CN107411642A - 一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人 - Google Patents

一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人，包括机体、移动机构、清扫机构和中控机构，清扫机构包括回收舱、回收组件、清扫组件和搅碎组件，清扫组件包括清洗刷和回收管，搅碎组件包括搅碎单元，搅碎单元包括第二电机、第二驱动轴、搅碎轴和第一刀片，中控组件包括中央控制模块、影像监测模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，工作电源模块包括工作电源电路，该基于物联网的清扫效果好的智能机器人中，通过清扫机构，能够实现对地面的可靠清扫，提高了机器人工作的可靠性；在工作电源电路中，能够对进行过压保护，从而进一步提高机器人工作的可靠性。

Description

一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人。
背景技术
机器人是自动控制机器(Robot)的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗，机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。
在现有的机器人中，有部分是用来进行清扫地面用的，在这些清扫机器人使用的过程中，因为它能对房间大小、家俱摆放、地面清洁度等因素进行检测，并依靠内置的程序，制定合理的清洁路线，具备一定的智能，所以被人称之为机器人。在清扫机器人清扫的过程中，经常因为垃圾颗粒过大堵塞机器，这样就不利于机器人的继续清扫，大大降低了清扫机器人的实用性；不仅如此，在机器人工作的过程中，常常会因为内部的工作电源电路输出的电压过高，从而造成了内部的元器件损坏，这样就大大降低了机器人的可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人，包括机体、移动机构、清扫机构和中控机构，所述中控机构设置在机体上，所述移动机构设置在机体的下方，所述移动机构和清扫机构均与中控机构电连接，所述清扫机构位于机体的下方；
所述清扫机构包括回收舱、回收组件、清扫组件和搅碎组件，所述回收舱设置在机体的内部，所述回收组件设置在回收舱的内部，所述清扫组件包括清洗刷和回收管，所述清洁刷设置在回收管的一端且位于机体的下方，所述回收管的另一端与回收舱的内部连通，所述搅碎组件设置在回收舱与回收管的连接处；
所述搅碎组件包括两个搅碎单元，所述搅碎单元包括第二电机、第二驱动轴、搅碎轴和若干第一刀片，所述第二电机通过第二驱动轴与搅碎轴传动连接，所述第一刀片均匀设置在搅碎轴的外周，其中一个搅碎轴上的第一刀片与另一个搅碎轴上的刀片相匹配；
其中，清扫机构的工作原理：当清扫机器人需要工作时，第一电机工作驱动第一驱动轴旋转，进而使扇叶旋转吸气，扇叶与回收舱之间隔着透气的过滤网，同时清洗刷开始旋转工作，这样垃圾就被吸入回收管，并经过搅碎组件的搅碎之后吸入回收舱内储存。
搅碎组件的工作原理：当机器人开始吸入垃圾的时候，位于回收管末端的搅碎组件也会同时工作，对垃圾进行加工。在加工时，第二电机工作驱动第二驱动轴旋转进而带动搅碎轴旋转，搅碎轴上分布着若干第一刀片，回收管内壁也分布着若干第二刀片，第一刀片与第二刀片彼此完美匹配。同样的分布的搅碎轴有两根，它们彼此之间也存在完美的啮合。这样当大颗粒垃圾经过搅碎组件的时候就会被搅碎成小颗粒，就不会轻易造成回收管的堵塞。
综上所述，机器人通过清扫机构，能够实现对地面的可靠清扫，提高了机器人工作的可靠性。
所述中控机构包括设置在机体上的面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的影像监测模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述第一电机与电机控制模块电连接；
所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、晶闸管、第一电容、第二电容和三极管，所述变压器包括第一初级线圈、第二初级线圈和次级线圈，所述第二初级线圈的一端与三极管的集电极连接，所述三极管的发射极通过第三电阻接地且通过第二电阻与第一二极管的阴极连接，所述三极管的基极通过第一电阻与晶闸管的阳极连接，所述晶闸管的阴极接地，所述晶闸管的触发端与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极通过第一电容接地且与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极通过第一初级线圈接地，所述次级线圈的一端接地，所述次级线圈的另一端与第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极通过第二电容接地且与第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极接地。
