CN104998286A - 一种垃圾恶臭净化处理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾恶臭净化处理机器人，属于环保设备技术领域，它包括运动系统、气路系统、水路系统、感知系统、调节系统和监控系统，所述的运动系统上设有一个壳体，所述的气路系统、水路系统、感知系统、调节系统以及监控系统都设置在所述的壳体内，所述壳体上设有光声报警器、散热风扇和喷淋器。本发明结构简单合理，采用自动控化、智能化以及信息化的控制方式，实现各部件的协调精确工作，可自行诊断故障，安全可靠，减少操作失误，本发明运动灵活，除臭效率高，同时，本发明可以在恶劣恶臭的环境中工作，无人值守，可本地监控，也可远程监控。

Description

一种垃圾恶臭净化处理机器人

技术领域

 本发明涉及环保设备技术领域，具体涉及一种垃圾恶臭净化处理机器人。

背景技术

随着城镇化高速发展，城市生产和生活垃圾的产量与日俱增，小区垃圾桶和周边垃圾站的垃圾数量愈来愈多，露天的垃圾桶和垃圾站的恶臭气体也越来越严重，对周围居民的环境有很大污染。垃圾的恶臭气体源于垃圾的有机物质的分解，恶臭气体污染主要危害人体呼吸系统、循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统，严重影响了人们的精神状态，降低了人们的生活质量。目前市场上常用的垃圾恶臭处理方法包括物理吸附法、生物法、化学洗涤法、离子法、催化燃烧法、除臭溶液除臭法等，但这些方法效率低、成本高、存在二次污染。

随着我国人民生活水平的提高，人们对环境质量的要求也在不断的提高，如何简单、经济、有效地解决垃圾恶臭气体对环境的污染越来越引起人们的重视。因此，垃圾恶臭净化处理设备的开发和使用已成为研究的一个热点。

众所周知臭氧对有机物具有极强的氧化作用，对恶臭气体及其它刺激性异味有极强的清除效果。但由于臭氧不能根除恶臭气源，所以效果不理想。利用洁净空气和水作为原材料制取臭氧，再利用臭氧极易溶解于水的物理性质，用水和臭氧进行充分的混合产生高浓度臭氧水喷洒在恶臭垃圾上，能在几分钟即可完成杀菌消毒除臭工作，杀菌消毒除臭后分解成氧气和水，杀菌消毒除臭没有残留，成本非常低，被称为是一项绿色除臭技术。

目前市场上用臭氧水去除垃圾恶臭的设备应用还少见，也找不到一款简便、灵活、高效、安全的专门针对垃圾恶臭净化处理的机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能实现语音、行走、旋转、联网、并具有嗅觉、视觉、触觉、且安全可靠，绿色环保的垃圾恶臭净化处理机器人。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种垃圾恶臭净化处理机器人，它包括运动系统、气路系统、水路系统、感知系统、调节系统和监控系统，所述的运动系统上设有一个壳体，所述的气路系统、水路系统、感知系统、调节系统以及监控系统都设置在所述的壳体内，所述壳体上设有光声报警器、散热风扇和喷淋器。

进一步，所述的运动系统包括行走机构、转角机构、旋转机构、上底板和下底板，所述上底板形状为圆矩形，下底板形状为圆形。

进一步，所述旋转机构包括一个圆周旋转轴承、旋转轴、旋转电机和空心圆筒，所述的空心圆筒固定在上底板下方，所述的圆周旋转轴承嵌入在下底板上方，所述的空心圆筒下端与所述的圆转旋转轴承相接，在所述的下底板中心位置设有旋转轴承，并在所述的旋转轴承内设有一根旋转轴，该旋转轴上端与所述的上底板下方相连，其下端与旋转电机相连，旋转电机固定在下底板底面；通过旋转电机作为驱动动力，来驱动旋转轴旋转，由于旋转轴顶端与上底板底部相连，又由于上底板与壳体相连，而上底板通过空心圆筒和圆周旋转轴承与下底板相连，因此，当旋转电机旋转时，带动旋转轴转动，同时也会带动上底板在圆周旋转轴承上转动，从而带动整个壳体在旋转。

