智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括：垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)、兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)、多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)以及用來對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)行的垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)。垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)供垃圾車完成垃圾桶的自動(dòng)收集，兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)包括多臺(tái)中小型垃圾車和大容量垃圾車，中小型垃圾車在多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下根據(jù)多車協(xié)同作業(yè)信息收集垃圾桶垃圾，大容量垃圾車在多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下用于對(duì)接與匯集垃圾并轉(zhuǎn)運(yùn)出城。該方法為上述系統(tǒng)的實(shí)施方法。本發(fā)明具有可操作性好、智能化程度高、垃圾處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到城市垃圾處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種適用于城市環(huán)境質(zhì)量建設(shè)和市政工程管理的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人人都制造垃圾，人人都討厭垃圾。隨著我國城市的迅速擴(kuò)張，城市人口劇增，城市生活垃圾問題直接影響城市人民的生活與工作環(huán)境質(zhì)量。尤其是現(xiàn)代城市公共用地日益緊張、居民小區(qū)反對(duì)建立垃圾收集點(diǎn)或垃圾中轉(zhuǎn)站等問題使得現(xiàn)代城市垃圾收集模式與城市建設(shè)的矛盾日益突出，甚至激化為社會(huì)矛盾。
[0003]目前，主要的城市垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)模式是“垃圾桶一垃圾收集點(diǎn)一垃圾中轉(zhuǎn)站一城外垃圾處理場(chǎng)”，存在效率低、人工勞動(dòng)密度大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、垃圾處理效果不夠理想等問題，而且垃圾收集站或中轉(zhuǎn)站將會(huì)直接影響到周圍環(huán)境質(zhì)量和城市建設(shè)。即使是已經(jīng)獲得“文明城市”稱號(hào)的城市，也習(xí)慣性地、甚至理所當(dāng)然地遍布市區(qū)大量臟亂臭的垃圾收集點(diǎn)和中轉(zhuǎn)站，成了直接影響城市生活環(huán)境質(zhì)量和城市規(guī)劃建設(shè)、無法根治的毒瘤。
[0004]在垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)方面，國內(nèi)外垃圾車收集路邊垃圾桶的普遍模式中，要求人員下車，靠雙手拖動(dòng)垃圾桶到垃圾車側(cè)邊，并用手操作掛鉤，半自動(dòng)升降垃圾桶傾倒垃圾，倒完后，還需用雙手拖動(dòng)并放回垃圾桶原位。顯然，這種作業(yè)模式存在作業(yè)效率低以及環(huán)衛(wèi)工人健康、安全影響因素。國外出現(xiàn)用機(jī)械手自動(dòng)抓取垃圾桶的技術(shù)，但沒有系統(tǒng)地考慮垃圾桶和機(jī)械手的配合，存在機(jī)械手撞倒垃圾桶、抓舉過程垃圾桶滑落等問題，可靠性不高。杭州從改善城市環(huán)境質(zhì)量的角度曾試點(diǎn)垃圾車收集滿就直接往城外垃圾場(chǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)的模式，顯然存在運(yùn)營成本高的問題。國內(nèi)外從業(yè)者提出了大小垃圾車對(duì)接的技術(shù)概念，但對(duì)接設(shè)計(jì)中沒有考慮散裝垃圾轉(zhuǎn)移、垃圾廢水對(duì)接轉(zhuǎn)移、防臭氣溢出等問題，仍需要專門對(duì)接場(chǎng)地，對(duì)接場(chǎng)地仍相當(dāng)于垃圾站。目前，國內(nèi)國外都未建立信息化多車協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，就會(huì)出現(xiàn)垃圾車滿街盲目亂跑，效率低，運(yùn)營成本高，這也是上述一些新概念技術(shù)嘗試最終難以推廣的重要制約因素。
[0005]在總體技術(shù)方面，最核心的問題是沒有從系統(tǒng)工程的角度，綜合考慮城市垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，缺少智能自動(dòng)化垃圾收集裝備、配套的垃圾桶和垃圾車、多車實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)作業(yè)與信息化監(jiān)管等一體化設(shè)計(jì)，直接采用垃圾車作業(yè)的一般思路難以滿足不建垃圾收集點(diǎn)或中轉(zhuǎn)站所需要的垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)快速反應(yīng)能力、高作業(yè)效率和低運(yùn)營成本等基本技術(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可操作性好、智能化程度高、垃圾處理效果好、能夠提高城市人民生活環(huán)境和城市文明建設(shè)質(zhì)量的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及方法。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案: 一種智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，包括:垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)、兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)、多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)以及用來對(duì)上述各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)行的垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)供垃圾車完成垃圾桶的自動(dòng)收集，所述兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)包括多臺(tái)中小型垃圾車和大容量垃圾車，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)安裝于中小型垃圾車和/或大容量垃圾車上，所述中小型垃圾車在所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下根據(jù)多車協(xié)同作業(yè)信息穿街走巷高效率地收集垃圾桶垃圾，所述大容量垃圾車在所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下用于對(duì)接與匯集多輛中小垃圾車內(nèi)的垃圾并轉(zhuǎn)運(yùn)出城。