一种废水循环利用的自动洗车装置

1.本实用新型属于汽车清洗技术领域，具体涉及一种废水循环利用的自动洗车装置。


背景技术：

2.在中国发明专利说明书cn103738308中公开了一种自动识别车型的智能洗车系统及智能洗车方法，这种系统通过摄像头、控制模块和刷洗组件，根据摄像头所成影响确定所述车型，并根据所述车辆的车型控制所述刷洗组件按对应于所述车辆的车型的路径进行移动以清洗所述车辆。
3.在中国实用新型专利说明书中cn207405005中也公开了一种洗车污水循环再利用设备，配合洗车污水收集池，其具有箱式本体和安装有智能主板控制器的控制箱，在箱式本体设有水泵、过滤器和净化装置。
4.目前的车辆的清洗存在以下缺点：
5.1、普通洗车设备体积大，占地面积大，无法拆卸，不能用于灵活移动作业，且设备昂贵，造价高。
6.2、其传统自动洗车路径(或流程)需要提前人为设定录入，通过摄像头识别车型从而匹配洗车路径，对于不能识别的车型和未录入系统的车型则无法匹配路径。
7.3、其部分配有污水处理设备的传统洗车装置中，所设计的装置仅仅做到了废水收集，过滤和净化，未构成一个完整的循环利用过程。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的废水循环利用的自动洗车装置。
9.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种废水循环利用的自动洗车装置，其特征在于：包括机座、废水回收循环机构、清洗机构和用于驱动机座运动的移动机构，废水回收循环机构包括用于承载车辆的底座平台，机座滑动连接在底座平台上，机座沿底座平台的周向滑动，移动机构连接在机座的底部，清洗机构连接在机座上。
10.进一步的，所述机座包括旋转支撑臂、机座滑动座和滚轮，清洗机构连接在旋转支撑臂的上端，旋转支撑臂的末端固定连接在机座滑动座上，滚轮安装在机座滑动座上。
11.进一步的，所述底座平台外侧底部设有隐藏滑轨，机座滑动座与底座平台上的隐藏滑轨扣合，滚轮与隐藏滑轨中的轨道配合，底座平台为圆形，隐藏滑轨呈圆环状设置在底座平台的底部。
12.进一步的，所述移动机构包括底板和动力盒，机座滑动座固定连接在底板上，动力盒安装在底板底部的四角处，动力盒包括驱动电机和滑动轮，驱动电机固定连接在底板上，滑动轮转动连接在底板上，驱动电机的输出轴与滑动轮的转轴连接，滑动轮的底部与地面接触。
13.进一步的，所述清洗机构包括清洗机械臂、清洗水枪、清洗压力泵和供水管道，清洗机械臂连接在旋转支撑臂，清洗水枪连接在清洗机械臂上，清洗水枪通过清洗压力泵与供水管道连通。
14.进一步的，所述清洗机构还包括清洗液管道和清洗液喷头，清洗液喷头设置在清洗水枪的清洗喷头中，清洗液喷头与清洗液管道连通，清洗液管道与清洗液储存箱连通。
15.进一步的，所述自动洗车装置还包括双目摄像头和plc控制器，双目摄像头安装在清洗机械臂上，双目摄像头与plc控制器连接，驱动电机为步进电机，步进电机与plc控制器连接。
16.进一步的，所述废水回收循环机构包括底座平台、集水环、沉沙箱、硅藻土过滤箱、多介质过滤器和储水箱，集水环位于底座平台的中心部位，集水环通过管路与沉沙箱连通，沉沙箱通过管路与硅藻土过滤箱连通，硅藻土过滤箱通过管路与多介质过滤器，多介质过滤器通过管路与储水箱通过供水管道与清洗水枪连通。
17.进一步的，所述底座平台为壳体结构沉沙箱、硅藻土过滤箱、多介质过滤器和储水箱均位于底座平台的内部，底座平台的中心部位为低洼结构，集水环、沉沙箱、硅藻土过滤箱、多介质过滤器和储水箱之间连通的管道为硬质水管，硬质水管上设有管道水泵和电子阀门。电子阀门与plc控制器连接。
18.进一步的，所述底座平台分成四块小的底座平台，沉沙箱、硅藻土过滤箱、多介质过滤器和储水箱分别布置在四块小的底座平台中，四块小的底座平台可拆卸的连接在一起构成底座平台。
19.采用本实用新型技术方案的优点为：
20.1、本实用新型利用深度摄像头和追踪摄像头识别车辆并自动生成最快捷的洗车路径，实时监测机械臂的姿态和位置，适用于市面上全部车辆，不存在因车型不同的问题而无法匹配洗车路径；其次采取模块化组装，占地面积小，拆卸方便，安装简单；另外，结合污水处理和废水循环设备，不仅仅做到收集废水，过滤净化，并构成完整的循环系统。