所述的转角机构包括转角电机、转角轴承和转角轴，所述的转角轴承设置在下底板前端中部位置，并在所述的转角轴承内设有转角轴，所述转角轴的上端与转角电机的输出轴相连；通过转角电机作为转角动力，并驱动转角轴向左或向右的旋转；

所述的行走机构包括双轴电机、前行走轮、后行走轮、前连接梁、后连接梁和转轴，所述的前连接梁固定在转角轴的下端，所述双轴电机设置在前连接梁下方，所述的双轴电机两端分别连接有转轴，并在转轴上分别设一组前行走轮，所述后连接梁固定在所述的下底板下方后端中部位置，并在所述的后连接梁上设有一根转轴，所述转轴的两端分别设有一组后行走轮。

进一步，所述气路系统包括制氧机、臭氧机和气液混合器，所述制氧机、臭氧机和气液混合器分别设置在壳体内，在所述制氧机输入口通过过滤器与外界相通，其输出口与臭氧机相连，在所述的臭氧机通过管道与气液混合器的输入口相连，所述气液混合器的输出口通过管道与所述的喷淋器相连。

进一步，所述水路系统包括水流传感器和储水罐，所述水流传感器和储水罐分别设置在壳体内，在所述的水流传感器上的进水口与市政用水相接，所述水流传感器上的出水口分成两路输出，其中一路通过管道送入臭氧机内，另外一路通过管道直接送往储水罐，所述的储水罐还与臭氧机和气液混合器相连。

进一步，所述的感知系统包括红外传感器、臭氧传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器、前进传感器、后退传感器、左转限位器、右转限位器以及左旋限位器和右旋限位器，在本感知系统中，还包括上述的水流传感器，这些传感器和限位器分别与CPU（中央处理器）相通信。

进一步，所述调节系统包括流量调节器、功率调节器、比例调节器和压力调节器，所述的流量调节器设置在制氧机与臭氧机之间的管道上，主要调节进入臭氧机内的氧流量，所述的功率调节器设置在臭氧机上，主要调节臭氧机制取的臭氧量，所述的比例调节器设置在臭氧机与气液混合器之间的管道上，主要调节进入气液混合器内的臭氧和水的比例，所述压力调节器设置在气液混合器与喷淋器之间的管道上，主要调节喷淋器喷洒出臭氧水水压和流量的大小，从而调整喷淋器喷洒的角度大小和喷洒距离远近大小以及喷洒水雾的粒径大小。

进一步，所述的监控系统包括无线远程模块、无线摄像模块和上位人机界面HIM，所述的无线远程模块和无线摄像模块分别与上位人机界面HIM通信，在所述的上位人机界面HIM还与所述的CPU（中央处理器）相通信。在所述的上无线远程模块还可以与城市环保监控中心通信, 所述的无线摄像模块摄录设备周围的环境，并向城市环保监控中心上传摄录图片。

进一步，所述左转限位器和右转限位器限位的角度为180°。

进一步，所述的双轴电机、旋转电机和转角电机分别与所述的CUP（中央处理器）相连，并通过CUP（中央处理器）实时控制这三组电机的启动和关闭。

进一步，上述的双轴电机、旋转电机和转角电机上还分别设有电磁离合器，通电松开，断电抱紧，能实现快速有效停止，而这三组电机相互独立，可单独运行也可两个或者三个同步运行。

进一步，所述的前进传感器设置在前连接梁的前方，主要检测前行方向是否有障碍物，有障碍物停止前行，无障碍物继续前行。而后退传感器设置在后连接梁的后方，主要检测后方方向是否有障碍物，有障碍物停止后退，无障碍物继续后退。

本发明的有益效果是：本发明结构简单合理，采用自动控化、智能化以及信息化的控制方式，实现各部件的协调精确工作，可自行诊断故障，安全可靠，减少操作失误，本发明运动灵活，除臭效率高，同时，本发明可以在恶劣恶臭的环境中工作，无人值守，可本地监控，也可远程监控。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明内部结构示意图；