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)包括安裝于垃圾車的垃圾廂右側(cè)的多自由度智能化抓取系統(tǒng)，在多自由度智能化抓取系統(tǒng)的作業(yè)端部、與車廂連接或運(yùn)動(dòng)部位布置傳感系統(tǒng)，用于抓取、舉升、傾倒路邊垃圾桶的垃圾進(jìn)入車載垃圾廂的過程控制；垃圾車的駕駛室內(nèi)配置視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述中小型垃圾車根據(jù)片區(qū)無縫管理數(shù)據(jù)庫、多車協(xié)同作業(yè)實(shí)時(shí)信息，穿街走巷收集城區(qū)所有垃圾桶的垃圾；所述中小型垃圾車的垃圾廂右側(cè)安裝有垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)，頂部設(shè)置了垃圾入口，入口的門系統(tǒng)可以配合多自由度智能化抓取系統(tǒng)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)開門與關(guān)門機(jī)械聯(lián)動(dòng)；垃圾廂尾部設(shè)有對(duì)接嘴及其配套的門系統(tǒng)；垃圾廂底部設(shè)計(jì)了車廂舉升與平移機(jī)構(gòu)；垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾轉(zhuǎn)移所需推移機(jī)構(gòu)。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述大容量垃圾車通過中小型垃圾車的垃圾廂舉升、移動(dòng)機(jī)構(gòu)可與中小垃圾車實(shí)現(xiàn)尾箱密封對(duì)接、垃圾自動(dòng)轉(zhuǎn)移與壓縮；所述大容量垃圾車上垃圾箱的尾部設(shè)置垃圾轉(zhuǎn)移對(duì)接喇叭口、用于密封喇叭口的折皺橡膠彈性密封裙邊、配套的門及其自動(dòng)開閉系統(tǒng)，垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾壓縮系統(tǒng)；所述大容量垃圾車與中小型垃圾車之間設(shè)計(jì)了垃圾廢水對(duì)接轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述中小垃圾車?yán)湮膊肯露松斐鰧?duì)接嘴探頭，在兩車尾部靠攏與對(duì)接過程，對(duì)接嘴探頭插入所述大容量垃圾車的垃圾廢水對(duì)接喇叭口，再由大容量垃圾車附帶的泵,抽取中小垃圾車的垃圾廢水到自身的垃圾廢水箱以實(shí)現(xiàn)垃圾廢水密封轉(zhuǎn)移。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):每個(gè)垃圾桶、大容量垃圾車、中小垃圾車都具有分類與有序編碼與標(biāo)號(hào)。所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)根據(jù)各類信息分析、預(yù)測(cè)各車所轄管片區(qū)的任務(wù)完成情況，并結(jié)合市區(qū)電子地圖和市區(qū)交通狀況信息，實(shí)時(shí)分析與優(yōu)化各片區(qū)收集垃圾車輛進(jìn)行相互支援的車輛調(diào)度和路徑方案，自動(dòng)計(jì)算并規(guī)劃每輛大容量垃圾車匯集哪些中小垃圾車的垃圾的最優(yōu)方案，提供轉(zhuǎn)運(yùn)出城的快捷路徑和下次返城最佳的新目標(biāo)地，確保垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)效率。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步提供一種智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方法，其流程為:
(1)管理部門根據(jù)值班信息和各車編號(hào)信息，通過垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)給各值班車下達(dá)當(dāng)日作業(yè)任務(wù)；
(2)先出發(fā)的是第一類中小型垃圾車，到各自轄管的片區(qū)，收集路邊垃圾桶垃圾；在該過程中，自動(dòng)識(shí)別并記錄垃圾桶編碼信息，即完成一個(gè)垃圾桶的收集任務(wù)后，將作業(yè)點(diǎn)任務(wù)完成信息自動(dòng)無線傳輸?shù)嚼c(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)，用于統(tǒng)計(jì)分析與任務(wù)更新；垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)及時(shí)將更新信息與任務(wù)反饋到多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)；同時(shí)，反饋回本車的信息包括下一個(gè)待收集垃圾桶的編號(hào)、下一個(gè)收集目標(biāo)的電子路線以及其他任務(wù)信息，并在駕駛室監(jiān)控顯示屏顯示出來；
(3)第二類垃圾車根據(jù)垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)的調(diào)度，分批出發(fā)；
(3.1)先進(jìn)行與第一類垃圾車的對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾；
(3.2)第二類垃圾車在自身垃圾箱滿載后及時(shí)向垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)運(yùn)出城的請(qǐng)求，后者根據(jù)實(shí)時(shí)交通狀態(tài)信息，反饋優(yōu)化后的出城路線信息，；在城外垃圾場(chǎng)卸載垃圾后，垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)更新的作業(yè)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，調(diào)度該車到最佳作業(yè)目標(biāo)地。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):在所述步驟(3.1)中，過程如下:首先是第二類垃圾車先停在適當(dāng)位置，然后由第一類垃圾車司機(jī)根據(jù)視頻環(huán)境信息，倒車實(shí)現(xiàn)兩車尾箱基本對(duì)準(zhǔn)；接著，第一類垃圾車的司機(jī)操作垃圾箱底部舉升、平移機(jī)構(gòu)，將尾箱對(duì)接嘴插入第二類垃圾車的尾箱對(duì)接喇叭口 ；這時(shí)，第二類垃圾車的尾箱對(duì)接喇叭口的開門動(dòng)作，是通過兩類車尾箱接觸端面的接觸式距離傳感器啟動(dòng)開門；對(duì)接后，第一類垃圾車的垃圾箱內(nèi)垃圾推移機(jī)構(gòu)將垃圾推入第二類垃圾車的垃圾箱，第二類垃圾車的壓縮機(jī)構(gòu)，壓縮新增垃圾；之后，兩車分離，各自實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉垃圾箱各類開口的門。對(duì)接完成，第一類垃圾車?yán)^續(xù)執(zhí)行收集任務(wù)，第二類垃圾車執(zhí)行與其他車對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾任務(wù)或轉(zhuǎn)運(yùn)出城的作業(yè)任務(wù)。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)根據(jù)第一類垃圾車收集垃圾的任務(wù)完成情況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，全局規(guī)劃與優(yōu)化，通過多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)調(diào)度任務(wù)已經(jīng)完成的車去支援當(dāng)日任務(wù)量大的其他片區(qū)，實(shí)時(shí)優(yōu)化參與對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾的兩類車的最佳聚類方案。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)存儲(chǔ)了海量信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行作業(yè)監(jiān)控、工作狀態(tài)與任務(wù)分析、作業(yè)與調(diào)度優(yōu)化、各類現(xiàn)場(chǎng)事故分析、業(yè)績考核。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明建立了垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)快速反應(yīng)系統(tǒng)，小車和大車對(duì)接與垃圾轉(zhuǎn)移；基于智能信息化的多車協(xié)同作業(yè)；與實(shí)時(shí)智能交通信息融合的轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)；司機(jī)可以在駕駛室內(nèi)遙控操作垃圾桶的垃圾收集作業(yè)。