其中，中央控制模块，用来对机器人进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是PLC，也能够是单片机，实现了对机器人中的各个模块进行智能化控制，提高了机器人的智能化；影像监测模块，用来进行影像监测的模块，在这里，通过对摄像头进行控制，从而能够对机器人前方的情况进行实时监控；电机控制模块，用来实现电机控制的模块，在这里，通过对各电机控制，从而能够实现机器人的可靠清扫和移动；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对机器人的信息进行远程监控，实现了机器人的智能化；语音控制模块，用来进行语音控制的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而实现了对机器人的异常工作状态进行报警提示；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对机器人的工作信息进行实时显示，提高了机器人的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对机器人进行实施现场操控，提高了机器人的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给机器人内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了机器人的可靠性。
其中，电源电压输出电压过高，超过设定值的时候，第一初级线圈取样电压经过第一二极管和第一电容整流滤波以后，使得第二二极管的击穿，从而触发了晶闸管的导通，使得电源停止了工作，提高了工作电源电路的可靠性，提高了机器人的可靠性。
作为优选，第一电机通过第一驱动轴控制扇叶的转动，从而能够对地面的灰尘和杂物收进回收舱，所述回收组件包括第一电机、第一驱动轴和若干扇叶，所述第一电机通过第一驱动轴与各扇叶传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。
作为优选，所述回收舱的内部还设有过滤网，所述回收组件通过过滤网与回收管连通。
作为优选，所述回收舱靠近回收组件的一侧还设有若干通风孔。
作为优选，为了使得碎片或者大颗粒杂物在回收管内壁的时候，也能够对其进行切碎，进一步提高了清扫的可靠性，所述回收管位于搅碎组件的一端的内壁设有若干第二刀片，所述第二刀片与相邻的搅碎单元的第一刀片相匹配。
作为优选，所述移动机构包括第三电机、第三驱动轴和移动轮，所述第三电机通过第三驱动轴与移动轮传动连接。
作为优选，所述机体上设有摄像头，所述摄像头为全景摄像头，所述摄像头与影像监测模块电连接。
作为优选，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述扬声器与语音提示模块电连接，所述机体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。
其中，显示界面，用来对机器人的工作信息进行实时显示，从而提高了机器人的实用性；控制按键，用来便于工作人员对机器人进行实施操控，提高了机器人的可操作性；状态指示灯，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了机器人的可靠性；扬声器，用来对机器人的工作异常情况时，进行报警提示，蓄电池，用来提高机器人的续航能力。
作为优选，所述机体的一侧还设有充电插口，所述机体的上方还设有太阳能电池板。
作为优选，所述机体的阻燃等级为V-0。
本发明的有益效果是，该基于物联网的清扫效果好的智能机器人中，通过清扫机构，能够实现对地面的可靠清扫，提高了机器人工作的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，能够对进行过压保护，从而进一步提高机器人工作的可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的基于物联网的清扫效果好的智能机器人的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的清扫效果好的智能机器人的清扫机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的清扫效果好的智能机器人的搅碎组件的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的清扫效果好的智能机器人的中控机构的结构示意图；
图5是本发明的基于物联网的清扫效果好的智能机器人的系统原理图；
图6是本发明的基于物联网的清扫效果好的智能机器人的工作电源电路的电路原理图；
图中：1.机体，2.太阳能电池板，3.摄像头，4.充电插口，5.移动轮，6.第三驱动轴，7.中控机构，8.清扫机构，9.回收舱，10.回收管，11.清洗刷，12.搅碎组件，13.过滤网，14.第一电机，15.第一驱动轴，16.扇叶，17.第二电机，18.第二驱动轴，19.搅碎轴，20.第一刀片，21.第二刀片，22.面板，23.显示界面，24.控制按键，25.状态指示灯，26.扬声器，27.中央控制模块，28.影像监测模块，29.电机控制模块，30.无线通讯模块，31.语音控制模块，32.显示控制模块，33.按键控制模块，34.状态指示模块，35.工作电源模块，36.蓄电池，T1.变压器，C1.第一电容，C2.第二电容，VD1.第一二极管，VD2.第二二极管，VD3.第三二极管，VD4.第四二极管，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，VS1.晶闸管，VT1.三极管，L1.第一初级线圈，L2.第二初级线圈，L3.次级线圈。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图6所示，一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人，包括机体1、移动机构、清扫机构8和中控机构7，所述中控机构7设置在机体1上，所述移动机构设置在机体1的下方，所述移动机构和清扫机构8均与中控机构7电连接，所述清扫机构8位于机体1的下方；
所述清扫机构8包括回收舱9、回收组件、清扫组件和搅碎组件12，所述回收舱9设置在机体1的内部，所述回收组件设置在回收舱9的内部，所述清扫组件包括清洗刷11和回收管10，所述清洁刷设置在回收管10的一端且位于机体1的下方，所述回收管10的另一端与回收舱9的内部连通，所述搅碎组件12设置在回收舱9与回收管10的连接处；