图3为本发明内部侧面结构示意图；

图4为本发明运动系统上的旋转机构结构示意图；

图5为本发明运动系统上的转角机构结构示意图；

图6为本发明运动系统上的行走机构仰视图；

图7为本发明运动系统主视图；

图8为本发明运动系统侧面结构示意图；

图9为本发明整体系统原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1-图8所示，一种垃圾恶臭净化处理机器人，它包括运动系统1、气路系统2、水路系统3、感知系统4、调节系统5和监控系统6，运动系统1上设有一个壳体7，所述的气路系统2、水路系统3、感知系统4、调节系统5以及监控系统6都设置在壳体7内，壳体7上设有光声报警器8、散热风扇9和喷淋器10。

如图4-图8所示，运动系统1包括行走机构11、转角机构12、旋转机构13、上底14板和下底板15，上底板14形状为矩形，下底板15形状为圆形；

如图4所示，旋转机构13包括一个圆周旋转轴承130、旋转轴131、旋转电机132和空心圆筒133，空心圆筒133固定在上底板14下方，圆周旋转轴承130嵌入在下底板15上方，空心圆筒133下端与圆转旋转轴承130相接，在下底板15中心位置设有旋转轴承134，并在旋转轴承134内设有一根旋转轴131，该旋转轴131上端与上底板14下方相连，其下端与旋转电机132相连；通过旋转电机132作为驱动动力，来驱动旋转轴131旋转，由于旋转轴131顶端与上底板14底部相连，又由于上底板14与壳体7相连，而上底板14通过空心圆筒133和圆周旋转轴承130与下底板15相连，因此，当旋转电机132旋转时，带动旋转轴131转动，同时也会带动上底板14在圆周旋转轴承130上转动，从而带动整个壳体7旋转；

如图5所示，转角机构12包括转角电机120、转角轴承121和转角轴122，转角轴承121设置在下底板15前端中部位置，并在转角轴承121内设有转角轴122，转角轴122的上端与转角电机120的输出轴相连；通过转角电机120作为转角动力，并驱动转角轴122向左或向右的旋转；

如图6-图8所示，行走机构11包括双轴电机110、前行走轮112、后行走轮113、前连接梁114、后连接梁115和转轴116，前连接梁114固定在转角轴131的下端，双轴电机110设置在前连接梁114下方，双轴电机110两端分别连接有转轴116，并在转轴116上分别设一组前行走轮112，后连接梁115设置在下底板15下方后端中部位置，并在后连接梁115上设有一根转轴116，转轴116的两端分别设有一组后行走轮113。上述的旋转机构13、转角机构12和行走机构11相互独立，可单个机构独立运行，也可两个机构或者三个机构同时运行。

如图2所示，气路系统2包括制氧机20、臭氧机21和气液混合器22，制氧机20、臭氧机21和气液混合器22分别设置在壳体7内，在制氧机20输入口通过过滤器与外界相通，其输出口与臭氧机21相接，臭氧机21通过管道与气液混合器22的输入口相连，气液混合器22的输出口通过管道与喷淋器10相连。为了提高喷洒效率，气液混合器22可通过管道连接两组喷淋器10，两组喷淋器10相互交叉并形成90度角设置，可单独喷洒、同时喷、间隙喷，连续喷洒，两喷头交替喷洒。

如图2-图3所示，水路系统3包括水流传感器30和储水罐31，水流传感器30和储水罐31分别设置在壳体7内，在水流传感器30上的进水口与市政用水相接，水流传感器30上的出水口分成两路输出，其中一路通过管道送入臭氧机21内，另外一路通过管道直接送往储水罐31，储水罐31还与臭氧机21和气液混合器22相连。这里的储水罐31相当于一个缓冲池，缓冲池里的水通过管道输送到气液混合器22中，气液混合器22中的水与来自臭氧机21的臭氧进行充分混合产生臭氧水，并通过喷淋器10喷洒出去。

如图9所示，感知系统4包括红外传感器、臭氧传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器、前进传感器、后退传感器、左转限位器、右转限位器、左旋限位器和右旋限位器，在本感知系统中，还包括上述的水流传感器，这些传感器和限位器分别与CPU（中央处理器）相通信。通过上述的各个传感器，并将各个传感器所感知的结果通过语音器提示出来，并执行该语音器所提示内容执行相应操作。