21.2、本实用新型通过双目摄像头装置识别车体，实时监测机械臂的姿态和位置，为不同车型设置最合理的洗车路径，同时废水循环系统可大幅提高水的利用效率，最大化节约用水量。机械底座可拆卸，安装简单方便，组装后设备体型远小于市面上的普通洗车设备。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
23.图1为本实用新型自动洗车装置整体结构透视图；
24.图2为本实用新型自动洗车装置整体结构拼装图；
25.图3为本实用新型自动洗车装置整体结构俯视示意图；
26.图4为本实用新型废水回收循环机构示意图；
27.图5为本实用新型机座和移动机构示意图；
28.图6为本实用新型清洗机构示意图。
29.上述图中的标记分别为：1、机座；11、旋转支撑臂；12、机座滑动座；13、滚轮；2、废水回收循环机构；21、底座平台；22、集水环；23、沉沙箱；24、硅藻土过滤箱；25、多介质过滤
器；26、储水箱；27、硬质水管；28、管道水泵；29、电子阀门；3、清洗机构；31、清洗机械臂；32、清洗水枪；321、清洗喷头；33、供水管道；34、双目摄像头；4、移动机构；41、底板；42、动力盒。
具体实施方式
30.在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.如图1至图5所示，一种废水循环利用的自动洗车装置，其特征在于：包括机座1、废水回收循环机构2、清洗机构3和用于驱动机座1运动的移动机构4，废水回收循环机构2包括用于承载车辆的底座平台21，机座1滑动连接在底座平台21上，机座1沿底座平台21的周向滑动，移动机构4连接在机座1的底部，清洗机构3连接在机座1上。
32.机座1包括旋转支撑臂11、机座滑动座12和滚轮13，清洗机构3连接在旋转支撑臂11的上端，旋转支撑臂11的末端固定连接在机座滑动座12上，滚轮13安装在机座滑动座12上。底座平台21外侧底部设有隐藏滑轨，机座滑动座12与底座平台21上的隐藏滑轨扣合，滚轮13与隐藏滑轨中的轨道配合，可实现机座绕底座平台21边缘滑动，通过设置在机座滑动座下的移动机构4提供动力。优选的，底座平台21为圆形，隐藏滑轨呈圆环状设置在底座平台21的底部。
33.移动机构4包括底板41和动力盒42，机座滑动座12固定连接在底板41上，动力盒42安装在底板41底部的四角处，动力盒42包括驱动电机和滑动轮，驱动电机固定连接在底板41上，滑动轮转动连接在底板41上，驱动电机的输出轴与滑动轮的转轴连接，滑动轮的底部与地面接触。驱动电机转动时驱动滑动轮转动并在地面上移动，底板41和机座滑动座12跟随滑动轮移动而运动，在滚轮13与隐藏滑轨的作用下使机座滑动座12沿着底座平台21的周向运动。
34.清洗机构3包括清洗机械臂31、清洗水枪32、清洗压力泵和供水管道33，清洗机械臂31连接在旋转支撑臂11，清洗水枪32连接在清洗机械臂31上，清洗水枪32通过清洗压力泵与供水管道33连通。清洗机械臂31为六自由度机械臂。清洗机构3还包括清洗液管道和清洗液喷头，清洗液喷头设置在清洗水枪32的清洗喷头321中，清洗液喷头与清洗液管道连通，清洗液管道与清洗液储存箱连通。
35.自动洗车装置还包括双目摄像头34和plc控制器，双目摄像头34安装在清洗机械臂31上，双目摄像头34与plc控制器连接，驱动电机为步进电机，步进电机与plc控制器连接。双目摄像头34为深度摄像头和追踪摄像头。
36.清洗机械臂负责主要的清洗工作，上面携有通过视觉追踪车辆位置的双目摄像头装置和清洗喷头及供水管道与清洗液管道，可以借助摄像头内部imu实时检测机械臂姿态和位置，反馈至清洗机械臂的步进电机调节自由度，通过深度摄像头识别车辆目标深度，准确快速对车辆位置进行测距定位，反馈信号至主控板，协调旋转臂步进电机进行大范围调整，最终拟定清洗路径，执行清洗工作。
37.此处涉及到图像识别技术为现有技术，清洗机械臂31为现有的六自由度机械臂，
本实用新型基于现有的图像识别技术、机械臂自动控制技术及废(污)水处理技术和工艺，通过结构上的创新设计及借鉴，使之更轻量化，自动化，节水化，环保属性进一步提升。