所述搅碎组件12包括两个搅碎单元，所述搅碎单元包括第二电机17、第二驱动轴18、搅碎轴19和若干第一刀片20，所述第二电机17通过第二驱动轴18与搅碎轴19传动连接，所述第一刀片20均匀设置在搅碎轴19的外周，其中一个搅碎轴19上的第一刀片20与另一个搅碎轴19上的刀片相匹配；
其中，清扫机构8的工作原理：当清扫机器人需要工作时，第一电机14工作驱动第一驱动轴15旋转，进而使扇叶16旋转吸气，扇叶16与回收舱9之间隔着透气的过滤网13，同时清洗刷11开始旋转工作，这样垃圾就被吸入回收管10，并经过搅碎组件12的搅碎之后吸入回收舱9内储存。
搅碎组件12的工作原理：当机器人开始吸入垃圾的时候，位于回收管10末端的搅碎组件12也会同时工作，对垃圾进行加工。在加工时，第二电机17工作驱动第二驱动轴18旋转进而带动搅碎轴19旋转，搅碎轴19上分布着若干第一刀片20，回收管10内壁也分布着若干第二刀片21，第一刀片20与第二刀片21彼此完美匹配。同样的分布的搅碎轴19有两根，它们彼此之间也存在完美的啮合。这样当大颗粒垃圾经过搅碎组件12的时候就会被搅碎成小颗粒，就不会轻易造成回收管10的堵塞。
综上所述，机器人通过清扫机构8，能够实现对地面的可靠清扫，提高了机器人工作的可靠性。
所述中控机构7包括设置在机体1上的面板22和中控组件，所述中控组件设置在面板22的内部，所述中控组件包括中央控制模块27、与中央控制模块27连接的影像监测模块28、电机控制模块29、无线通讯模块30、语音控制模块31、显示控制模块32、按键控制模块33、状态指示模块34和工作电源模块35，所述中央控制模块27为PLC，所述第一电机14与电机控制模块29电连接；
所述工作电源模块35包括工作电源电路，所述工作电源电路包括变压器T1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管VD1、第二二极管VD2、第三二极管VD3、第四二极管VD4、晶闸管VS1、第一电容C1、第二电容C2和三极管VT1，所述变压器T1包括第一初级线圈L1、第二初级线圈L2和次级线圈L3，所述第二初级线圈L2的一端与三极管VT1的集电极连接，所述三极管VT1的发射极通过第三电阻R3接地且通过第二电阻R2与第一二极管VD1的阴极连接，所述三极管VT1的基极通过第一电阻R1与晶闸管VS1的阳极连接，所述晶闸管VS1的阴极接地，所述晶闸管VS1的触发端与第二二极管VD2的阳极连接，所述第二二极管VD2的阴极通过第一电容C1接地且与第一二极管VD1的阴极连接，所述第一二极管VD1的阳极通过第一初级线圈L1接地，所述次级线圈L3的一端接地，所述次级线圈L3的另一端与第三二极管VD3的阳极连接，所述第三二极管VD3的阴极通过第二电容C2接地且与第四二极管VD4的阴极连接，所述第四二极管VD4的阳极接地。
其中，中央控制模块27，用来对机器人进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块27是PLC，也能够是单片机，实现了对机器人中的各个模块进行智能化控制，提高了机器人的智能化；影像监测模块28，用来进行影像监测的模块，在这里，通过对摄像头3进行控制，从而能够对机器人前方的情况进行实时监控；电机控制模块29，用来实现电机控制的模块，在这里，通过对各电机控制，从而能够实现机器人的可靠清扫和移动；无线通讯模块30，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对机器人的信息进行远程监控，实现了机器人的智能化；语音控制模块31，用来进行语音控制的模块，在这里，通过对扬声器26进行控制，从而实现了对机器人的异常工作状态进行报警提示；显示控制模块32，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面23进行控制，能够对机器人的工作信息进行实时显示，提高了机器人的实用性；按键控制模块33，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键24的操控信息进行采集，从而能够对机器人进行实施现场操控，提高了机器人的可操作性；状态指示模块34，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯25的亮暗控制，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块35，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给机器人内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了机器人的可靠性。
其中，电源电压输出电压过高，超过设定值的时候，第一初级线圈L1取样电压经过第一二极管VD1和第一电容C1整流滤波以后，使得第二二极管VD2的击穿，从而触发了晶闸管VS1的导通，使得电源停止了工作，提高了工作电源电路的可靠性，提高了机器人的可靠性。
作为优选，第一电机14通过第一驱动轴15控制扇叶16的转动，从而能够对地面的灰尘和杂物收进回收舱9，所述回收组件包括第一电机14、第一驱动轴15和若干扇叶16，所述第一电机14通过第一驱动轴15与各扇叶16传动连接，所述第一电机14与电机控制模块29电连接。
作为优选，所述回收舱9的内部还设有过滤网13，所述回收组件通过过滤网13与回收管10连通。
作为优选，所述回收舱9靠近回收组件的一侧还设有若干通风孔。
作为优选，为了使得碎片或者大颗粒杂物在回收管10内壁的时候，也能够对其进行切碎，进一步提高了清扫的可靠性，所述回收管10位于搅碎组件12的一端的内壁设有若干第二刀片21，所述第二刀片21与相邻的搅碎单元的第一刀片20相匹配。
作为优选，所述移动机构包括第三电机、第三驱动轴6和移动轮5，所述第三电机通过第三驱动轴6与移动轮5传动连接。