[0017]2、本發(fā)明降低了運(yùn)營成本，節(jié)約的大量城市用地可以產(chǎn)生巨額商業(yè)價(jià)值；小車與大車對(duì)接與垃圾轉(zhuǎn)移，不需要每輛車出城轉(zhuǎn)運(yùn)；車廂內(nèi)垃圾擠壓機(jī)構(gòu)使得垃圾裝載量大；多車協(xié)同作業(yè)信息化作業(yè)，避免車輛任務(wù)不清晰；司機(jī)獨(dú)立完成垃圾桶垃圾收集，降低了人工成本。
[0018]3、本發(fā)明提升了文明城市環(huán)境質(zhì)量，城市市內(nèi)不需建垃圾收集與中轉(zhuǎn)站，可以根除城市垃圾角落，節(jié)約大量城市用地；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)方便、快捷地實(shí)現(xiàn)智能化信息化系統(tǒng)滿足一天多次收集垃圾的效率要求。
[0019]4、本發(fā)明提高了垃圾處理的監(jiān)管力度，基于車輛GPS、垃圾桶條形碼(或編號(hào))識(shí)另IJ、城市電子地圖匹配技術(shù)的智能信息化垃圾收集監(jiān)管系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定點(diǎn)作業(yè)信息確認(rèn)，避免現(xiàn)有的依靠人員現(xiàn)場(chǎng)巡視的低效率、主觀干擾因素多的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明在具體應(yīng)用實(shí)例中的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的一種智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，包括:垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)、兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)、多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)以及用來對(duì)上述各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)行的垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)供垃圾車完成垃圾桶的自動(dòng)收集，所述兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)包括多臺(tái)中小型垃圾車和大容量垃圾車，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)安裝于中小型垃圾車和/或大容量垃圾車上，所述中小型垃圾車在所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下根據(jù)多車協(xié)同作業(yè)信息穿街走巷高效率地收集垃圾桶垃圾，所述大容量垃圾車在所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下用于對(duì)接與匯集多輛中小垃圾車內(nèi)的垃圾并轉(zhuǎn)運(yùn)出城。
[0023]垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)包括安裝于垃圾車的垃圾廂右側(cè)的多自由度智能化抓取系統(tǒng)，在多自由度智能化抓取系統(tǒng)的作業(yè)端部、與車廂連接或運(yùn)動(dòng)部位布置傳感系統(tǒng)，用于抓取、舉升、傾倒路邊垃圾桶的垃圾進(jìn)入車載垃圾廂的過程控制；垃圾車的駕駛室內(nèi)配置視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
[0024]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述中小型垃圾車根據(jù)片區(qū)無縫管理數(shù)據(jù)庫、多車協(xié)同作業(yè)實(shí)時(shí)信息，穿街走巷收集城區(qū)所有垃圾桶的垃圾；所述中小型垃圾車的垃圾廂右側(cè)安裝有垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)，頂部設(shè)置了垃圾入口，入口的門系統(tǒng)可以配合多自由度智能化抓取系統(tǒng)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)開門與關(guān)門機(jī)械聯(lián)動(dòng)；垃圾廂尾部設(shè)有對(duì)接嘴及其配套的門系統(tǒng)；垃圾廂底部設(shè)計(jì)了車廂舉升與平移機(jī)構(gòu)；垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾轉(zhuǎn)移所需推移機(jī)構(gòu)。
[0025]大容量垃圾車通過中小型垃圾車的垃圾廂舉升、移動(dòng)機(jī)構(gòu)可與中小垃圾車實(shí)現(xiàn)尾箱密封對(duì)接、垃圾自動(dòng)轉(zhuǎn)移與壓縮；所述大容量垃圾車上垃圾箱的尾部設(shè)置垃圾轉(zhuǎn)移對(duì)接喇叭口、用于密封喇叭口的折皺橡膠彈性密封裙邊、配套的門及其自動(dòng)開閉系統(tǒng)，垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾壓縮系統(tǒng)；所述大容量垃圾車與中小型垃圾車之間設(shè)計(jì)了垃圾廢水對(duì)接轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述中小垃圾車?yán)湮膊肯露松斐鰧?duì)接嘴探頭，在兩車尾部靠攏與對(duì)接過程，對(duì)接嘴探頭插入所述大容量垃圾車的垃圾廢水對(duì)接喇叭口，再由大容量垃圾車附帶的泵，抽取中小垃圾車的垃圾廢水到自身的垃圾廢水箱以實(shí)現(xiàn)垃圾廢水密封轉(zhuǎn)移。
[0026]每個(gè)垃圾桶、大容量垃圾車、中小垃圾車都具有分類與有序編碼與標(biāo)號(hào)。所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)根據(jù)各類信息分析、預(yù)測(cè)各車所轄管片區(qū)的任務(wù)完成情況，并結(jié)合市區(qū)電子地圖和市區(qū)交通狀況信息，實(shí)時(shí)分析與優(yōu)化各片區(qū)收集垃圾車輛進(jìn)行相互支援的車輛調(diào)度和路徑方案，自動(dòng)計(jì)算并規(guī)劃每輛大容量垃圾車匯集哪些中小垃圾車的垃圾的最優(yōu)方案，提供轉(zhuǎn)運(yùn)出城的快捷路徑和下次返城最佳的新目標(biāo)地，確保垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)效率。
