CN106943086A - 用于清洁的智能车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于清洁的智能车，包括底板，所述底板上安装有驱动结构，底板前端安装有吸尘清洁结构，底板中部安装有水循环结构和用于拖地的工况切换结构，底板中部后端安装有拖干结构；所述吸尘清洁结构包括吸尘器头部，吸尘器头部连通吸尘器中部结构，吸尘器中部结构包括吸尘器内腔，吸尘器中部结构的中部开有出尘开口，出尘开口处安装有出尘门，吸尘器内腔上部固定有网板，吸尘器内腔连通有负压装置；吸尘器内腔中部设置有转轴，转轴上固定有吸尘器内置叶片，转轴连接有吸尘器步进电机。优点：通过智能清洁机器人完成室内地面的拖洗、清洁等操作，通过前置过滤器、增压泵及过滤层实现清洁过程的水循环，具有节能环保的特点，能替代人力劳动。

Description

用于清洁的智能车

技术领域

本发明涉及机器人领域的用于清洁的智能车，尤其涉及室内地面的清洗、清洁等工作的机器人

背景技术

市面现有用于清洁的智能车不能实现拖地的功能，尤其像农村或是下雨天，室内地面或是下雨后的室内篮球场通过传统清洁机器人的清扫无法达到清洁的要求，所以我们针对此类情况，设计了关于室内地面清洁的具有拖地功能的清洁智能车，它不但具有市面上现有的机器具有清扫的功能，同时其还具有拖地功能，该功能目前市面清洁的机器很少具备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可对室内进行清洁拖洗、实现水循环的智能清洁车。

本发明解决上述技术问题所采取的的技术方案是：

用于清洁的智能车，其特征在于：包括底板，所述底板上安装有驱动结构，底板前端安装有吸尘清洁结构，底板中部安装有水循环结构和用于拖地的工况切换结构，底板中部后端安装有拖干结构；

所述吸尘清洁结构包括吸尘器头部，吸尘器头部连通吸尘器中部结构，吸尘器中部结构包括吸尘器内腔，吸尘器中部结构的中部开有出尘开口，出尘开口处安装有出尘门或尘土收集箱，吸尘器内腔上部固定有网板，吸尘器内腔连通有负压装置；吸尘器内腔中部设置有转轴，转轴上固定有吸尘器内置叶片，转轴连接有吸尘器步进电机。

进一步的改进，所述水循环结构包括水箱，水箱通过水泵连通有过滤腔，过滤腔的过滤腔入水口与水箱连通构成水循环结构；

所述工况切换结构包括拖把，拖把连接有拖把电机和升降机构；水箱底部设置有与拖把配合的水箱底部封盖；

拖把在水箱浸水清洗后，增压泵将水抽到过滤腔过滤并储存，拖把电机带动拖把旋转将拖把的水甩干，水箱底部封盖打开，升降机构将拖把下降至接触地面，拖把电机带动拖把旋转进行拖地工作；

拖把需要清洗时，升降机构带动拖把回到水箱，水箱底部封盖关闭，过滤腔中经过滤的水通过密封盖结构回到水箱，拖把电机带动拖把旋转将拖把清洗干净。

进一步的改进，所述升降机构包括与拖把电机连接的拖把支架，拖把支架连接有丝杠螺母，丝杠螺母连接有丝杆，丝杆与丝杠步进电机相连；丝杆上端轴接有丝杠步进电机上座，丝杠步进电机上座与丝杠步进电机电机之间固定有步进电机立柱，临近拖把支架的步进电机立柱与拖把支架紧贴设置防止拖把支架发生旋转。

进一步的改进，所述过滤腔处于水箱上方，水泵通过前置过滤器与过滤腔的过滤腔入水口连通，过滤腔入水口处于过滤腔上部，过滤腔内安装有过滤网挡板；过滤腔入水口处于过滤网挡板一侧，密封盖结构处于过滤网挡板另一侧。

进一步的改进，所述密封盖结构包括密封盖，拖把支架上设置有与密封盖配合的凸缘，凸缘上设置有弹簧孔，弹簧孔通过弹簧与密封盖相连；密封盖为阶梯状结构，过滤腔开有与密封盖配合的阶梯孔；阶梯孔的阶梯上固定有密封盖导轨，密封盖上固定有与密封盖导轨配合的密封盖磁铁，阶梯孔的阶梯上固定有与密封盖磁铁配合的阶梯孔磁铁。