作为优选，所述机体1上设有摄像头3，所述摄像头3为全景摄像头，所述摄像头3与影像监测模块28电连接。
作为优选，所述面板22上还设有显示界面23、控制按键24、状态指示灯25和扬声器26，所述显示界面23与显示控制模块32电连接，所述控制按键24与按键控制模块33电连接，所述状态指示灯25与状态指示模块34电连接，所述扬声器26与语音提示模块电连接，所述机体1的内部还设有蓄电池36，所述蓄电池36与工作电源模块35电连接。
其中，显示界面23，用来对机器人的工作信息进行实时显示，从而提高了机器人的实用性；控制按键24，用来便于工作人员对机器人进行实施操控，提高了机器人的可操作性；状态指示灯25，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了机器人的可靠性；扬声器26，用来对机器人的工作异常情况时，进行报警提示，蓄电池36，用来提高机器人的续航能力。
作为优选，所述机体1的一侧还设有充电插口4，所述机体1的上方还设有太阳能电池板2。
作为优选，所述机体1的阻燃等级为V-0。
与现有技术相比，该基于物联网的清扫效果好的智能机器人中，通过清扫机构8，能够实现对地面的可靠清扫，提高了机器人工作的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，能够对进行过压保护，从而进一步提高机器人工作的可靠性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，包括机体、移动机构、清扫机构和中控机构，所述中控机构设置在机体上，所述移动机构设置在机体的下方，所述移动机构和清扫机构均与中控机构电连接，所述清扫机构位于机体的下方；
所述清扫机构包括回收舱、回收组件、清扫组件和搅碎组件，所述回收舱设置在机体的内部，所述回收组件设置在回收舱的内部，所述清扫组件包括清洗刷和回收管，所述清洁刷设置在回收管的一端且位于机体的下方，所述回收管的另一端与回收舱的内部连通，所述搅碎组件设置在回收舱与回收管的连接处；
所述搅碎组件包括两个搅碎单元，所述搅碎单元包括第二电机、第二驱动轴、搅碎轴和若干第一刀片，所述第二电机通过第二驱动轴与搅碎轴传动连接，所述第一刀片均匀设置在搅碎轴的外周，其中一个搅碎轴上的第一刀片与另一个搅碎轴上的刀片相匹配；
所述中控机构包括设置在机体上的面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的影像监测模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC，所述第一电机与电机控制模块电连接；
所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括变压器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、晶闸管、第一电容、第二电容和三极管，所述变压器包括第一初级线圈、第二初级线圈和次级线圈，所述第二初级线圈的一端与三极管的集电极连接，所述三极管的发射极通过第三电阻接地且通过第二电阻与第一二极管的阴极连接，所述三极管的基极通过第一电阻与晶闸管的阳极连接，所述晶闸管的阴极接地，所述晶闸管的触发端与第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极通过第一电容接地且与第一二极管的阴极连接，所述第一二极管的阳极通过第一初级线圈接地，所述次级线圈的一端接地，所述次级线圈的另一端与第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极通过第二电容接地且与第四二极管的阴极连接，所述第四二极管的阳极接地。
2.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述回收组件包括第一电机、第一驱动轴和若干扇叶，所述第一电机通过第一驱动轴与各扇叶传动连接，所述第一电机与电机控制模块电连接。
3.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述回收舱的内部还设有过滤网，所述回收组件通过过滤网与回收管连通。
4.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述回收舱靠近回收组件的一侧还设有若干通风孔。
5.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述回收管位于搅碎组件的一端的内壁设有若干第二刀片，所述第二刀片与相邻的搅碎单元的第一刀片相匹配。
6.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述移动机构包括第三电机、第三驱动轴和移动轮，所述第三电机通过第三驱动轴与移动轮传动连接。
7.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述机体上设有摄像头，所述摄像头为全景摄像头，所述摄像头与影像监测模块电连接。
8.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述扬声器与语音提示模块电连接，所述机体的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。
9.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述机体的一侧还设有充电插口，所述机体的上方还设有太阳能电池板。
10.如权利要求1所述的基于物联网的清扫效果好的智能机器人，其特征在于，所述机体的阻燃等级为V-0。
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