CN107761635A - 一种多功能环卫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能环卫机器人，包括机器人主体、监测装置、杂物收集装置、拖净装置、地面速干出气管和空气灰尘清洁装置；监测装置分别安装在机器人主体的外侧两端；杂物收集装置、拖净装置、地面速干装置和空气灰尘清洁装置均安装在机器人主体内；本发明的环卫机器人通过设置监测装置、杂物收集装置、拖净装置、地面速干出气管和空气灰尘清洁装置，实现了地面的清洁、地面的拖净、空气中微尘、细小颗粒和毛发的清洁、空气湿度控制、紧急照明、摄像监控和防火预警等功能。

Description

一种多功能环卫机器人

技术领域

本发明属于环卫清洁设备技术领域，特别涉及一种多功能环卫机器人。

背景技术

目前环卫机器人相对较少，功能相对单一，目前已有专门负责搬运垃圾箱的机器人的理论，成品有室内用纯扫地机器人。家用机器人的市场良好，目前各大网商均有售卖扫地机器人的，它的自动控制清洁备受好评，与以往的清扫装置相比它省时省力，大大节省了人的劳动量，它的出现很符合现在的人们劳累一天后无需再承担室内打扫的急切需求。

但是，目前市场上的机器人多数都只有清扫的单一功能，并不能满足场室内复杂的垃圾环境的要求。它在清除油污、地面水渍、体积较大垃圾方面还有很多不足之处，尤其是地面的拖擦方面的不足，空气中的灰尘、颗粒无法清除，落灰问题无法解决，这也严重影响了它在高档酒店、快餐店、图书馆和家庭清洁等场合的推广。而且室内环境湿度问题，防火预警等问题靠纯扫地机器人来实现还是充满了种种困难与挑战的。这也一定程度上影响了我们要建成高速化、信息化、机械化、全自动化的社会的步伐。

综上所述，目前市场上的纯扫机器人存在，功能单一，无法满足室内对无人化清洁的要求。现在也很有必要去探索发明一种多功能的环卫机器人，来提高清洁的适应性、高效性和环卫的高质量性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能环卫机器人，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能环卫机器人，包括机器人主体、监测装置、杂物收集装置、拖净装置、地面速干出气管和空气灰尘清洁装置；监测装置分别安装在机器人主体的外侧两端；杂物收集装置、拖净装置、地面速干装置和空气灰尘清洁装置均安装在机器人主体内；

杂物收集装置包括箱体、负压风扇、杂物吸入箱、吸气管和垃圾沉入箱；箱体的一端设置有负压风扇，箱体的另一端设置有杂物吸入箱，杂物吸入箱与负压风扇连通，吸气管设置在杂物吸入箱上，杂物吸入箱的下方设置有垃圾沉入箱；吸气管从机器人主体底部伸出；

拖净装置包括清扫托盘、拖净托盘、水箱和电机；清扫托盘和拖净托盘并排设置在机器人主体底部，且位于吸气管的侧面；电机连接清扫托盘和拖净托盘，用于带动清扫托盘和拖净托盘转动；水箱设置在拖净托盘上方，用于给拖净托盘供水；

空气灰尘清洁装置包括箱体、抽气扇和过滤机构；抽气扇设置在箱体的一端，箱体的另一端设置进气口，进气口和抽气扇之间设置有过滤机构，抽气扇一侧的箱体底部设置有地面速干出气管，地面速干出气管从机器人主体的底部伸出，且位于拖净托盘的侧面；空气灰尘清洁装置上还设置有排气管，排气管连接到排气口；

机器人主体底部吸气管、清扫托盘、拖净托盘和地面速干出气管呈一字型排列。

进一步的，监测装置包括微型处理器、检测防碰撞装置、烟雾检测装置、加湿器和摄像系统；检测防碰撞装置设置在机器人主体的两端，烟雾检测装置设置在杂物收集装置的侧面；加湿器和摄像系统设置在机器人主体的顶部；微型处理器设置在机器人主体内，机器人主体内还设置有电源箱，电源箱用于给监测装置、杂物收集装置、拖净装置和空气灰尘清洁装置供电；检测防碰撞装置包括弹性软垫、红外感应器和弹簧；弹簧嵌入在弹性软垫内；红外感应器设置在检测防碰撞装置上端。

