CN105877618A - 一种可定位智能扫地机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可定位智能扫地机器人，包括有机器本体，所述机器本体下方设有可转动的万向轮以及扫地刷；还包括有设于机器本体内的第一伺服电机以及第二伺服电机，第一伺服电机用于驱动万向轮转动，所述第二伺服电机驱动扫地刷转动；还包括有设于机器本体内的垃圾腔以及吸尘器，吸尘器出气开口与垃圾腔连通，吸尘器的进气开口设于机器本体下方；所述垃圾腔还设有出气通道，出气通道与外界连通；所述电池腔内设有可充电电池通过合理的结构设计，以及加入智能电路等方式，使得扫地机器人能够有效进行家庭房间的清洁同时还能实时进行控制，实现智能化。

Description

一种可定位智能扫地机器人
技术领域
本发明涉及一种可定位智能扫地机器人。
背景技术
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
扫地机器的机身为无线机器，以圆盘型为主。但是目前的扫地机器人均不是智能型的，功能单一，且不能远程控制。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种可定位智能扫地机器人。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种可定位智能扫地机器人，包括有机器本体，所述机器本体下方设有可转动的万向轮以及扫地刷；还包括有设于机器本体内的第一伺服电机以及第二伺服电机，第一伺服电机用于驱动万向轮转动，所述第二伺服电机驱动扫地刷转动；还包括有设于机器本体内的垃圾腔以及吸尘器，吸尘器出气开口与垃圾腔连通，吸尘器的进气开口设于机器本体下方；所述垃圾腔还设有出气通道，出气通道与外界连通；机器本体内内设有用于存放电池的电池腔、电路腔、通信腔；所述电路腔内设有智能控制电路；所述电池腔内设有可充电电池，可充电电池用于给驱动电机以及智能控制电路供电；
所述智能控制电路包括有中央处理器装置，还包括有与中央处理器装置信号连接的通信装置；所述通信装置用于与外界进行通信；第一伺服电机以及第二伺服电机均与中央处理器装置信号连接；所述通信装置包括通信天线，所述通信天线设于通信腔内。
其中，所述通信天线包括有上下叠加在一起的、均是矩形的第一PCB板和第二PCB板，第二PCB板的横向长度比第一PCB板长；第一PCB板和第二PCB板的纵向宽度相同；所述第一PCB板长上设有两个左右对称的第一微带单元振子；所述第一微带单元振子包括有第一馈电纵臂，所述第一馈电纵臂延伸出有两条平行设置的第一辐射横臂；每个第一辐射横臂均向外延伸出有寄生振子单元，每个寄生振子单元包括有矩形的外辐射臂，外辐射臂的两条纵向臂均向内延伸出有多个矩形的内辐射臂；两个所述第一辐射横臂远离第一馈电纵臂的一端设有Z形连接臂，两个所述Z形连接臂的另一端连接形成有弧形的第一圆弧辐射臂；还包括有圆弧状的二圆弧辐射臂，第一圆弧辐射臂与二圆弧辐射臂之间连接有两个平行设置的连接桥，所述二圆弧辐射臂的两个端均设有L形辐射杆，Z形连接臂上设有用于容纳L形辐射杆的L形耦合槽；
所述第二PCB板长上设有两个左右对称的第二微带单元振子；所述第二微带单元振子包括有第二馈电纵臂，还包括有第二辐射横臂，所述第二辐射横臂的一端与第二馈电纵臂连接，第二辐射横臂的另一端连接设有T形的增益杆，所述增益杆的横臂的两个端均设有纵向辐射杆；所述第一PCB板上还设有两个馈电孔，每个馈电孔用于与其对应的第二微带单元振子进行耦合馈电。
其中，两个所述第一辐射横臂均向内延伸出有T形辐射杆，每个T形辐射杆的横向臂的外侧为弧状。
其中，所述每个外辐射臂中的内辐射臂数量为四个。
其中，纵向辐射杆上设有半圆寄生片。
其中，二圆弧辐射臂的半径为L1，第一圆弧辐射臂的半径为L2，则L2=L1*1.35。