[0027]本發(fā)明是從垃圾桶-垃圾車-多車體系-市政工程與管理的綜合系統(tǒng)角度，針對(duì)傳統(tǒng)的城市垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)模式的不足，重點(diǎn)解決城市不建垃圾收集點(diǎn)或中轉(zhuǎn)站而直接采用垃圾車作業(yè)所要求的城市垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)快速反應(yīng)、降低運(yùn)營成本、實(shí)現(xiàn)信息化監(jiān)管等技術(shù)問題。在本發(fā)明方法的運(yùn)行過程中，其基本構(gòu)成包括:自動(dòng)化抓取、舉升、傾倒垃圾桶的多自由度智能化抓取系統(tǒng)及方法；兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)方法；多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)及方法；垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)及方法；適合機(jī)械手自動(dòng)化抓取、舉升、傾倒的新型垃圾桶。
[0028]其中，自動(dòng)化抓取、舉升、傾倒垃圾桶的多自由度智能化抓取系統(tǒng)及方法，主要針對(duì)傳統(tǒng)收集模式要求人員下車，靠雙手搬運(yùn)垃圾桶存在作業(yè)效率低以及環(huán)衛(wèi)工人健康、安全影響因素等問題。本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下:$第一類中小型垃圾車的垃圾廂右側(cè)配置多自由度智能化抓取系統(tǒng)(機(jī)械手或機(jī)械臂之類)，在其作業(yè)端部、與車廂連接與運(yùn)動(dòng)部位布置合適的限位、接觸與力、攝像頭、射頻識(shí)別等傳感系統(tǒng)，用于抓取、舉升、傾倒路邊垃圾桶的垃圾進(jìn)入車載垃圾廂。%駕駛室內(nèi)配置合適的視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，司機(jī)可以在駕駛室內(nèi)獨(dú)立、安全地完成從垃圾桶到車載垃圾廂的垃圾收集過程的作業(yè)。I:所提及的多自由度智能化抓取系統(tǒng)可以是機(jī)械手、機(jī)械臂或其他可以完成下列任務(wù)的類似自動(dòng)化裝備:根據(jù)視頻環(huán)境監(jiān)控信息和該機(jī)械系統(tǒng)的空間運(yùn)動(dòng)關(guān)系，自動(dòng)抓取或端抱路邊的垃圾桶，并舉升垃圾桶，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確傾倒垃圾桶內(nèi)垃圾到垃圾車車廂上端的垃圾入口，之后準(zhǔn)確將垃圾桶放回原地原位。主要技術(shù)包括智能控制、遙控操作技術(shù)，作動(dòng)伺服系統(tǒng)可以采用液壓、電驅(qū)或其他相關(guān)驅(qū)動(dòng)方式。由于不再需要人員下車搬運(yùn)垃圾桶，其作業(yè)效率高，不受惡劣天氣影響，有利于提高環(huán)衛(wèi)工人健康、安全性。
[0029]其中，兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)方法，主要針對(duì)每輛車收集問題。本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下:$第一類垃圾車為中小型垃圾車，數(shù)量多，根據(jù)片區(qū)無縫管理數(shù)據(jù)庫、多車協(xié)同作業(yè)實(shí)時(shí)信息，穿街走巷，高效率地收集城區(qū)所有垃圾桶的垃圾。:1第一類垃圾車車?yán)鴰覀?cè)設(shè)置了上述多自由度智能化抓取系統(tǒng)；垃圾廂頂部設(shè)置了垃圾入口，入口的門系統(tǒng)可以配合多自由度智能化抓取系統(tǒng)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)開門與關(guān)門機(jī)械聯(lián)動(dòng)；小車?yán)鴰膊吭O(shè)計(jì)了對(duì)接嘴及其配套的門系統(tǒng)；垃圾廂底部設(shè)計(jì)了車廂舉升與平移機(jī)構(gòu)；垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾轉(zhuǎn)移所需推移機(jī)構(gòu)，相關(guān)驅(qū)動(dòng)可以是液壓、電驅(qū)或其他類似機(jī)械驅(qū)動(dòng)。%第二類為大容量垃圾車，數(shù)量少，可實(shí)現(xiàn)與第一類中小垃圾車尾箱密封對(duì)接、垃圾自動(dòng)轉(zhuǎn)移與壓縮，從而每輛第二類車可以集裝多輛第一類中小垃圾車的垃圾，并轉(zhuǎn)運(yùn)出城至城外大型垃圾處理或填埋場(chǎng)地。$第二類車?yán)湮膊吭O(shè)計(jì)了垃圾轉(zhuǎn)移對(duì)接喇叭口、用于密封的喇叭口折皺橡膠彈性密封裙邊、配套的門及其自動(dòng)開閉系統(tǒng)。通過第一類車的車廂的舉升、平移機(jī)構(gòu)配合，其對(duì)接嘴擠入第二類車的尾箱喇叭口，實(shí)現(xiàn)兩類垃圾車尾箱密封對(duì)接、垃圾自動(dòng)轉(zhuǎn)移。第二類車?yán)鴰麅?nèi)部也設(shè)計(jì)了垃圾壓縮系統(tǒng)，提高裝載量。相關(guān)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是液壓、電驅(qū)或其他類似機(jī)械驅(qū)動(dòng)。3第一類中小垃圾車與第二類大容量車之間設(shè)計(jì)了垃圾廢水對(duì)接轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，類似空中飛機(jī)加油系統(tǒng)的原理，第一類中小垃圾車?yán)湮膊肯露松斐鰧?duì)接嘴探頭，在兩車尾部靠攏與對(duì)接過程，對(duì)接嘴探頭插入第二類大容量車的垃圾廢水對(duì)接喇叭口，再由后者附帶的泵，抽取第一類車的垃圾廢水到自身的垃圾廢水箱，實(shí)現(xiàn)垃圾廢水密封轉(zhuǎn)移。這里甚和S的技術(shù)可以確保兩車?yán)D(zhuǎn)移過程看不到垃圾也漏不出垃圾，還具有防廢水臭氣溢出設(shè)計(jì)，確保兩類垃圾車實(shí)行垃圾對(duì)接轉(zhuǎn)移可以不影響環(huán)境和不需要特定的對(duì)接場(chǎng)所。f兩類車尾部設(shè)計(jì)了對(duì)接視頻與位置校準(zhǔn)傳感系統(tǒng)，駕駛室內(nèi)可視化信息顯示和有線或無線遙控操作系統(tǒng)，可感知和顯示抓舉、傾倒垃圾桶過程的環(huán)境信息、垃圾車內(nèi)垃圾裝載狀況、大小車對(duì)接與垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)全過程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控信息等，實(shí)現(xiàn)駕駛員在駕駛室內(nèi)安全操作、獨(dú)立完成抓取、舉升、傾倒垃圾桶的垃圾、兩類車對(duì)接與垃圾轉(zhuǎn)移等作業(yè)任務(wù)。數(shù)量多的第一類中小垃圾車確保穿街走巷的垃圾收集可行性和提高收集效率，與數(shù)量少的第二類大容量車聯(lián)合作業(yè)，通過兩類車的垃圾對(duì)接轉(zhuǎn)移方案確保解決車輛直運(yùn)垃圾出城難以實(shí)現(xiàn)低成本和高效率的技術(shù)問題。
