所述浮动提升系统包括：

若干浮动提升装置，并联设置且分别与相应的滚轮相连接，用于驱动各滚轮升降；

压力传感器，分别设置在各滚轮上，用于实时获取各滚轮与地面的接触压力；

控制器，分别与各压力传感器和浮动提升装置电路连接，用于根据各压力传感器获取的接触压力控制各浮动提升装置对相应的滚轮施加相匹配的作用力，使各滚轮与地面保持恒定的接触压力。

进一步地，所述浮动提升装置包括：

电磁换向阀，所述电磁换向阀与所述控制器电路连接，且其p口连接车载压力介质输出装置；

电控减压阀，所述电控减压阀与所述控制器电路连接，且输入端与电磁换向阀的b口相连接；

梭阀，所述梭阀的两输入端分别于所述电磁换向阀的a口和电控减压阀的输出端相连接；

提升缸，所述提升缸的一端与车体相连接，另一端与相应的滚轮相连接，其有杆腔与所述梭阀的输出端相连接。

进一步地，所述的电磁换向阀、电控减压阀、梭阀、提升缸均为气压控制件。

进一步地，所述车载压力介质输出装置包括通过管路依次连接的底盘取气装置、辅助气罐、手动气阀、过滤器。

进一步地，所述的电磁换向阀、电控减压阀、梭阀、提升缸均为液压控制件。

进一步地，所述车载压力介质输出装置包括通过管路依次连接的液压油箱、液压泵、液压过滤器，所述液压泵与底盘取力器驱动连接。

本申请另一方面还提供了一种环卫车，采用所述的分体式浮动吸嘴系统。

本申请具有如下有益效果：

本申请提供了一种分体式浮动吸嘴系统、环卫车，所述分体式浮动吸嘴系统包括吸嘴和浮动提升系统，其中，所述吸嘴包括具有抽吸腔的吸嘴本体、固定设置在所述吸嘴本体上为所述吸嘴本体提供滚动支撑的若干滚轮，所述吸嘴本体由若干块吸嘴分体通过可变形连接件拼接而成；所述浮动提升系统分别与所述吸嘴的各滚轮相连接，用于驱动各滚轮升降使各滚轮与地面保持恒定的接触压力。本申请一方面将吸嘴分割为若干部分，每个部分都进行单独控制，使吸嘴在作业时能产生一定形变与地面贴合，从而提升吸嘴对不同地面，尤其是凹凸不平地面的适应能力，使吸嘴具有更好的吸取能力；另一方面，本申请的浮动提升系统将吸嘴的提升点从吸嘴本体转移到吸嘴承重用的各个滚轮处，从而减少因吸嘴本体质量不均匀导致的滚轮受力不平衡的情况，使每个滚轮的受力都能保持一致，不但避免出现局部滚轮的过度磨损，而且可减少所有滚轮的磨损。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本申请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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请优选实施例的分体式浮动吸嘴系统的浮动提升系统结构示意图。

图2是本申请优选实施例的分体式浮动吸嘴系统的吸嘴结构示意图。

图3是本申请优选实施例分体式浮动吸嘴系统的浮动提升系统局部示意图。

图4是本申请另一优选实施例的分体式浮动吸嘴系统的浮动提升系统结构示意图。

图中：

1、底盘取气装置；2、辅助气罐；3、手动气阀；4、过滤器；5、电磁换向阀；6、梭阀；7、电控减压阀；8、提升缸；9、压力传感器；10、滚轮；11、吸嘴右前部分；12、吸嘴右后部分；13、吸嘴左后部分；14、吸嘴左前部分；15、可变形连接件；16、控制器；17、液压油箱；18、底盘取力器；19、液压泵；20、液压过滤器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1和图2，本申请的优选实施例提供了一种分体式浮动吸嘴系统，包括：

吸嘴，所述吸嘴包括具有抽吸腔的吸嘴本体、固定设置在所述吸嘴本体上为所述吸嘴本体提供滚动支撑的四个滚轮10，所述吸嘴本体由四块吸嘴分体通过可变形连接件15拼接而成，其中，所述可变形连接件15的材料为帆布、塑料、橡胶或高分子材料；

浮动提升系统，所述浮动提升系统分别与所述吸嘴的各滚轮10相连接，用于根据各滚轮10的当前接触压力动态控制各滚轮10升降使各滚轮10与地面保持恒定的接触压力。

目前已有的清扫车在工作时都是通过吸嘴来拾取地面上已存在的垃圾或者扫盘吹过来的垃圾，目前市面上常见的吸嘴是一整块刚性结构，用四个滚轮10在该整块刚性结构的四个角处给吸嘴提供滚动支撑力，并通过滚轮10向前行走。在吸嘴工作过程中，首先要保证的是吸嘴与地面的贴合度，如果吸嘴四周的挡板与地面有较大的间隙，则会使吸嘴的吸附力降低，如当吸嘴在凹凸不平的场地工作时，现有吸嘴结构的局部与地面之间的间隙会变得很大，导致吸嘴的负压值降低，从而出现吸取力不足的情况，另外，由于地面凹凸不平和吸嘴的整体式结构，也容易导致一部分滚轮10受力过大，造成各滚轮10的磨损不一致，引起局部滚轮10过早损坏。

