遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)

■劉藝兵 ■廈門市翔安區(qū)市政市容環(huán)境衛(wèi)生管理處，福建 廈門 361000

遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的主要功能就是道路的清潔和灑水，可以采用單片機(jī)采集無(wú)線收發(fā)模塊的信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制環(huán)衛(wèi)車量的前進(jìn)、后退、灑水、道路清潔等工作。經(jīng)過(guò)多方的實(shí)驗(yàn)可以證明，該系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用十分穩(wěn)定，可以按照給定的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)作，其操作性能以及使用價(jià)值都得到了證實(shí)，是性價(jià)比比較高的一種環(huán)衛(wèi)車輛。接下來(lái)，針對(duì)遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)相關(guān)的概念、主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)、灑水清潔軟件的設(shè)計(jì)等等方面略作淺析。

1 小型環(huán)衛(wèi)車的發(fā)展現(xiàn)狀

城市建設(shè)與管理包含許多的內(nèi)容，環(huán)衛(wèi)工作作為城市管理建設(shè)中的重要一環(huán)是必不可少的，這關(guān)系到一個(gè)城市的形象面貌以及居民的生活品質(zhì)。環(huán)衛(wèi)工作人員是環(huán)衛(wèi)工作的主要執(zhí)行者，其工作量大，勞動(dòng)強(qiáng)度高，工作安全沒(méi)有保障，因工作環(huán)境惡劣導(dǎo)致的致患病率高，這些都是環(huán)衛(wèi)工作一直以來(lái)存在的問(wèn)題。那么，為了解決人工成本高、工作量大、工作安全沒(méi)有保障等等問(wèn)題，科技關(guān)懷成了改變這一現(xiàn)狀的重要方式。

自進(jìn)入20 世紀(jì)80 年代后，我國(guó)針對(duì)環(huán)衛(wèi)車輛的機(jī)構(gòu)研發(fā)有了很大的進(jìn)步，很多改裝生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)一些小型機(jī)動(dòng)車輛的改裝，引進(jìn)以及吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)環(huán)衛(wèi)車輛的研發(fā)有了很大的提高。環(huán)衛(wèi)車的應(yīng)用，不但解決了人工成本高的問(wèn)題，同時(shí)也解決了人工工作量大、勞動(dòng)強(qiáng)度高、工作安全沒(méi)保障、致患病率高等等問(wèn)題。因?yàn)榄h(huán)衛(wèi)車有如此多的優(yōu)點(diǎn)，在城市建設(shè)管理中得到了廣泛應(yīng)用。

2007 年后，我國(guó)引入了大量的小型環(huán)衛(wèi)機(jī)械。受到低碳環(huán)保理念的驅(qū)使，電池驅(qū)動(dòng)的小型環(huán)衛(wèi)車得到了普遍認(rèn)可，在一定程度上改變了以往環(huán)衛(wèi)車作業(yè)簡(jiǎn)陋的工作模式。那么接下來(lái)，可以通過(guò)下表來(lái)了解我國(guó)環(huán)衛(wèi)車的發(fā)展歷程。

通過(guò)以上的分析可以得知，我國(guó)的環(huán)衛(wèi)車輛隨著時(shí)代的進(jìn)步有了不小的發(fā)展，為我國(guó)的環(huán)衛(wèi)事業(yè)做出了不小的貢獻(xiàn)，科技關(guān)懷在環(huán)衛(wèi)工作中得到了具體體現(xiàn)。若以此為切入點(diǎn)，用科學(xué)方式合理規(guī)劃城市建設(shè)，加強(qiáng)環(huán)衛(wèi)工作，這將為科技關(guān)懷運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中做了良好的開(kāi)端與平臺(tái)，也為城市發(fā)展管理做出了不小的貢獻(xiàn)。