[0030]其中，多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)及方法，主要是針對(duì)城市垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)是每日作業(yè)量巨大的系統(tǒng)工程，若不采用信息化等現(xiàn)代技術(shù)與管理手段，無論多少垃圾車、多少環(huán)衛(wèi)工人，總難解決作業(yè)效率和運(yùn)營成本相互制約的問題。本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下:①首先，市內(nèi)每個(gè)垃圾桶、第一類垃圾收集車、第二類垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車進(jìn)行分類與有序標(biāo)號(hào)，并建立數(shù)據(jù)庫。S開發(fā)車載作業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，主要是采集與保存車輛GPS位置信息、作業(yè)點(diǎn)任務(wù)完成信息、城市片區(qū)值班任務(wù)信息等，并實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析與更新。:1:開發(fā)協(xié)同作業(yè)與優(yōu)化分工系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有成熟合理的任務(wù)規(guī)劃算法，根據(jù)上述各類信息可以分析、預(yù)測(cè)各車所轄管片區(qū)的任務(wù)完成情況，并結(jié)合市區(qū)電子地圖，與市區(qū)實(shí)時(shí)交通狀況信息聯(lián)網(wǎng)，實(shí)時(shí)分析與優(yōu)化各片區(qū)收集垃圾車輛進(jìn)行相互支援的車輛調(diào)用和路徑，自動(dòng)計(jì)算并規(guī)劃每輛第二類大容量車匯集哪些第一類垃圾收集車的垃圾的最優(yōu)方案，提供轉(zhuǎn)運(yùn)出城的有效路徑和下次返城最佳的新目標(biāo)地，確保收集與轉(zhuǎn)運(yùn)效率。④開發(fā)多車無線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)，主要是第一類垃圾收集車相互之間、第一類垃圾收集車與第二類轉(zhuǎn)運(yùn)車之間、第二類轉(zhuǎn)運(yùn)車相互之間的各類作業(yè)信息實(shí)時(shí)無線交互和實(shí)時(shí)作業(yè)任務(wù)安排通知與指令，以及實(shí)現(xiàn)車載信息與遠(yuǎn)程監(jiān)控指揮系統(tǒng)的信息交互，可以將相關(guān)環(huán)境與作業(yè)信息以及車輛GPS信息等傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)。根據(jù)需求，上述各系統(tǒng)通常具有多源信息發(fā)射、接收、顯示等功能。主要特點(diǎn)是針對(duì)垃圾收集過程各車轄區(qū)的交通狀況和居民的每日垃圾量的隨機(jī)性，結(jié)合城市電子地圖信息匹配與顯示技術(shù)，必須實(shí)現(xiàn)車與車之間、車與管理部門之間的實(shí)時(shí)信息交換，實(shí)現(xiàn)各轄區(qū)之間的協(xié)同作業(yè)和實(shí)時(shí)車輛調(diào)配，確保每輛車不空車、不亂跑，有效提高垃圾車城內(nèi)收集與城外轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)效率、降低運(yùn)營成本。
[0031]其中，垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)及方法，主要針對(duì)目前環(huán)衛(wèi)管理遠(yuǎn)沒達(dá)到科學(xué)化、高效率、客觀性強(qiáng)的要求，缺少適應(yīng)現(xiàn)代化城市發(fā)展的有效運(yùn)營機(jī)制的問題；當(dāng)年城市環(huán)境質(zhì)量的提升，監(jiān)管力度是核心問題之一。本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下:垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)主要是用于提高垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)的監(jiān)管力度，避免目前普遍采用的人員到場(chǎng)巡查的低效率以及主觀干擾因素多的問題。2::在多自由度智能化抓取系統(tǒng)夾持路邊垃圾桶過程，利用基于射頻或圖像識(shí)別技術(shù)可以識(shí)別每個(gè)垃圾桶的條形碼或編號(hào)等信息，并與車載GPS系統(tǒng)確定的作業(yè)點(diǎn)位置信息融合，自動(dòng)標(biāo)識(shí)并記錄為該作業(yè)點(diǎn)任務(wù)完成信息。:1:這里所述的作業(yè)點(diǎn)任務(wù)完成信息必須是在車輛到達(dá)位置的GPS信息與作業(yè)點(diǎn)位置信息數(shù)據(jù)庫匹配時(shí)才啟動(dòng)記錄，并且要求多自由度智能化抓取系統(tǒng)完成抓舉、傾倒垃圾桶動(dòng)作之后才記錄該作業(yè)點(diǎn)的任務(wù)完成信息。:1在此基礎(chǔ)上，通過統(tǒng)計(jì)與分析還可以生成城市片區(qū)值班任務(wù)信息，即片區(qū)收集與轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的階段性完成情況。:1:遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)用于主管部門的中央調(diào)度與管理終端。通過多車無線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互系統(tǒng)，接收、存儲(chǔ)各車實(shí)時(shí)多源作業(yè)信息，也可以給各車發(fā)射調(diào)度或其他指令，分析與顯示作業(yè)任務(wù)進(jìn)展。該系統(tǒng)本身也是存儲(chǔ)了海量信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)客觀的作業(yè)監(jiān)控、作業(yè)與調(diào)度優(yōu)化、各類現(xiàn)場(chǎng)事故分析、業(yè)績考核。
[0032]其中，適合多自由度智能化抓取系統(tǒng)自動(dòng)化抓取、舉升、傾倒的新型垃圾桶,主要是針對(duì)現(xiàn)有的垃圾桶缺少針對(duì)機(jī)械手抓取傾倒垃圾方式的自動(dòng)開關(guān)桶蓋設(shè)計(jì)，也不可能每個(gè)垃圾桶設(shè)計(jì)針對(duì)桶蓋開關(guān)的主動(dòng)控制系統(tǒng)；現(xiàn)有垃圾桶缺少針對(duì)智能識(shí)別與信息化管理的編碼設(shè)計(jì)；垃圾桶桶蓋由于需要人員用手拖拉從而在底部裝了轉(zhuǎn)輪，這將導(dǎo)致機(jī)械手抓取垃圾桶時(shí)，垃圾桶容易發(fā)生被撞倒等問題。本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下:x:垃圾桶桶蓋一般是塑料制造，桶蓋一側(cè)與桶身鉸接，對(duì)側(cè)的邊沿內(nèi)嵌金屬條是桶蓋這一側(cè)增重。當(dāng)多自由度智能化抓取系統(tǒng)完成抓舉垃圾桶，倒立式傾倒桶內(nèi)垃圾時(shí)，垃圾桶桶蓋在加重邊沿的重力作用下下垂而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟；當(dāng)?shù)雇旰髮⒗胺呕卦粫r(shí)，垃圾桶再次順立過來，垃圾桶桶蓋在加重邊沿的重力作用下使得桶蓋能夠自動(dòng)蓋好，加重設(shè)計(jì)平時(shí)還可以用于防止風(fēng)吹開桶蓋，無臭氣溢出。整個(gè)過程，無需人手接觸垃圾桶，也不需主動(dòng)控制和作動(dòng)力實(shí)現(xiàn)垃圾桶桶蓋自動(dòng)開閉。%垃圾桶外壁具有條形碼或編號(hào)，配合車載射頻或圖像識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)作業(yè)信息確認(rèn)。::！