进一步的改进，所述凸缘为两个，两个凸缘分别固定在拖把支架两侧；所述密封盖导轨为两个，密封盖导轨分别处于密封盖的两侧。

进一步的改进，所述水箱底部铰接有水箱底部密封盖，水箱底部密封盖边缘为阶梯状，水箱底部开设有与水箱底部密封盖配合的阶梯孔，阶梯孔的阶梯上固定有防水材料，所述的水箱底部设置成偏置的漏斗状；所述驱动结构上固定有推块导轨，推块导轨滑动连接有带齿条的推块，推块与水箱底部密封盖配合实现水箱底部密封盖的开合；推块上的齿条啮合有齿轮，齿轮连接有步进电机。

进一步的改进，所述驱动结构包括底板，底板前端左右两侧均安装有支座，支座固定有驱动轮电机，驱动轮电机连接有驱动轮；底板后端固定有牛眼轮。

进一步的改进，所述拖干结构包括干拖支座，干拖支座用于固定干拖块。

进一步的改进，所述底板上安装有烘干器，烘干器上安装有湿度传感器。

与现有技术相比，该发明的优点是通过丝杠步进电机等构成工况切换机构实现拖把清洗、拖地及甩干等工况切换，此外该智能清洁机器人具有洁净污水功能，能实现水的清洁循环利用水，同时该机器人还具备吸尘的传统功能，能有效的替代人的劳动。

附图说明

图1是本发明用于清洁的智能车的立体图；

图2是本发明用于清洁的智能车的主视图；

图3是本发明用于清洁的智能车的右侧视图；

图4是本发明用于清洁的智能车的俯视图；

图5a是本发明用于清洁的智能车的底板、支座、驱动结构的立体图一；

图5b是本发明用于清洁的智能车的底板、支座、驱动结构的立体图二；

图6是本发明用于清洁的智能车的过滤腔俯视图；

图7是本发明用于清洁的智能车的过滤腔立体图；

图8是本发明用于清洁的智能车的工况切换立体图；

图9是本发明用于清洁的智能车的工况切换侧视图

图10是本发明用于清洁的智能车的吸尘器结构主视图；

图11是本发明用于清洁的智能车的吸尘器结构立体图；

图12是本发明用于清洁的智能车的水箱立体图；

图13是本发明用于清洁的智能车的水箱的上视图。

其中，1-吸尘器出口；2-驱动轮电机；3-齿轮组；4-拖把出口；5-推块导轨；6-推块；7-步进电机；8-步进电机座；9-水箱支座；10-支座(可以固定齿轮以及驱动轮轴轴承等的部件)；11-驱动轮；12-牛眼轮；13-密封盖导轨；14-密封盖；15-密封盖磁铁；16-过滤网挡板；17-过滤腔入水口；18-电机轴输出孔；19-立柱孔；21-丝杠步进电机上座；22-丝杠螺母；23-拖把支架；24-拖把电机；25-凸缘；26-拖把；27-联轴器；28-42型号丝杆步进电机；29-步进电机立柱；30-弹簧孔；31-电机防水箱；32-水箱底部封盖；33-水箱出水口；34-水箱；35-铰接结构；36-高速大扭矩电机；37-吸尘器中部；38-出尘开口；39-吸尘器支柱；40-吸尘器头部；41-吸尘器内置挡板；42-底板；43-过滤腔；44-步进电机密封箱固定孔；45-过滤腔环壁；46-过滤腔封盖；47-干拖支座；48-干燥器；49-吸尘器左端盖；50-吸尘器右端盖；51-吸尘器步进电机；52-吸尘器内置叶片；53-吸尘器内腔。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1、2、3、4所示，该方案由两个拖把电机2通过齿轮组3啮合将动力传递到驱动轮11上，驱动机器人前进；过滤循环结构由水箱34与过滤腔43构成，水箱主要用于清洗拖把26，同时也用于间歇性存储水，当清洗干净拖把后，增压泵将水箱中存储的脏水经过前置过滤器抽到过滤腔43，其中有部分第一次洁净水通过过滤网进行了第二次清洁，待水箱中不存有污水时候，水箱底盖32打开，丝杠步进电机28带动拖把26到达拖地工位进行拖地，待丝杠步进电机28带动拖把26达到清洗工位，过滤腔封盖14打开，清洁水进入水箱34进行清洗，由此实现水循环与工况切换。此外大扭矩步进电机36通过前部扩大口，实现对地面的灰尘及小状脏物的清洁，吸尘器中部有绕轴转动的过滤网板41，可避免大扭矩暂停工作时候，灰尘及小状赃物落下。

