一种基于触觉感知的自适应贴边清扫系统的制作方法

本发明涉及清扫，特别涉及一种基于触觉感知的自适应贴边清扫系统。

背景技术：

1、随着城市化进程的加快，城市卫生问题愈发受到重视。无人清扫车因其高效、智能和环保的特点，成为现代城市清洁系统的重要组成部分。城市街道、广场、公园等公共区域的垃圾和尘土清理需要高效快速的设备，无人清扫车能够在无人干预的情况下长时间工作，提升清洁效率。此外，通过rtk、激光雷达、摄像头等定位和感知技术，无人清扫车实现自主导航和障碍物规避，减少人工干预，提高作业精准度和安全性。无人清扫车的应用需求主要体现在提高清洁效率、实现智能化管理、节约成本和满足环保要求等方面。无人清扫车减少了对人工的依赖，降低了人力成本和管理费用，同时能够全天候工作，进一步提升经济效益。综上所述，无人清扫车在城市管理中的重要性日益凸显，其发展和应用符合现代城市对效率、成本和环保的多重需求。

2、传统的清扫系统是清扫车的重要组成部分，其主要功能是通过旋转扫盘带动刷毛的机械运动，将地面的垃圾和尘土甩到车辆的中间，通过吸扫或者滚扫装置将收集到车中间的垃圾和灰尘等输送到垃圾箱。然而，尽管传统清扫系统在实际应用中发挥了重要作用，但其无法保证扫盘能长时间贴边清扫以达到最佳清扫效果。在实际使用过程中有些用户为了达到更好的清扫效果，在清扫过程中扫盘贴边过近，甚至已经触碰到上街沿，导致扫盘和刷毛过度磨损影响使用寿命。传统清扫系统缺乏触觉感知能力，人工驾驶时由于驾驶员精力有限，无法长时间保证扫盘贴边良好，而自动驾驶当前的定位精度只能达到±20cm也无法满足精准贴边的需求，导致清扫效果不佳，扫盘磨损较快，大大增加了运营成本。

3、随着无人清扫车应用场景的日益复杂，对其清洁能力和智能化程度提出了更高的要求。同时由于传统清扫系统存在诸多不足，因此，还需要利用仿生原理，通过模拟自然界生物的特性，开发出具有优异性能基于触觉感知的自适应贴边清扫系统。

4、因此使无人驾驶的清扫车能够知晓清扫盘的贴边距离，有助于在确保清扫效果的情况下降低清扫盘的磨损量。

技术实现思路

1、针对现有技术中清扫车难以精准确定清扫盘贴边距离的问题，本发明的目的在于提供一种基于触觉感知的自适应贴边清扫系统，以便于至少部分地解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、一种基于触觉感知的自适应贴边清扫系统，包括机架、摆臂、清扫盘和触边感知装置；所述摆臂的近端绕z轴枢转连接在所述机架上，所述机架与所述摆臂之间连接有用于带动所述摆臂相对于所述机架绕z轴摆动的摇摆驱动机构；所述清扫盘布置在所述摆臂的远端，所述摆臂的远端还固定安装有用于带动所述清扫盘绕z轴转动的清扫执行机构；

4、所述触边感知装置包括连接架、触边滚轮和角度检测装置；所述连接架的近端绕z轴枢转连接在所述摆臂的远端，所述触边滚轮绕z轴可转动连接在所述连接架的远端，所述角度检测装置固定在所述摆臂的远端，且所述角度检测装置用于检测所述连接架绕z轴转过的角度；所述连接架与所述摆臂之间设置有止动结构和弹性复位件，所述弹性复位件用于提供使所述连接架止动于所述止动结构处的弹性力。

5、在一些优选实施例中，还包括远端安装架和近端安装架；所述机架绕x轴枢转连接在所述近端安装架上，且所述机架与所述近端安装架之间还连接有用于驱动所述机架相对于所述近端安装架绕x轴枢转的俯仰驱动机构；所述远端安装架绕x轴枢转连接在所述摆臂的远端，所述清扫盘、所述清扫执行机构及所述触边感知装置均安装在所述远端安装架上，所述止动结构则设置在所述连接架与所述远端安装架之间，所述远端安装架与所述摆臂之间还设置有用于锁定所述远端安装架绕x轴转动角度的锁定结构。

6、在一些优选实施例中，所述连接架包括环形主体和延伸臂，所述环形主体可转动连接在所述远端安装架上，所述延伸臂的近端与所述环形主体固定连接，所述延伸臂的远端朝远离所述环形主体轴线的方向延伸，所述触边滚轮可转动连接在所述延伸臂的远端。