调节系统5包括流量调节器、功率调节器、比例调节器和压力调节器，流量调节器设置在制氧机20与臭氧机21之间的管道上，主要调节进入臭氧机21内的氧流量，功率调节器设置在臭氧机21上，主要调节臭氧机21制取的臭氧量，比例调节器设置在臭氧机21与气液混合器22之间的管道上，主要调节进入气液混合器22内的臭氧和水的比例，压力调节器设置在气液混合器22与喷淋器10之间的管道上，主要调节喷淋器10喷洒出臭氧水水压和流量的大小，从而调整喷淋器10喷洒的角度大小和喷洒距离远近大小以及喷洒水雾的粒径大小。

监控系统6包括无线远程模块60、无线摄像模块61和上位人机界面HIM62，无线远程模块60和无线摄像模块61分别与上位人机界面HIM62通信，在上位人机界面HIM62还与所述的CPU（中央处理器）16相通信，上位人机界面HIM62还可以通过无线远程模块60与城市环保监控中心进行通信。所述的无线摄像模块摄录设备周围的环境，并向城市环保监控中心上传摄录图片。

左转限位器和右转限位器限位的角度为180°。

双轴电机110、旋转电机132和转角电机120分别与所述的CUP（中央处理器）16相连，并通过CUP（中央处理器）16实时控制这三组电机的启动和关闭，上述的双轴电机110、旋转电机132和转角电机120上还分别设有电磁制动离合器，通电松开，断电抱紧，能实现快速有效停止，而这三个电机相互独立，可单独运行也可两个或者三个同步运行。

前进传感器设置在前连接梁的前方，主要检测前行方向是否有障碍物，有障碍物停止前行，无障碍物继续前行。而后退传感器设置在后连接梁的后方，主要检测后方方向是否有障碍物，有障碍物停止后退，无障碍物继续后退。

如图2、图9所示，壳体上还设有语音器17，该语音器17与上述的CPU16相通信。语音器17根据不同的工况发出相应的语音提示，并执行该语音器所提示内容执行相应操作。

本发明工作原理如下

启动电源按钮开关，市政用经过水流传感器，水流传感器检测到市政水量水压符合设计要求后一路通往臭氧机冷却水路，一路通往储水罐为气液混合器提供水源，先启动制氧机进行制氧、延时一段时间后启动臭氧机进行制取臭氧，延时一段时间后启动气液混合器使水和臭氧进行充分混合形成臭氧水；通过流量调节器调节制氧机制取的氧到臭氧机内的氧流量，通过臭氧机功率调节器调节臭氧机本机功率，氧流量调节和臭氧机功率的调节是为了获取所需要的的臭氧量；比例调节器是调节臭氧和水的比例，在气液混合器里产生高浓度的臭氧水。臭气传感器检现场臭气浓度，红外传感器检测有无人进入检测范围内，如果臭气浓度超标且红外传感器检测范围内无人，通过CPU启动喷淋器进行喷洒。

本发明具有以下几种实施保护状态

（1）本发明启动时，水流传感器检测市政水的压力和流量，无压力、无流量或压力不足、流量不足时本发明不启动，以保护臭氧机无水冷却时的安全；

（2）本发明运行中，水流传感器检测市政水的压力和流量，无压力、无流量、压力不足或流量不足时本发明停止运行，以保护臭氧机无水冷却时的安全；

（3）本发明启动时，臭气传感器检测现场臭气的浓度，浓度在指标范围内，设备不启动；

（4）本发明运行中，臭气传感器检测现场臭气的浓度，浓度在安全范围内，本发明停止运行；

（5）本发明启动时或运行中，红外传感器检测到有人进入喷淋器的喷洒范围内时，本发明不启动或停止运行；

（6）本发明运行中，壳体内的温度超过允许安全温度，停止运行，此时，散热风扇启动直到壳体内的温度低于允许安全温度，自动启动运行，散热风扇停止运行；

（7）本发明运动过程中需要转角、行走或者旋转时，喷淋器停止喷洒。

（8）本发明中的转角电机、双轴电机以及旋转电机上的电磁制动离合器能使双轴电机、转角电机和旋转电机安全可靠停位。

在本发明中，当上述出现错误时，会启动语音器，同时通过光声报警器进行提醒。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：它包括运动系统、气路系统、水路系统、感知系统、调节系统和监控系统，所述的运动系统上设有一个壳体，所述的气路系统、水路系统、感知系统、调节系统以及监控系统都设置在所述的壳体内，所述壳体上设有光声报警器、散热风扇和喷淋器。