有鉴于此，本实施例提供了一种分体式浮动吸嘴系统，所述分体式浮动吸嘴系统包括吸嘴和浮动提升系统，其中，所述吸嘴包括具有抽吸腔的吸嘴本体、固定设置在所述吸嘴本体上为所述吸嘴本体提供滚动支撑的若干滚轮10，所述吸嘴本体由若干块吸嘴分体通过可变形连接件15拼接而成；所述浮动提升系统分别与所述吸嘴的各滚轮10相连接，用于驱动各滚轮10升降使各滚轮10与地面保持恒定的接触压力。

本实施例一方面将吸嘴分割为四个部分，即：吸嘴右前部分11、吸嘴右后部分12、吸嘴左后部分13、吸嘴左前部分14，四个部分之间通过可变形连接件15相连接且各种安装设置有滚轮10，每个部分都进行单独控制，使吸嘴不再是一整块刚性结构，从而在吸嘴作业时能产生一定形变从而与地面尽可能保持贴合，本实施例中，所述吸嘴分体的数量与所述滚轮10的数量相一致，从而提升吸嘴对不同地面，尤其是凹凸不平地面的适应能力，贴合后吸嘴四周的挡板与地面保持合适的间隙，从而使吸嘴始终具有较好的吸取能力；另一方面，本实施例的浮动提升系统将吸嘴的提升点从吸嘴本体转移到吸嘴承重用的各个滚轮10处，根据各滚轮10的当前接触压力动态控制各滚轮10升降使各滚轮10与地面保持恒定的接触压力，从而减少因吸嘴本体质量不均匀导致的滚轮10受力不平衡的情况，使每个滚轮10的受力都能保持一致，不但避免出现局部滚轮10的过度磨损，而且可减少所有滚轮10的磨损，即本实施例可尽量减少吸嘴给滚轮10的重量，在保证与地面贴合的情况下，既能够保证吸嘴的吸附能力，而且使各滚轮10受力较小且均衡，具有一定的自适应能力，减少磨损，延长各滚轮10的使用寿命，从而降低吸嘴的维护和使用成本。

由于吸嘴上的重量不可能均匀布置，因此每个板块的重量都不一样，在常规的方案里是无法让每个滚轮10的受力均衡，因此会出现某个位置的滚轮10长期处于超额压力的作用下而过度磨损。相比于常规方案里通过油缸或者气缸拉升吸嘴本体来减少滚轮10的磨损，本实施例则更加直接，通过浮动提升系统直接提升滚轮10来减少滚轮10的受力，更快更有效的保证滚轮10的受力均衡和自适应。也就是说，本实施例是通过对每个滚轮10及其承受的四块吸嘴分体进行单独控制，来实现吸嘴与不同路况的实时贴合，提升吸嘴吸附垃圾、灰尘的工作效果，并减少滚轮10的磨损。

在本申请的优选实施例中，所述浮动提升系统包括四个浮动提升装置、四个压力传感器9、控制器16。

所述四个浮动提升装置并联设置且分别与相应的滚轮10相连接，用于驱动各滚轮10升降；

所述四个压力传感器9分别设置在各滚轮10上，用于实时获取各滚轮10与地面的接触压力；

所述控制器16分别与四个压力传感器9和四个浮动提升装置电路连接，用于根据各压力传感器9获取的接触压力控制各浮动提升装置对相应的滚轮10施加相匹配的作用力，使各滚轮10与地面保持恒定的接触压力。

具体地，所述浮动提升装置包括电磁换向阀5、电控减压阀7、梭阀6、提升缸8。

所述电磁换向阀5与所述控制器16电路连接，且其p口连接车载压力介质输出装置；

所述电控减压阀7与所述控制器16电路连接，且输入端与电磁换向阀5的b口相连接；

所述梭阀6的两输入端分别于所述电磁换向阀5的a口和电控减压阀7的输出端相连接；

所述提升缸8的一端与车体相连接，另一端与相应的滚轮10相连接，其有杆腔与所述梭阀6的输出端相连接。

在本申请的优选实施例中，所述电磁换向阀5、电控减压阀7、梭阀6、提升缸8均为气压控制件，其中，所述车载压力介质输出装置包括通过管路依次连接的底盘取气装置1、辅助气罐2、手动气阀3、过滤器4。