2 遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 車輛灑水以及清潔機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車可以采用全新的強(qiáng)磁130 型馬達(dá)，這種類型的馬達(dá)可以達(dá)到每分鐘四百轉(zhuǎn)。想要達(dá)到低轉(zhuǎn)速大輸出的扭矩來(lái)達(dá)到足夠的扭矩清潔地面，故而應(yīng)當(dāng)采用三級(jí)轉(zhuǎn)動(dòng)減速來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用一個(gè)強(qiáng)磁馬達(dá)帶動(dòng)路面清潔的機(jī)械結(jié)構(gòu)，方向相同的扭力輸出2 個(gè)，再使用自己制作的簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)圓形掃帚，將這些相結(jié)合就可以達(dá)到路面清潔的作用。

至于遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的灑水機(jī)構(gòu)則采用自吸型水泵，環(huán)衛(wèi)車輛應(yīng)當(dāng)在前端裝備固定的水箱，與水泵相匹配。將水箱與水泵進(jìn)行對(duì)接規(guī)定即可完成環(huán)衛(wèi)車輛的灑水機(jī)構(gòu)。為何要將水泵安裝到環(huán)衛(wèi)車輛前端?主要考慮到后方安裝有單片機(jī)主控電路板以及紅外線遙控板，因水泵屬于電磁型且釋放電流較大，對(duì)于無(wú)線遙控有一定的干擾問(wèn)題，所以講水泵和水箱安裝到車輛前端，盡可能的拉開(kāi)與后方的距離，減小空間干擾的可能。

2.2 環(huán)衛(wèi)車輛驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

想要環(huán)衛(wèi)車輛完成相應(yīng)的指令動(dòng)作，如前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等，應(yīng)當(dāng)在環(huán)衛(wèi)車輛底盤平行安裝兩個(gè)減速電機(jī)，在兩個(gè)減速電機(jī)的中垂線上安裝一個(gè)方向控制輪。遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車在前進(jìn)時(shí)，兩個(gè)減速電機(jī)以通用的速度輸出即可達(dá)到環(huán)衛(wèi)車輛的平行前進(jìn);當(dāng)環(huán)衛(wèi)車輛需要轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以使用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)減速電機(jī)停止動(dòng)作，另一個(gè)減速電機(jī)繼續(xù)運(yùn)作，借此來(lái)完成車輛的轉(zhuǎn)彎指令。

3 遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的核心部件建議采用STC89C52 型單片機(jī)控制，采用減速電機(jī)作為主要驅(qū)動(dòng)部件，實(shí)行隔離防干擾裝置建議采用光電耦合器PC817。除此之外，紅外遙控裝置采用PT2272 解碼的TDL-9915 接收模塊以及使用PT2262 編碼的TDL9988-4 發(fā)送模塊。供電裝置建議采用1.5V 電池盒。

環(huán)衛(wèi)車輛的遙控器選擇315 無(wú)線通信模塊進(jìn)行操作，將車輛執(zhí)行信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)控制模塊，將單片機(jī)控制模塊作為程序操縱控制中心，根據(jù)遙控器所給出的指令執(zhí)行完成車輛動(dòng)作。控制按鍵可以分為A、B、C、D 四個(gè)選項(xiàng)，A 鍵在發(fā)射模塊，對(duì)應(yīng)減速電機(jī)一和減速電機(jī)二的開(kāi)啟，在此同時(shí)給予相同的轉(zhuǎn)速，抽水泵和清潔馬達(dá)開(kāi)始工作;按下B 鍵時(shí)，減速電機(jī)一和減速電機(jī)二停止工作，抽水泵和清潔馬達(dá)也會(huì)在此時(shí)停止工作;按下C 鍵時(shí)，減速電機(jī)二會(huì)繼續(xù)工作，而減速電機(jī)一則停止工作，抽水泵和清潔馬達(dá)繼續(xù)工作;按下D 鍵時(shí)，減速電機(jī)一會(huì)繼續(xù)工作，而減速電機(jī)二停止工作，抽水泵和清潔馬達(dá)則繼續(xù)工作。

在遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車輛的設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要采用PNP 型的8550 三極管來(lái)對(duì)單片機(jī)所輸出的信號(hào)進(jìn)行發(fā)達(dá)，這時(shí)放大電路中所采用的光電耦合器PC817 就可以用以防止對(duì)紅外接收模塊的干擾，該耦合器對(duì)于上下電路具有完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響。

4 遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行了環(huán)衛(wèi)車輛的主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，接下來(lái)就應(yīng)當(dāng)考慮到環(huán)衛(wèi)車輛的平穩(wěn)性更加順暢。此時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)采用PWM 對(duì)環(huán)衛(wèi)車輛進(jìn)行調(diào)速，以軟件編程的方法來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。減速電機(jī)的信號(hào)輸出設(shè)定應(yīng)當(dāng)一開(kāi)始就設(shè)定為P2.6 和P2.7，控制另外兩個(gè)電機(jī)的信號(hào)輸出IO 口設(shè)定為P2.0，最后設(shè)定紅外遙控按鍵的信號(hào)輸出為P1.0 到P1.4。

遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止等動(dòng)作指令，都是由按鍵程序P1.0 到P1.4 來(lái)進(jìn)行控制完成的。如:M_OUT0=0，M_OUT1=0，M_OUT2=0 來(lái)判斷P1.1 是否按下，借以實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)車輛的前進(jìn)指令;M_OUT0=0，M_OUT1=1，M_OUT2=1 來(lái)判斷P1.3是否按下，借以實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)車輛的右轉(zhuǎn)指令。其他指令均如上所舉，以實(shí)現(xiàn)環(huán)衛(wèi)車輛的動(dòng)作執(zhí)行。

在遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車輛的設(shè)計(jì)當(dāng)中，其程序設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)得主要功能是遙控電機(jī)按紅外遙控按鍵的指令順序運(yùn)行。當(dāng)環(huán)衛(wèi)車輛在運(yùn)行的時(shí)候，若紅外遙控器有其他的按鍵被按下，那么其程序?qū)崿F(xiàn)得則是后面一個(gè)按鍵所需要執(zhí)行的動(dòng)作指令。

5 結(jié)語(yǔ)

以上，就是針對(duì)遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)理念做了簡(jiǎn)單的介紹。這樣的小型環(huán)衛(wèi)車具備道路清潔以及灑水功能，在道路清潔工作效率上可以給予很大的幫助，在人工成本以及工作安全方面也減少的成本與安全隱患。在未來(lái)的社會(huì)當(dāng)中，遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車還有更進(jìn)一步被提高的空間。為了能夠更好的完善這種遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車，本人會(huì)在未來(lái)的生活與學(xué)習(xí)當(dāng)中更加努力的觀察與實(shí)踐。相信在未來(lái)的日子中，本人也可以為我國(guó)的環(huán)衛(wèi)事業(yè)做出微小貢獻(xiàn)。

［1］陳宗君.遠(yuǎn)程控制小型環(huán)衛(wèi)車的設(shè)計(jì)——中國(guó)科技投資，2013(07).

［2］張杰，周受欽，槽廣忠.一種城市垃圾車的智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與發(fā)展——價(jià)值工程，2014.

［3］陳燕燕，周曉江.工業(yè)設(shè)計(jì)中“科技關(guān)懷”思想的體現(xiàn)與互動(dòng)-以城市小型環(huán)衛(wèi)車的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)為例——企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)月刊，2013(01).

［4］孫強(qiáng).應(yīng)用于壓縮式環(huán)衛(wèi)車的單軸并聯(lián)式混合動(dòng)力總成匹配技術(shù)研究——山東大學(xué)，2014.

［5］程海濤.環(huán)衛(wèi)車輛遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)——南京理工大學(xué)，2012.

［6］馬克·萊斯特.全球道路清掃機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)——專用汽車，2008.