如图5a和5b是底板、支座、驱动结构立体图，底板42作为智能清洁车的重力承载的主要对象，吸尘器出口1，吸尘器头部固定在底板上，头部的扩大口伸入接近地面的地方，在高速大扭矩电机的带动下进行吸尘；驱动机器人前进的驱动电机2，通过与齿轮组3啮合将动力传输到驱动轮11上，通过齿轮组啮合到轮子轴上，避免驱动电机转轴直接承受径向载荷，两个驱动电机独立运转通过差速实现机器人转向；4是拖把出口，丝杠步进电机28带动丝杠螺母22动作，实现拖把26的上下运动，在上下运动过程中会通过底板上的拖把出口4，实现拖地跟拖把清洗工况的切换；5是推块运动的导轨，使推块前进后退始终保持直线，并且为水箱底盖密封时提供挤压力；6是带有齿条的使水箱底盖实现开合的推块，通过步进电机7带动齿轮，传到齿条上实现直线运动，采用步进电机7实现精确定位，避免超过导轨工作行程；8是步进电机固定的L型支架，能起到固定固定步进电机的作用，9是水箱支座，主要支撑和固定水箱，防止水箱晃动；10是电机支座，总共有四块，两侧各两块，主要用于固定电机和支撑水箱，在其内部有轴承，实现减小电机轴转动的摩擦力。

如图6、7所示是过滤腔的俯视及立体视图，密封盖导轨13其确保密封盖14在拖把支架22的凸缘顶起或缩回，密封盖始终保持直线运动，最终能准确达到初始位置，确保装置密封性；15是磁铁，其主要是磁碰原理能保证过滤腔能够密封良好；18是丝杠步进电机28轴的输出孔；19是立柱固定的支座，同时也能固定电机；16是过滤网板，右侧经过前置过滤器处理后的水通过它的时候，进行了二次洁净处理；17是过滤腔入水口，等到丝杠步进电机28上升到一定位置时候，密封盖14打开，过滤腔的洁净水进入水箱清洗拖把。过滤腔环壁围城一个安装升降机构的隔水腔。

如图11、12是水箱立体视图，密封盖导轨13其确保密封盖14在拖把支架22的凸缘顶起或缩回，密封盖始终保持直线运动，最终能准确达到初始位置，确保装置密封性；15是磁铁，其主要是磁碰原理能保证过滤腔能够密封良好；18是丝杠步进电机28轴的输出孔；19是立柱固定的支座，同时也能固定电机；16是过滤网板，右侧经过前置过滤器处理后的水通过它的时候，进行了二次洁净处理；17是过滤腔入水口，等到丝杠步进电机28上升到一定位置时候，密封盖14打开，过滤腔的洁净水进入水箱清洗拖把，水箱内侧壁有较深的阶梯，用于固定过滤腔，采用较深的阶梯可有效的降低装置的高度与重心，使结构更可靠。

如图8是工况切换立体图，丝杠步进电机上座21，通过步进电机28动作带动丝杠螺母22实现上下运动，从而带动与其连接的拖把驱动电机固定支架23上下移动到不同的位置，完成拖地与拖把清洗的两种工况切换；24拖把电机，在拖地时通过联轴器27带动拖把26做回转运动，实现拖地功能，在清洗的时候，水箱中的水位高于拖把26的上表面，拖把26作回转运动进行清洗，当增压泵将水箱中的水抽到过滤腔中时候，水位低于拖把的下表面，调速加快电机转速，通过离心力将拖把上多余的水分甩干；25是将拖把电机固定的拖把支架23上的凸缘，其主要作用是在螺母上升到一定位置以后，将过滤腔的密封盖顶开，使过滤后的清洁水顺利流入水箱下层用于拖把的再次清洗。30是固定弹簧的孔，其与过滤腔密封盖上孔的配合，可以将过滤腔更好的密封，防止漏水；31是丝杠步进电机防水箱，其放置在步进电机外围，可以防止步进电机浸水，采用该结构，可以缩小机器人空间上的高度，而且水箱装水量保持不变。