如图4所示，在本申请的优选实施例中，所述的电磁换向阀5、电控减压阀7、梭阀6、提升缸8均为液压控制件，其中，所述车载压力介质输出装置包括通过管路依次连接的液压油箱17、液压泵19、液压过滤器20，所述液压泵19与底盘取力器18驱动连接，由底盘取力器18从发送机取力为液压泵19提供机械动力。

下面对本实施例的工作原理进行详细的说明。

减少滚轮10的磨损，即减少滚轮10的摩擦力，目前可行的办法是减少滚轮10承受的力。

吸嘴在工作过程中，滚轮10受到的力有四种：

1、地面的支撑力f，方向朝上↑；

2、吸嘴的自重力g，方向朝下↓；

3、吸嘴提升缸8的作用力f气缸，方向朝上↑；

4、吸嘴工作时产生的负压力f负压，方向朝下↓。

因此，滚轮10的支撑力f＝吸嘴重力g+负压f负压－提升气缸的作用力f气缸。

上述四个力中，吸嘴重力g是一个固定值，而吸嘴的负压力f负压随着工作时风机的转速的不同而变化，因此需要实时的调控提升缸8的作用力f气缸来保证滚轮10的支撑力f能够稳定在滚轮10磨损的理想受力值。

如图3所示，由于上述实施例中各滚轮10的工作过程相类似，因此下面以吸嘴右前部分11及其对应的滚轮10为例，在浮动提升装置为气压系统时，其具体工作过程如下：

吸嘴提升过程

上装气动系统通过底盘取气装置1从底盘取气，通过辅助气罐2进行存储，再经过手动气阀3和过滤器4到达电磁换向阀5处；默认状态下，电磁换向阀5处于左位，气体通过电磁换向阀5的p口流向a口，再从电磁换向阀5的a口到梭阀6的左侧，因为此时梭阀6的右侧无压力，所以来自底盘的高压气体会推动梭阀6，让左侧的高压气体通过并流向提升缸8的有杆腔，从而提升吸嘴右前部分11和滚轮10。

吸嘴浮动和自适应过程

当环卫清扫车需要上路工作时，控制器16给电磁换向阀5发送控制信号，使电磁换向阀5换向，电磁换向阀5得工作位从左侧换至右侧，此时来自底盘的高压气体通过电磁换向阀5的p口流向b口，从电磁换向阀5的b口流向电控减压阀7，此时电控减压阀7的设定压力是经过计算设置好的默认值，因此，经过减压的高压气体到达梭阀6的右侧，因为此时梭阀6的左侧无压力，所以来自电控减压阀7的高压气体会推动梭阀6，使右侧的高压气体流向提升缸8的有杆腔，使吸嘴靠着自重下降的同时给吸嘴一个向上的拉力。

当环卫清扫车开始作业时，吸拾垃圾的风机开始工作，通过吸嘴上的风道拾取落叶、石子或者灰尘等垃圾，此时吸嘴受到一个向下的负压力，吸嘴上的滚轮10会承受更大的摩擦力。风机工作在不同转速时，产生的负压值不一样。

控制器16通过检测滚轮10上的压力传感器9采集的压力值，并经过控制器16内的plc可编程控制装置进行计算，得出此时气动系统内的提升缸8需要提供的对应拉力，从而换算得出电控减压阀7上的压力值，接着通过控制器16对电控减压阀7进行调节，改变电控减压阀7输出的压力值，实现精准控制，让吸嘴上的滚轮10承受的压力在合理的范围内。当该部分的滚轮10遇到凹凸不平的地面时，控制器16能够快速的通过压力传感器9反馈的压力值快速的主动调节电控减压阀7，从而更快的实现吸嘴的吸嘴右前部分11和滚轮10对地面的自适应。

其他吸嘴分体及其滚轮10的控制过程与吸嘴右前部分11及其对应的滚轮10相类似，同样地，当浮动提升装置为液压系统时，其具体工作过程与上述实施例类似，在此不再赘述，本领域技术人员可以根据需要进行相应的设置和调整。

本申请的优选实施例还提供了一种环卫车，采用上述实施例所述的分体式浮动吸嘴系统。

综上所述，本申请的上述实施例根据滚轮10的数量和位置，将吸嘴分割成不同的版块，从而使吸嘴能够更好的适应不同的地面；同时，上述实施例将吸嘴的提升点从吸嘴本体转移到吸嘴承重用的各个滚轮10处，减少因吸嘴本体质量不均匀导致的滚轮10受力不平衡的情况，使每个滚轮10的受力都能保持一致；另外，上述实施例通过压力传感器9和控制器16，能主动调节电控减压阀7的输出压力，让滚轮10能够更快的适应不同地面，大幅提高适用性和自动化程度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。