其中，还包括有摄像头装置，所述摄像头装置设于机器本体上方，所述摄像头装置用于实时监控机器人周围情况；摄像头装置与中央处理器装置信号连接；
其中，还包括有烟雾探测器，所述烟雾探测器设于机器本体上方，所述烟雾探测器用于实时监控房间内烟雾；烟雾探测器与中央处理器装置信号连接；
其中，所述机器本体的外侧在四个方向上均设有超声波探测器，超声波探测器用于机器人避开障碍；超声波探测器与中央处理器装置信号连接；
其中，所述智能控制电路包括有还包括有GPS定位模块，GPS定位模块用于实时定位机器人的位置；
本发明的有益效果为：通过合理的结构设计，以及加入智能电路等方式，使得扫地机器人能够有效进行家庭房间的清洁同时还能实时进行控制，实现智能化。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的智能控制电路的原理框图；
图3是本发明的通信天线的主视图；
图4是本发明的通信天线的俯视图；
图5是本发明的通信天线的第一PCB板和第二PCB板的俯视图；
图6是本发明的第一微带单元振子的结构示意图；
图7是本发明的通信天线的驻波比的数据图
图8是本发明的通信天线的回波损耗的数据图
图1至图8中的附图标记说明：
D1-机器本体；D11、D4-万向轮；D12-烟雾探测器；D13-摄像头装置；D14-通信腔；D15-电路腔；
D21-吸尘器；D22-垃圾腔；D3-第二伺服电机；D31-扫地刷； D5-超声波探测器；D6-电池腔；
N1-第一PCB板；N11-第一馈电纵臂；N12-第一辐射横臂；N13-外辐射臂；N14-T形辐射杆；N15-Z形连接臂；N16-L形辐射杆；N17-第二圆弧辐射臂；N18-第一圆弧辐射臂；N19-连接桥；
N2-第二PCB板；N21-第二馈电纵臂；N22-第二辐射横臂；N23-增益杆；N24-纵向辐射杆；N25-半圆寄生片；
N3-馈电孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图8所示，本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，包括有机器本体D1，所述机器本体D1下方设有可转动的万向轮D11、D4以及扫地刷D31；还包括有设于机器本体D1内的第一伺服电机以及第二伺服电机D3，第一伺服电机用于驱动万向轮D11、D4转动，所述第二伺服电机D3驱动扫地刷D31转动；还包括有设于机器本体D1内的垃圾腔D22以及吸尘器D21，吸尘器D21出气开口与垃圾腔D22连通，吸尘器D21的进气开口设于机器本体D1下方；所述垃圾腔D22还设有出气通道，出气通道与外界连通；机器本体D1内内设有用于存放电池的电池腔D6、电路腔D15、通信腔D14；所述电路腔D15内设有智能控制电路；所述电池腔D6内设有可充电电池，可充电电池用于给驱动电机以及智能控制电路供电；所述智能控制电路包括有中央处理器装置，还包括有与中央处理器装置信号连接的通信装置；所述通信装置用于与外界进行通信；第一伺服电机以及第二伺服电机D3均与中央处理器装置信号连接；所述通信装置包括通信天线，所述通信天线设于通信腔D14内；通过合理的结构设计，以及加入智能电路等方式，使得扫地机器人能够有效进行家庭房间的清洁同时还能实时进行控制，实现智能化。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，所述通信天线包括有上下叠加在一起的、均是矩形的第一PCB板N1和第二PCB板N2，第二PCB板N2的横向长度比第一PCB板N1长；第一PCB板N1和第二PCB板N2的纵向宽度相同；所述第一PCB板N1长上设有两个左右对称的第一微带单元振子；所述第一微带单元振子包括有第一馈电纵臂N11，所述第一馈电纵臂N11延伸出有两条平行设置的第一辐射横臂N12；每个第一辐射横臂N12均向外延伸出有寄生振子单元，每个寄生振子单