如图9、10是吸尘器立体机结构主视图，高速大扭矩电机36，在高速旋转时产生较大的真空度，通过吸尘器头部40的细小垃圾均被吸尘器吸走(吸尘器开口宽度等于机器人的宽度25cm,行驶过的地面全部覆盖)；38是吸尘器结构中部的一个开口即吸尘杂质吸收口(除尘开口)，在里面放入长方体网状过滤网，实现细小垃圾的拦截，等垃圾达到一定量，更换长方体灰尘过滤网即可,41是过滤口的吸尘器内置挡板，可以绕轴做回转运动，当大扭矩电机运动，，吸尘器内置挡板让开通道，开出吸尘通道，等大扭矩电机停转，吸尘器内置挡板，吸收的灰尘落到吸尘器内置挡板上，可以防止灰尘再次落到地面。优选的吸尘器内置挡板将吸尘器内腔完全挡住时，吸尘器内置叶片向外倾斜设置，这样只要打开出尘门，内部的垃圾受重力影响可自动流出，从而流入垃圾收集篓或进入尘土收集箱，这样只要拆下尘土收集箱扔掉垃圾即可。

上述实施例中，整个机器人的工作过程为:驱动电机2带动驱动轮11动作，实现机器人前进，两边电机差速可以实现机器人转向，机器人前进的同时，带丝杠的步进电机28带动螺母22，使其处于拖地工况状态，电机24以75转/分钟的转速做回转运动来进行拖地，高速大扭矩电机36正常工作，吸收地面的灰尘等小杂质，此时，过滤腔的密封盖14处于闭合状态，由于水的重力、弹簧拉力以及磁铁15的吸引力来实现密封，防止漏水，而水箱34的底盖处于打开状态，推块6处于使底部密封盖能打开的位置。

待机器人工作一段时间后，拖把达到一定的肮脏程度，驱动轮驱动电机2停转，高速大扭矩电机36停转，吸尘器暂停工作，丝杠步进电机28带动丝杠螺母22向上运动，上升130mm后，步进电机7动作，通过其输出轴上齿轮带动齿条运动，实现带有齿条结构的推块6向水箱底部中心靠拢，挤压水箱底部封盖32，通过挤压力、水箱底部阶梯开口以及阶梯开口里面的防水材料实现密封，达到不漏水的要求，随着丝杠步进电机螺母的上升，达到一定高度，拖把支架上的凸缘部分25克服密封盖14上和水箱上连得弹簧弹性力及磁铁的吸引力作用，将密封盖14打开，过滤腔里面存放的经过两次清洁处理的水流入到水箱下层中，浸没拖把26，拖把电机24调速以中速运动进行清洗，一定时间后，步进电机2向下运动15mm，在没有凸缘25的挤压作用下，密封盖14在弹簧拉力以及磁铁的吸引力作用下，经过导轨13的导向复位并密封过滤腔，水泵通过水箱上的出水口33将污水经过前置过滤器进行第一次处理，再进入到过滤腔储存，前处理过得水在过滤腔通过过滤网板进行第二次处理，待下层水箱中污水全部排尽，水泵停止工作，此时增大电机24的转速，通过离心力甩干拖把上多余的水分；一定时间后，电机24停转，步进电机7动作，齿轮带动齿条，实现推块6的复位，水箱底部封盖35在铰接结构的固定下，向下转动，水箱底盖打开，步进电机28带动螺母实现拖把26向下运动，到达拖地的位置后，步进电机28停转，电机24、高速大扭矩电机36、驱动轮电机2动作，开始拖地，吸收地面灰尘等杂质，走过一定路程后，进行以上工序循环。当拖地完毕后，放上烘干器，对拖把及水箱进行烘干，以免拖把由于潮湿而发霉，且烘干后，也可防止水箱由于不透气且内部潮湿而发霉，通过湿度传感器使得其自动断电。

本清洁车通过控制系统实现智能拖地功能，控制系统由传感器探测子系统、控制芯片和执行机构子系统构成。拖地机器人通过超声波距离传感器、红外光电距离传感器实时检测周围环境信息并将信息反馈回控制芯片，控制芯片根据局部环境信息规划出拖地机器人的完全遍历路径，本机器人采用“犁”式路径规划方法，保证拖地机器人在工作区域内完全遍历时不会与障碍物产生碰撞，并且使拖地机器人在工作区域遍历能够达到最大覆盖率和最小重复率。拖地机器人在工作区域工作时，主控芯片根据机器人的实时状况控制其在适当的时候控制吸尘器、水泵的启停，控制水箱盖的开闭，控制拖把的工况切换，保证机器人高效的工作。在锂电池电量过低或者清扫工作完成时，拖地机器人通过红外光电传感器寻找充电桩的位置并且在控制系统作用下返回充电桩充电，自动冲洗水箱并换水。烘干器可以固定在底座上倾斜对准拖把，如果拖地机器人长期不使用，打开拖地机器人上的拖把烘干开关，拖地机器人通过充电桩上的外接电源自动将拖把烘干，防止发霉。以上全部过程都是拖地机器人自主实现。