7、在一些优选实施例中，所述环形主体与所述清扫盘同轴布置。

8、在一些优选实施例中，所述角度检测装置为编码器，所述编码器与所述环形主体相接触。

9、在一些优选实施例中，所述触边滚轮为包胶滚轮。

10、在一些优选实施例中，所述止动结构包括止动块和限位块，所述止动块设置在所述连接架上，所述限位块设置在所述远端安装架上。

11、在一些优选实施例中，所述俯仰驱动机构为直线驱动机构，所述直线驱动机构的两端分别铰接在所述机架与所述近端安装架上。

12、在一些优选实施例中，所述锁定结构包括开设在所述远端安装架上的弧形通槽，所述弧形通槽的轴线与所述远端安装架的旋转轴线同轴；所述锁定结构还包括穿过所述弧形通槽后螺纹旋拧在所述摆臂上的锁紧螺钉。

13、在一些优选实施例中，所述清扫执行机构为液压马达，所述液压马达固定安装在所述远端安装架上，所述液压马达的输出轴与所述清扫盘固定连接。

14、采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：本发明通过设置触边安装装置，使清扫盘的贴边距离能够转换为角度检测装置的旋转角度信号，并在摇摆驱动机构的带动摆臂摇摆的配合动作下，精准控制清扫盘的贴边距离，进而在确保不存在清扫死角的情况下，避免清扫盘因贴边侵入量过大而导致额外磨损的情况出现。

技术特征：

1.清扫盘和触边感知装置；所述摆臂的近端绕z轴枢转连接在所述机架上，所述机架与所述摆臂之间连接有用于带动所述摆臂相对于所述机架绕z轴摆动的摇摆驱动机构；所述清扫盘布置在所述摆臂的远端，所述摆臂的远端还固定安装有用于带动所述清扫盘绕z轴转动的清扫执行机构；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：还包括远端安装架和近端安装架；所述机架绕x轴枢转连接在所述近端安装架上，且所述机架与所述近端安装架之间还连接有用于驱动所述机架相对于所述近端安装架绕x轴枢转的俯仰驱动机构；所述远端安装架绕x轴枢转连接在所述摆臂的远端，所述清扫盘、所述清扫执行机构及所述触边感知装置均安装在所述远端安装架上，所述止动结构则设置在所述连接架与所述远端安装架之间，所述远端安装架与所述摆臂之间还设置有用于锁定所述远端安装架绕x轴转动角度的锁定结构。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述连接架包括环形主体和延伸臂，所述环形主体可转动连接在所述远端安装架上，所述延伸臂的近端与所述环形主体固定连接，所述延伸臂的远端朝远离所述环形主体轴线的方向延伸，所述触边滚轮可转动连接在所述延伸臂的远端。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述环形主体与所述清扫盘同轴布置。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述角度检测装置为编码器，所述编码器与所述环形主体相接触。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述触边滚轮为包胶滚轮。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述止动结构包括止动块和限位块，所述止动块设置在所述连接架上，所述限位块设置在所述远端安装架上。

8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述俯仰驱动机构为直线驱动机构，所述直线驱动机构的两端分别铰接在所述机架与所述近端安装架上。

9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述锁定结构包括开设在所述远端安装架上的弧形通槽，所述弧形通槽的轴线与所述远端安装架的旋转轴线同轴；所述锁定结构还包括穿过所述弧形通槽后螺纹旋拧在所述摆臂上的锁紧螺钉。

10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述清扫执行机构为液压马达，所述液压马达固定安装在所述远端安装架上，所述液压马达的输出轴与所述清扫盘固定连接。

技术总结本发明公开了一种基于触觉感知的自适应贴边清扫系统，属于清扫技术领域，包括机架、摆臂、清扫盘和触边感知装置；摆臂的近端绕Z轴枢转连接在机架上，机架与摆臂之间连接有摇摆驱动机构；清扫盘布置在摆臂的远端，摆臂的远端还固定安装有清扫执行机构；触边感知装置包括连接架、触边滚轮和角度检测装置；连接架的近端绕Z轴枢转连接在摆臂的远端，触边滚轮绕Z轴可转动连接在连接架上，角度检测装置用于检测连接架绕Z轴转过的角度；连接架与摆臂之间设置有止动结构和弹性复位件，弹性复位件用于提供使连接架止动于止动结构处的弹性力。本发明能够再确保不存在清扫死角的情况下，避免清扫盘因贴边侵入量过大而导致额外磨损的情况出现。技术研发人员：王健,潘宏辉,张涵受保护的技术使用者：上海库萨科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21