元包括有矩形的外辐射臂N13，外辐射臂N13的两条纵向臂均向内延伸出有多个矩形的内辐射臂；两个所述第一辐射横臂N12远离第一馈电纵臂N11的一端设有Z形连接臂N15，两个所述Z形连接臂N15的另一端连接形成有弧形的第一圆弧辐射臂N18；还包括有圆弧状的二圆弧辐射臂，第一圆弧辐射臂N18与二圆弧辐射臂之间连接有两个平行设置的连接桥N19，所述二圆弧辐射臂的两个端均设有L形辐射杆N16，Z形连接臂N15上设有用于容纳L形辐射杆N16的L形耦合槽；所述第二PCB板N2长上设有两个左右对称的第二微带单元振子；所述第二微带单元振子包括有第二馈电纵臂N21，还包括有第二辐射横臂N22，所述第二辐射横臂N22的一端与第二馈电纵臂N21连接，第二辐射横臂N22的另一端连接设有T形的增益杆N23，所述增益杆N23的横臂的两个端均设有纵向辐射杆N24；所述第一PCB板N1上还设有两个馈电孔N3，每个馈电孔N3用于与其对应的第二微带单元振子进行耦合馈电。由于使用了两个PCB板的双层设计，其在保证增益的情况下，大大减小了驻波比和互相干扰性；利用旋转仪以及网络分析仪以及电调分析其数据如下，由于该天线频谱主要通信频带为0.7-1.1GHz，在整个频带内，所测的前后比在30.30db到34.20dB，说明在频带内其增益性能都较为完善，另外，如图8，器回波损耗方面的性能凸出，有其在较宽的频带内保持在-35dB左右，在整个高频段的回波损耗均保持在-10dB以下，水平均超过其他同类天线水平；另外，由于结构的优良设计，其驻波比性能也非常优良，如图7所示，其整个频带内的驻波比均在1.25以内，某些频段甚至达到1.1左右。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，两个所述第一辐射横臂N12均向内延伸出有T形辐射杆N14，每个T形辐射杆N14的横向臂的外侧为弧状。能有效降低互耦性，增强隔离度，降低驻波比。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，所述每个外辐射臂N13中的内辐射臂数量为四个。该数量的内辐射臂在网络分析仪分析后，发现该数量最佳。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，纵向辐射杆N24上设有半圆寄生片N25。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，二圆弧辐射臂的半径为L1，第一圆弧辐射臂N18的半径为L2，则L2=L1*1.35。通过不下500次的回路设计和耦合实验，发现符合该公式的辐射臂其驻波比以及前后比均达到最优，接近1.1，而且增益性能最高，全向性最佳。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，还包括有摄像头装置D13，所述摄像头装置D13设于机器本体D1上方，所述摄像头装置D13用于实时监控机器人周围情况；摄像头装置D13与中央处理器装置信号连接；可以实时监控家庭情况，起到防盗作用。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，还包括有烟雾探测器D12，所述烟雾探测器D12设于机器本体D1上方，所述烟雾探测器D12用于实时监控房间内烟雾；烟雾探测器D12与中央处理器装置信号连接；防止房间内失火。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，所述机器本体D1的外侧在四个方向上均设有超声波探测器D5，超声波探测器D5用于机器人避开障碍；超声波探测器D5与中央处理器装置信号连接；也防止撞墙或损坏家具。