垃圾桶橫截面可以是方型或圓形，但上部(開口方向)大，底部略少，桶身兩側(cè)外表面設(shè)計(jì)一些適當(dāng)?shù)臋M向條紋增加表面接觸摩擦，底座加裝一適度加寬的平面架，可以提高垃圾桶放置地面的穩(wěn)定性，亦可以防止機(jī)械手之類夾持垃圾桶時(shí)滑落問題。[0033]變更現(xiàn)有城區(qū)垃圾收集點(diǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)站用地為商業(yè)用地作為應(yīng)用與推廣可以作為本發(fā)明的成本補(bǔ)償方法，主要是一種利用本發(fā)明的特點(diǎn)有效解決資金投入的技術(shù)推廣新模式。上述兩類車聯(lián)合作業(yè)、機(jī)械手之類自動(dòng)化作業(yè)、信息化多次協(xié)調(diào)作業(yè)等技術(shù)本身具有降低運(yùn)營成本的技術(shù)特點(diǎn)。但是，在一個(gè)城市推廣本發(fā)明時(shí)，起步階段需要購置一批配套的垃圾車、信息化管理系統(tǒng)、垃圾桶等，存在市政建設(shè)啟動(dòng)資金與成本問題。本發(fā)明技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如下:由于應(yīng)用本發(fā)明后，市區(qū)內(nèi)不再需要建設(shè)垃圾收集點(diǎn)和中轉(zhuǎn)站，而現(xiàn)有城區(qū)垃圾收集點(diǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)站的城市用地累積起來占用了城市大量用地，而且很多地方屬于寸土寸金地段。將這些城市用地變更成商業(yè)用地，肯定不會(huì)像原來的垃圾收集點(diǎn)和中轉(zhuǎn)站那樣嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。在不影響城市規(guī)劃的前提下，可以通過出售、租用這些土地的商業(yè)運(yùn)作模式，獲得非常可觀的資金積累。不僅可能實(shí)現(xiàn)市政建設(shè)更換本發(fā)明所需現(xiàn)代化環(huán)衛(wèi)設(shè)備和實(shí)現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用工程的零投入，還將是一種進(jìn)一步降低或補(bǔ)償應(yīng)用本發(fā)明的持續(xù)運(yùn)營成本的推廣模式。
[0034]當(dāng)然，還可以進(jìn)一步對(duì)垃圾車的底盤選配和垃圾車車廂進(jìn)行改造。垃圾車的底盤選配主要考慮第一類車穿街走巷收集垃圾的要求和第二類車城外轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾的承載能力和行駛性能。底盤高度主要針對(duì)兩類車?yán)D(zhuǎn)運(yùn)對(duì)接的技術(shù)要求。第一類車側(cè)向穩(wěn)定性主要考慮多自由度智能化抓取系統(tǒng)抓取與舉升垃圾桶作業(yè)過程的影響。有關(guān)垃圾車匹配的垃圾壓縮等機(jī)構(gòu)與技術(shù)屬于環(huán)衛(wèi)機(jī)械的通用技術(shù)問題，而不一一贅述。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方法，其流程為: (I)管理部門根據(jù)值班信息和各車編號(hào)信息，通過垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng))給各值班車下達(dá)當(dāng)日作業(yè)任務(wù)。例如:作業(yè)時(shí)間一般是晚上零點(diǎn)到早上5點(diǎn)。
[0036](2)先出發(fā)的是第一類中小型垃圾車，到各自轄管的片區(qū)，穿街走巷收集路邊垃圾桶垃圾。第一類中小型垃圾車的處理流程為:當(dāng)一輛第一類垃圾收集車停靠在待收集的路邊垃圾桶旁時(shí)，駕駛員通過多自由度智能化抓取系統(tǒng)完成垃圾收集工作；利用該系統(tǒng)的多自由度空間運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，駕駛員不用下車，也不需其他人協(xié)助，在駕駛室內(nèi)根據(jù)視頻環(huán)境監(jiān)控信息，遙控操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取或端抱路邊的垃圾桶，并舉升垃圾桶，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確傾倒垃圾桶內(nèi)垃圾到垃圾車車廂上端的垃圾入口，之后準(zhǔn)確將垃圾桶放回原地原位。
[0037]在該過程中，作為較佳的實(shí)施例，還可以利用多自由度智能化抓取系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并記錄垃圾桶編碼信息。完成一個(gè)垃圾桶的收集任務(wù)后，包含已收垃圾桶編號(hào)、駕駛員信息、車輛編號(hào)信息、交通電子地圖的車輛匹配位置等作業(yè)點(diǎn)任務(wù)完成信息自動(dòng)無線傳輸?shù)嚼c(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)，用于統(tǒng)計(jì)分析與任務(wù)更新。后者及時(shí)將更新信息與任務(wù)反饋到多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)。同時(shí)，反饋回本車的信息包括下一個(gè)待收集垃圾桶的編號(hào)、下一個(gè)收集目標(biāo)的電子路線以及其他任務(wù)信息，并在駕駛室監(jiān)控顯示屏顯示出來。例如，駕駛室監(jiān)控顯示屏可以顯示片區(qū)各垃圾收集點(diǎn)的狀態(tài)信息:電子地圖上完成收集點(diǎn)的圓點(diǎn)標(biāo)識(shí)變成空點(diǎn)，未完成的用紅色實(shí)點(diǎn)標(biāo)識(shí)。
[0038]收集多個(gè)垃圾桶垃圾后，駕駛員通過安裝在垃圾貨箱的攝像頭和駕駛室監(jiān)視屏判斷應(yīng)該進(jìn)行垃圾壓縮操作時(shí)，按下壓縮按鈕控制垃圾貨箱中的壓縮系統(tǒng)進(jìn)行垃圾壓縮任務(wù)；判斷應(yīng)該與第二類垃圾車對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾時(shí)，通過向垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求。經(jīng)優(yōu)化計(jì)算后，該系統(tǒng)會(huì)向多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)和本車發(fā)回垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)命令、對(duì)接地點(diǎn)電子路線、對(duì)接智能信息化垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車編號(hào)。之后，根據(jù)相關(guān)信息到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)完成兩車?yán)鴮?duì)接、轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)。
[0039](3)第二類垃圾車根據(jù)垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)的調(diào)度，分批出發(fā)；