2.根据权利要求1所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述的运动系统包括行走机构、转角机构、旋转机构、上底板和下底板，所述上底板形状为矩形，下底板形状为圆形。

3.根据权利要求2所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述旋转机构包括一个圆周旋转轴承、旋转轴、旋转电机和空心圆筒，所述的空心圆筒固定在上底板下方，所述的圆周旋转轴承嵌入在下底板上方，所述的空心圆筒下端与所述的圆转旋转轴承相接，在所述的下底板中心位置设有旋转轴承，并在所述的旋转轴承内设有一根旋转轴，该旋转轴上端与所述的上底板下方相连，其下端与旋转电机相连，旋转电机固定在下底板底面；

所述的转角机构包括转角电机、转角轴承和转角轴，所述的转角轴承设置在下底板前端中部位置，并在所述的转角轴承内设有转角轴，所述转角轴的上端与转角电机的输出轴相连；

所述的行走机构包括双轴电机、前行走轮、后行走轮、前连接梁、后连接梁和转轴，所述的前连接梁固定在转角轴的下端，所述双轴电机设置在前连接梁下方，所述的双轴电机两端分别连接有转轴，并在转轴上分别设一组前行走轮，所述后连接梁设置在所述的下底板下方后端中部位置，并在所述的后连接梁上设有一根转轴，所述转轴的两端分别设有一组后行走轮。

4.根据权利要求1所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述气路系统包括制氧机、臭氧机和气液混合器，所述制氧机、臭氧机和气液混合器分别设置在壳体内，在所述制氧机输入口通过过滤器与外界相通，其输出口与臭氧机相连，在所述的臭氧机通过管道与气液混合器的输入口相连，所述气液混合器的输出口通过管道与所述的喷淋器相连。

5.根据权利要求1所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述水路系统包括水流传感器和储水罐，所述水流传感器和储水罐分别设置在壳体内，在所述的水流传感器上的进水口与市政用水相接，所述水流传感器上的出水口分成两路输出，其中一路通过管道送入臭氧机内，另外一路通过管道直接送往储水罐，所述的储水罐还与臭氧机和气液混合器相连。

6.根据权利要求1所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述的感知系统包括红外传感器、臭气传感器、温度传感器、电压传感器、电流传感器、前进传感器、后退传感器、左转限位器、右转限位器以及左旋限位器和右旋限位器，在本感知系统中，还包括上述的水流传感器，这些传感器和限位器分别与CPU相通信。

7.根据权利要求1所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述调节系统包括流量调节器、功率调节器、比例调节器和压力调节器，所述的流量调节器设置在制氧机与臭氧机之间的管道上，主要调节进入臭氧机内的氧流量；

所述的功率调节器设置在臭氧机上，主要调节臭氧机制取的臭氧量；

所述的比例调节器设置在臭氧机与气液混合器之间的管道上，主要调节进入气液混合器内的臭氧和水的比例；

所述压力调节器设置在气液混合器与喷淋器之间的管道上，主要调节喷淋器喷洒出臭氧水水压和流量的大小，从而调整喷淋器喷洒的角度大小和喷洒距离远近大小以及喷洒水雾的粒径大小。

8.根据权利要求1所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述的监控系统包括无线远程模块、无线摄像模块和上位人机界面HIM，所述的无线远程模块和无线摄像模块分别与上位人机界面HIM通信，在所述的上位人机界面HIM还与所述的CPU相通信。

9.根据权利要求2所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述的双轴电机、旋转电机和转角电机分别与所述的CUP相连，并通过CUP实时控制这三组电机的启动和关闭。

10.根据权利要求2或9所述一种垃圾恶臭净化处理机器人，其特征在于：所述的双轴电机、旋转电机和转角电机上还分别设有电磁离合器，通电松开，断电抱紧，能实现快速有效停止，而这三组电机相互独立，可单独运行也可两个或者三个同步运行。