38.基于双目惯性传感器的视觉slam近年来发展较快，用相机传感器与惯性制导是目前slam算法发展的主要趋势，双目摄像头能通过深度估计算法，恢复场景中的真实车辆深度信息，与背景技术中基于视觉和力觉的机械臂控制技术相比，本实用新型可以使精细化洗车成为可能。
39.采用微型pc(树莓派)作为上位机，应用广泛的arduino为主控板，intel d415和t265视觉和惯性摄像头的成熟方案，实现洗车姿态位置的精确控制和定位，无需人力控制，智能化操控大大节省人力成本，后期可加入智能网关，通过网络通信进行固件升级，或连入工业互联网开发状态监测与视频监控功能，相比现有的背景技术而言，本实用新型的后期开发空间十分广阔。
40.废水回收循环机构2包括底座平台21、集水环22、沉沙箱23、硅藻土过滤箱24、多介质过滤器25和储水箱26，集水环22位于底座平台21的中心部位，集水环22通过管路与沉沙箱23连通，沉沙箱23通过管路与硅藻土过滤箱24连通，硅藻土过滤箱24通过管路与多介质过滤器25，多介质过滤器25通过管路与储水箱26通过供水管道33与清洗水枪32连通。
41.底座平台21为壳体结构沉沙箱23、硅藻土过滤箱24、多介质过滤器25和储水箱26均位于底座平台21的内部，底座平台21的中心部位为低洼结构，集水环22、沉沙箱23、硅藻土过滤箱24、多介质过滤器25和储水箱26之间连通的管道为硬质水管27，硬质水管27上设有管道水泵28和电子阀门29。电子阀门29与plc控制器连接，洗车时落在底座平台21上的水都会在其中心部位汇集并进入集水环22。
42.清洗工作执行时和完成后，洗车废水会源源不断地经集水环流入管道，首先进入沉沙箱沉沙约30min，进行附着泥土和沙质的沉淀，然后通过硅藻土过滤箱，过滤水中悬浮颗粒、胶体等杂质，接着进而通入多介质过滤器，分别通入活性炭、锰砂、石英砂和超滤膜滤芯，滤除水中的泥沙、铁锈油污、肥皂和细菌，吸附各种气味、颜色，最后进入储水箱暂存，待下次洗车循环再利用，在此过程中管道水泵与电子阀门将进行配合，通过加压阻流平衡净化速度与净化效率。
43.底座平台21分成四块小的底座平台，沉沙箱23、硅藻土过滤箱24、多介质过滤器25和储水箱26分别布置在四块小的底座平台中，四块小的底座平台可拆卸的连接在一起构成底座平台21。四块小的底座平台拼接好后通过卡扣卡接在一起或通过紧固件连接在一起。这种模块化组装方式，占地面积小、拆卸方便、安装简单，底座平台的箱体之间可拆卸，旋转支撑臂可拆卸，可以移动后快速组装，告别固定占地难题，方便快速布局在小区停车场，地下车库，相比较当今的人工洗车的不能移动以及自动洗车房的移动不便，其灵活布局的优势十分明显。
44.此外，共享理念大势所趋，该平台具有可移动性，易操作的特点，可以实现人人共用的目标，这也与当前绿色共享发展理念相契合，相比现有技术，本实用新型可以实现平台资源利用的最大化与快速缓解需求的最优解。
45.本实用新型自动洗车系统通过双目摄像头识别车辆表面尺寸、位置等信息，将数据传输至主控芯片，通过算法识别出清洗重点部位如车轮，前风挡，灯罩，命令六自由度清洗机械臂移动至相关位置，执行清洗动作。同时清洗后的废水可顺势流入废水循环系统，经
过多重过滤处理后返回主供水管道，可继续用来洗车，极大地减少了用水消耗。
46.洗车速度快，用水量少。经过数据模拟测算，平均洗刷时间为2.33min/每台，平均用水量为36.46l/每台(不回收废水)，7.29l/每台(回收废水折算)；对比现有人工洗车：平均洗刷时间为30min/每台，平均用水量为50l/每台；大型洗车房：平均洗刷时间为2.5min/每台，平均用水量为100l+/每台，本发明的节水、省时的优势十分明显。
47.洗后废水回收率及净化率高，废水可二次回用。通过创新废水回收结构，利用水的自然流动收入底部过滤循环装置，通过多种过滤器处理后可有效滤除水中的泥沙、铁锈、油污及肥皂杂质，吸附各种颜色气味，且过滤装置造价底，耗材寿命长，有完善的过滤方案。经过实验测试，过滤出的水满足汽车水质回用标准，且对废水的净化效果也优于现有自助洗车设备。
48.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。