(3.1)先進(jìn)行與第一類垃圾車的對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾。對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾可以是在任何滿足兩車尾部對(duì)接空間要求、可泊車的地方。一般過程如下:第二類垃圾車為大容量車體，首先是第二類垃圾車先停在適當(dāng)位置，然后由第一類垃圾車司機(jī)根據(jù)視頻環(huán)境信息，倒車實(shí)現(xiàn)兩車尾箱基本對(duì)準(zhǔn)。接著，第一類垃圾車的司機(jī)操作垃圾箱底部舉升、平移機(jī)構(gòu)，將尾箱對(duì)接嘴插入第二類垃圾車的尾箱對(duì)接喇叭口。這時(shí)，第二類垃圾車的尾箱對(duì)接喇叭口的開門動(dòng)作，是通過兩類車尾箱接觸端面的接觸式距離傳感器啟動(dòng)開門(傳感安裝在第二類垃圾車上，觸發(fā)桿在第一類垃圾車上)。該技術(shù)確保第二類垃圾車的對(duì)接喇叭口的開啟門是恰當(dāng)時(shí)刻，不會(huì)因?yàn)殚_門時(shí)間提早溢出垃圾或臭氣。同時(shí)進(jìn)行的垃圾廢水對(duì)接與泵抽過程類似。對(duì)接后，第一類垃圾車的垃圾箱內(nèi)垃圾推移機(jī)構(gòu)將垃圾推入第二類垃圾車的垃圾箱，第二類垃圾車的壓縮機(jī)構(gòu)，壓縮新增垃圾，其機(jī)構(gòu)與操作和現(xiàn)有環(huán)衛(wèi)機(jī)構(gòu)雷同。之后，兩車分離，各自實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉垃圾箱各類開口的門。對(duì)接完成，第一類垃圾車?yán)^續(xù)執(zhí)行收集任務(wù)，第二類垃圾車執(zhí)行與其他車對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾任務(wù)或轉(zhuǎn)運(yùn)出城的作業(yè)任務(wù)。
[0040](3.2)第二類垃圾車在自身垃圾箱滿載后及時(shí)向垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)運(yùn)出城的請(qǐng)求，后者根據(jù)實(shí)時(shí)交通狀態(tài)信息，反饋優(yōu)化后的出城路線信息，以便實(shí)現(xiàn)快捷轉(zhuǎn)運(yùn)。在城外垃圾場(chǎng)卸載垃圾后，垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)更新的作業(yè)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，調(diào)度該車到最佳作業(yè)目標(biāo)地，保障作業(yè)的高效率。
[0041]在上述過程中，由于受每天垃圾量和當(dāng)時(shí)交通狀況的隨機(jī)性影響，作業(yè)一段時(shí)間后，各片區(qū)完成狀況出現(xiàn)差別。垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)可以根據(jù)第一類垃圾車收集垃圾的任務(wù)完成情況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，全局規(guī)劃與優(yōu)化，通過多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)調(diào)度任務(wù)已經(jīng)完成的車去支援當(dāng)日任務(wù)量大的其他片區(qū)；實(shí)時(shí)優(yōu)化參與對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾的兩類車的最佳聚類方案。
[0042]在上述過程中，垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)本身也是存儲(chǔ)了海量信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)客觀的作業(yè)監(jiān)控、工作狀態(tài)與任務(wù)分析、作業(yè)與調(diào)度優(yōu)化、各類現(xiàn)場(chǎng)事故分析、業(yè)績考核，從而以規(guī)范化作業(yè)與管理來切實(shí)提高城市環(huán)境質(zhì)量。
[0043]現(xiàn)代化城市建設(shè)必須依靠高新技術(shù)滿足現(xiàn)代文明城市發(fā)展的要求。本發(fā)明涉及顛覆性地推倒現(xiàn)有的市區(qū)建設(shè)垃圾收集點(diǎn)和轉(zhuǎn)運(yùn)站的模式，在推廣和應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，起步階段需要購置一批配套的垃圾車、信息化管理系統(tǒng)、垃圾桶等，可能會(huì)遇到市政建設(shè)的成本制約問題。然而，基于本發(fā)明的技術(shù)，具有實(shí)現(xiàn)市政建設(shè)更換本發(fā)明所需現(xiàn)代化環(huán)衛(wèi)設(shè)備和實(shí)現(xiàn)新技術(shù)應(yīng)用工程零投入的潛力。具有所示實(shí)施例:由于應(yīng)用本發(fā)明后，市區(qū)內(nèi)不再需要建設(shè)垃圾收集點(diǎn)和中轉(zhuǎn)站，而現(xiàn)有城區(qū)垃圾收集點(diǎn)與轉(zhuǎn)運(yùn)站的城市用地累積起來占用了城市大量用地，而且很多地方屬于寸土寸金地段?？梢酝ㄟ^出售、租用這些城市用地，變更成商業(yè)用地，將獲得非?？捎^的資金積累，也肯定不會(huì)像原來的垃圾收集點(diǎn)和中轉(zhuǎn)站那樣嚴(yán)重影響周圍環(huán)境，可以作為一種進(jìn)一步降低或補(bǔ)償應(yīng)用本發(fā)明的持續(xù)運(yùn)營成本的推廣模式。
[0044]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，包括:垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)、兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)、多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)以及用來對(duì)上述各系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)行的垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)供垃圾車完成垃圾桶的自動(dòng)收集,所述兩類垃圾車聯(lián)合作業(yè)系統(tǒng)包括多臺(tái)中小型垃圾車和大容量垃圾車，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)安裝于中小型垃圾車和/或大容量垃圾車上，所述中小型垃圾車在所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下根據(jù)多車協(xié)同作業(yè)信息穿街走巷高效率地收集垃圾桶垃圾，所述大容量垃圾車在所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)的支持下用于對(duì)接與匯集多輛中小垃圾車內(nèi)的垃圾并轉(zhuǎn)運(yùn)出城。