本实施例所述的一种可定位智能扫地机器人，所述智能控制电路包括有还包括有GPS定位模块，GPS定位模块用于实时定位机器人的位置；防止丢失。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可定位智能扫地机器人，其特征在于：包括有机器本体（D1），所述机器本体（D1）下方设有可转动的万向轮（D11、D4）以及扫地刷（D31）；还包括有设于机器本体（D1）内的第一伺服电机以及第二伺服电机（D3），第一伺服电机用于驱动万向轮（D11、D4）转动，所述第二伺服电机（D3）驱动扫地刷（D31）转动；还包括有设于机器本体（D1）内的垃圾腔（D22）以及吸尘器（D21），吸尘器（D21）出气开口与垃圾腔（D22）连通，吸尘器（D21）的进气开口设于机器本体（D1）下方；所述垃圾腔（D22）还设有出气通道，出气通道与外界连通；机器本体（D1）内内设有用于存放电池的电池腔（D6）、电路腔（D15）、通信腔（D14）；所述电路腔（D15）内设有智能控制电路；所述电池腔（D6）内设有可充电电池，可充电电池用于给驱动电机以及智能控制电路供电；所述智能控制电路包括有中央处理器装置，还包括有与中央处理器装置信号连接的通信装置；所述通信装置用于与外界进行通信；第一伺服电机以及第二伺服电机（D3）均与中央处理器装置信号连接；所述通信装置包括通信天线，所述通信天线设于通信腔（D14）内；
所述智能控制电路包括有还包括有GPS定位模块，GPS定位模块用于实时定位机器人的位置。
2.根据权利要求1所述的一种可定位智能扫地机器人，其特征在于：所述通信天线包括有上下叠加在一起的、均是矩形的第一PCB板（N1）和第二PCB板（N2），第二PCB板（N2）的横向长度比第一PCB板（N1）长；第一PCB板（N1）和第二PCB板（N2）的纵向宽度相同；所述第一PCB板（N1）长上设有两个左右对称的第一微带单元振子；所述第一微带单元振子包括有第一馈电纵臂（N11），所述第一馈电纵臂（N11）延伸出有两条平行设置的第一辐射横臂（N12）；每个第一辐射横臂（N12）均向外延伸出有寄生振子单元，每个寄生振子单元包括有矩形的外辐射臂（N13），外辐射臂（N13）的两条纵向臂均向内延伸出有多个矩形的内辐射臂；两个所述第一辐射横臂（N12）远离第一馈电纵臂（N11）的一端设有Z形连接臂（N15），两个所述Z形连接臂（N15）的另一端连接形成有弧形的第一圆弧辐射臂（N18）；还包括有圆弧状的二圆弧辐射臂，第一圆弧辐射臂（N18）与二圆弧辐射臂之间连接有两个平行设置的连接桥（N19），所述二圆弧辐射臂的两个端均设有L形辐射杆（N16），Z形连接臂（N15）上设有用于容纳L形辐射杆（N16）的L形耦合槽；
所述第二PCB板（N2）长上设有两个左右对称的第二微带单元振子；所述第二微带单元振子包括有第二馈电纵臂（N21），还包括有第二辐射横臂（N22），所述第二辐射横臂（N22）的一端与第二馈电纵臂（N21）连接，第二辐射横臂（N22）的另一端连接设有T形的增益杆（N23），所述增益杆（N23）的横臂的两个端均设有纵向辐射杆（N24）；所述第一PCB板（N1）上还设有两个馈电孔（N3），每个馈电孔（N3）用于与其对应的第二微带单元振子进行耦合馈电。
3.根据权利要求2所述的一种可定位智能扫地机器人，其特征在于：两个所述第一辐射横臂（N12）均向内延伸出有T形辐射杆（N14），每个T形辐射杆（N14）的横向臂的外侧为弧状。
4.根据权利要求2所述的一种可定位智能扫地机器人，其特征在于：所述每个外辐射臂（N13）中的内辐射臂数量为四个。
5.根据权利要求2所述的一种可定位智能扫地机器人，其特征在于：纵向辐射杆（N24）上设有半圆寄生片（N25）。
6.根据权利要求2所述的一种可定位智能扫地机器人，其特征在于：二圆弧辐射臂的半径为L1，第一圆弧辐射臂（N18）的半径为L2，则L2=L1*1.35。
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