最后应说明的是：以上实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.用于清洁的智能车，其特征在于：包括底板，所述底板上安装有驱动结构，底板前端安装有吸尘清洁结构，底板中部安装有水循环结构和用于拖地的工况切换结构，底板中部后端安装有拖干结构；

所述吸尘清洁结构包括吸尘器头部，吸尘器头部连通吸尘器中部结构，吸尘器中部结构包括吸尘器内腔，吸尘器中部结构的中部开有出尘开口，出尘开口处安装有出尘门或尘土收集箱，吸尘器内腔上部固定有网板，吸尘器内腔连通有负压装置；吸尘器内腔中部设置有转轴，转轴上固定有吸尘器内置叶片，转轴连接有吸尘器步进电机。

2.如权利要求1所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述水循环结构包括水箱，水箱通过水泵连通有过滤腔，过滤腔的过滤腔入水口与水箱连通构成水循环结构；

所述工况切换结构包括拖把，拖把连接有拖把电机和升降机构；水箱底部设置有与拖把配合的水箱底部封盖；

拖把在水箱浸水清洗后，增压泵将水抽到过滤腔过滤并储存，拖把电机带动拖把旋转将拖把的水甩干，水箱底部封盖打开，升降机构将拖把下降至接触地面，拖把电机带动拖把旋转进行拖地工作；

拖把需要清洗时，升降机构带动拖把回到水箱，水箱底部封盖关闭，过滤腔中经过滤的水通过密封盖结构回到水箱，拖把电机带动拖把旋转将拖把清洗干净。

3.如权利要求2所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述升降机构包括与拖把电机连接的拖把支架，拖把支架连接有丝杠螺母，丝杠螺母连接有丝杆，丝杆与丝杠步进电机相连；丝杆上端轴接有丝杠步进电机上座，丝杠步进电机上座与丝杠步进电机电机之间固定有步进电机立柱，临近拖把支架的步进电机立柱与拖把支架紧贴设置防止拖把支架发生旋转。

4.如权利要求3所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述过滤腔处于水箱上方，水泵通过前置过滤器与过滤腔的过滤腔入水口连通，过滤腔入水口处于过滤腔上部，过滤腔内安装有过滤网挡板；过滤腔入水口处于过滤网挡板一侧，密封盖结构处于过滤网挡板另一侧。

5.如权利要求3所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述密封盖结构包括密封盖，拖把支架上设置有与密封盖配合的凸缘，凸缘上设置有弹簧孔，弹簧孔通过弹簧与密封盖相连；密封盖为阶梯状结构，过滤腔开有与密封盖配合的阶梯孔；阶梯孔的阶梯上固定有密封盖导轨，密封盖上固定有与密封盖导轨配合的密封盖磁铁，阶梯孔的阶梯上固定有与密封盖磁铁配合的阶梯孔磁铁。

6.如权利要求5所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述凸缘为两个，两个凸缘分别固定在拖把支架两侧；所述密封盖导轨为两个，密封盖导轨分别处于密封盖的两侧。

7.如权利要求2所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述水箱底部铰接有水箱底部密封盖，水箱底部密封盖边缘为阶梯状，水箱底部开设有与水箱底部密封盖配合的阶梯孔，阶梯孔的阶梯上固定有防水材料，所述的水箱底部设置成偏置的漏斗状；所述驱动结构上固定有推块导轨，推块导轨滑动连接有带齿条的推块，推块与水箱底部密封盖配合实现水箱底部密封盖的开合；推块上的齿条啮合有齿轮，齿轮连接有步进电机。

8.如权利要求1所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述驱动结构包括底板，底板前端左右两侧均安装有支座，支座固定有驱动轮电机，驱动轮电机连接有驱动轮；底板后端固定有牛眼轮。

9.如权利要求1所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述拖干结构包括干拖支座，干拖支座用于固定干拖块。

10.如权利要求1所述的用于清洁的智能车，其特征在于：所述底板上安装有烘干器，烘干器上安装有湿度传感器；所述负压装置为高速大扭矩电机。