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)包括安裝于垃圾車的垃圾廂右側(cè)的多自由度智能化抓取系統(tǒng)，在多自由度智能化抓取系統(tǒng)的作業(yè)端部、與車廂連接或運(yùn)動(dòng)部位布置傳感系統(tǒng)，用于抓取、舉升、傾倒路邊垃圾桶的垃圾進(jìn)入車載垃圾廂的過程控制；垃圾車的駕駛室內(nèi)配置視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述中小型垃圾車根據(jù)片區(qū)無縫管理數(shù)據(jù)庫、多車協(xié)同作業(yè)實(shí)時(shí)信息，穿街走巷收集城區(qū)所有垃圾桶的垃圾；所述中小型垃圾車的垃圾廂右側(cè)安裝有垃圾桶自動(dòng)化多自由度智能化抓取系統(tǒng)，頂部設(shè)置了垃圾入口，入口的門系統(tǒng)可以配合多自由度智能化抓取系統(tǒng)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)開門與關(guān)門機(jī)械聯(lián)動(dòng)；垃圾廂尾部設(shè)有對(duì)接嘴及其配套的門系統(tǒng)；垃圾廂底部設(shè)計(jì)了車廂舉升與平移機(jī)構(gòu)；垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾轉(zhuǎn)移所需推移機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述大容量垃圾車通過中小型垃圾車的垃圾廂舉升、移動(dòng)機(jī)構(gòu)可與中小垃圾車實(shí)現(xiàn)尾箱密封對(duì)接、垃圾自動(dòng)轉(zhuǎn)移與壓縮；所述大容量垃圾車上垃圾箱的尾部設(shè)置垃圾轉(zhuǎn)移對(duì)接喇叭口、用于密封喇叭口的折皺橡膠彈性密封裙邊、配套的門及其自動(dòng)開閉系統(tǒng)，垃圾廂內(nèi)部設(shè)計(jì)了垃圾壓縮系統(tǒng)；所述大容量垃圾車與中小型垃圾車之間設(shè)計(jì)了垃圾廢水對(duì)接轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，所述中小垃圾車?yán)湮膊肯露松斐鰧?duì)接嘴探頭，在兩車尾部靠攏與對(duì)接過程，對(duì)接嘴探頭插入所述大容量垃圾車的垃圾廢水對(duì)接喇叭口，再由大容量垃圾車附帶的泵，抽取中小垃圾車的垃圾廢水到自身的垃圾廢水箱以實(shí)現(xiàn)垃圾廢水密封轉(zhuǎn)移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)垃圾桶、大容量垃圾車、中小垃圾車都具有分類與有序編碼與標(biāo)號(hào)；所述多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)根據(jù)各類信息分析、預(yù)測(cè)各車所轄管片區(qū)的任務(wù)完成情況，并結(jié)合市區(qū)電子地圖和市區(qū)交通狀況信息，實(shí)時(shí)分析與優(yōu)化各片區(qū)收集垃圾車輛進(jìn)行相互支援的車輛調(diào)度和路徑方案，自動(dòng)計(jì)算并規(guī)劃每輛大容量垃圾車匯集哪些中小垃圾車的垃圾的最優(yōu)方案，提供轉(zhuǎn)運(yùn)出城的快捷路徑和下次返城最佳的新目標(biāo)地，確保垃圾收集與轉(zhuǎn)運(yùn)效率。
6.一種智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方法，其特征在于，流程為: (1)管理部門根據(jù)值班信息和各車編號(hào)信息，通過垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)給各值班車下達(dá)當(dāng)日作業(yè)任務(wù)； (2)先出發(fā)的是第一類中小型垃圾車，到各自轄管的片區(qū)，收集路邊垃圾桶垃圾；在該過程中，自動(dòng)識(shí)別并記錄垃圾桶編碼信息，即完成一個(gè)垃圾桶的收集任務(wù)后，將作業(yè)點(diǎn)任務(wù)完成信息自動(dòng)無線傳輸?shù)嚼c(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)，用于統(tǒng)計(jì)分析與任務(wù)更新；垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)及時(shí)將更新信息與任務(wù)反饋到多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)；同時(shí)，反饋回本車的信息包括下一個(gè)待收集垃圾桶的編號(hào)、下一個(gè)收集目標(biāo)的電子路線以及其他任務(wù)信息，并在駕駛室監(jiān)控顯示屏顯示出來； (3)第二類垃圾車根據(jù)垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)的調(diào)度，分批出發(fā)； (3.1)先進(jìn)行與第一類垃圾車的對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾； (3.2)第二類垃圾車在自身垃圾箱滿載后及時(shí)向垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)發(fā)出轉(zhuǎn)運(yùn)出城的請(qǐng)求，后者根據(jù)實(shí)時(shí)交通狀態(tài)信息，反饋優(yōu)化后的出城路線信息；在城外垃圾場(chǎng)卸載垃圾后，垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)更新的作業(yè)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，調(diào)度該車到最佳作業(yè)目標(biāo)地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方法，其特征在于，在所述步驟(3.1)中，過程如下:首先是第二類垃圾車先停在適當(dāng)位置，然后由第一類垃圾車司機(jī)根據(jù)視頻環(huán)境信息，倒車實(shí)現(xiàn)兩車尾箱基本對(duì)準(zhǔn)；接著，第一類垃圾車的司機(jī)操作垃圾箱底部舉升、平移機(jī)構(gòu)，將尾箱對(duì)接嘴插入第二類垃圾車的尾箱對(duì)接喇叭口 ；這時(shí)，第二類垃 圾車的尾箱對(duì)接喇叭口的開門動(dòng)作，是通過兩類車尾箱接觸端面的接觸式距離傳感器啟動(dòng)開門；對(duì)接后，第一類垃圾車的垃圾箱內(nèi)垃圾推移機(jī)構(gòu)將垃圾推入第二類垃圾車的垃圾箱，第二類垃圾車的壓縮機(jī)構(gòu)，壓縮新增垃圾；之后，兩車分離，各自實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉垃圾箱各類開口的門；對(duì)接完成，第一類垃圾車?yán)^續(xù)執(zhí)行收集任務(wù)，第二類垃圾車執(zhí)行與其他車對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾任務(wù)或轉(zhuǎn)運(yùn)出城的作業(yè)任務(wù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方法，其特征在于，所述垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)根據(jù)第一類垃圾車收集垃圾的任務(wù)完成情況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，全局規(guī)劃與優(yōu)化，通過多車協(xié)同作業(yè)信息化系統(tǒng)調(diào)度任務(wù)已經(jīng)完成的車去支援當(dāng)日任務(wù)量大的其他片區(qū)，實(shí)時(shí)優(yōu)化參與對(duì)接轉(zhuǎn)移垃圾的兩類車的最佳聚類方案。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能信息化、多車協(xié)同作業(yè)城市垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)方法，其特征在于，所述垃圾定點(diǎn)收集作業(yè)確認(rèn)與遠(yuǎn)程監(jiān)控信息化管理系統(tǒng)存儲(chǔ)了海量信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行作業(yè)監(jiān)控、工作狀態(tài)與任務(wù)分析、作業(yè)與調(diào)度優(yōu)化、各類現(xiàn)場(chǎng)事故分析、業(yè)績考核。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103914037SQ201410094494
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】劉克利, 文桂林 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)