进一步的，机器人主体为密闭箱体结构，机器人主体的内底板上设置有杂物收集箱托板，杂物收集箱托板为角钢状，杂物收集装置设置在杂物收集箱托板上，杂物收集装置能够沿杂物收集箱托板移动到机器人主体外；杂物收集箱托板的侧壁一端设置有第一触碰开关，另一端设置有重力感应控制器开关；杂物收集箱托板上在与杂物收集装置平行的板上两端分别设置有第二触碰开关和重力传感器电机反转开关；杂物收集装置底部设置有滚轮，滚轮上设置有步进电机；第一触碰开关、重力感应控制器开关、第二触碰开关和重力传感器电机反转开关均连接到步进电机。

进一步的，杂物收集装置还包括滤网、垃圾沉入口和垃圾出口控制门；滤网设置在负压风扇和杂物吸入箱之间；杂物吸入箱和垃圾沉入箱之间设置有若干垃圾沉入口；垃圾沉入箱底部设置有垃圾出口控制门，垃圾出口控制门连接到第二触碰开关和重力感应控制器开关；每个垃圾沉入口的口径不同，垃圾沉入口开口形状为顺着负压风向开口，开口结构为上口小，下口大。

进一步的，拖净装置的电机的输出轴上连接传动轴，传动轴连接清扫托盘，传动轴上固定套设有第一带轮，第一带轮通过传动带连接有第二带轮，拖净托盘上部中心设置有连接轴，第二带轮固定套设在连接轴上。

进一步的，拖净托盘内部设置有喷淋管，拖净托盘上的连接轴为空心轴，连接轴内设置有水管，水管的顶端连接水箱，水管的底端连接喷淋管；水管上设置有水流控制器；拖净托盘底部设置有拖地软布第一带轮小于第二带轮。

进一步的，空气灰尘清洁装置的过滤机构包括第一滤网、第二滤网和第三滤网；第一滤网、第二滤网和第三滤网沿风流动方向依次排列；第一滤网、第二滤网和第三滤网的滤网口径依次减小，第一滤网、第二滤网和第三滤网的下端设置有颗粒物收集箱。

进一步的，机器人主体上还设置有云传输装置，云传输装置连接摄像系统；机器人主体上还设置有照明灯。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明的环卫机器人通过设置监测装置、杂物收集装置、拖净装置、地面速干出气管和空气灰尘清洁装置，实现了地面的清洁、地面的拖净、空气中微尘、细小颗粒和毛发的清洁、空气湿度控制、紧急照明、摄像监控和防火预警等功能。

本环卫机器人功能强大、自动化程度高、节省大量的人力物力等优点，可广泛应用于各类家庭、餐厅、图书馆等的清洁与预警监测的场合之中，市场前景良好。

附图说明

图1为本专利一种自主多功能环卫机器人的结构示意图；

图2为本专利一种自主多功能环卫机器人的杂物收集及托板结构示意图；

图3为本专利一种自主多功能环卫机器人的拖扫结构示意图；

图4为本专利一种自主多功能环卫机器人的空气灰尘清洁装置的滤网结构示意图；

图5为本专利一种自主多功能环卫机器人的杂物收集结构内部示意图；

图6为本专利一种自主多功能环卫机器人的检测防碰撞装置结构示意图；

图中：1空气灰尘清洁装置、3加湿器、4照明灯、5摄像系统、6云传输装置、7检测防碰撞装置、8电源箱、9杂物收集箱托板、10杂物收集装置、11吸气管、12清扫托盘、13拖净托盘、14地面速干出气管、15排气口、16抽气扇、17过滤机构、18电机、19传动轴、20传动带、21第一带轮、22第二带轮、23重力感应器控制开关、24第二触碰开关、25步进电机、26重力感应器电机反转开关、27烟雾检测装置、28第一触碰开关、29水流控制器、30水管、31喷淋管、71弹性软垫、72弹簧、101滤网、102杂物吸入箱、103垃圾沉入口、104垃圾沉入箱、171第一滤网、172第二滤网、173第三滤网、174颗粒物收集箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1-图6，一种多功能环卫机器人，包括机器人主体、监测装置、杂物收集装置10、拖净装置、地面速干出气管14和空气灰尘清洁装置1；监测装置分别安装在机器人主体的外侧两端；杂物收集装置10、拖净装置、地面速干装置14和空气灰尘清洁装置1均安装在机器人主体内；

杂物收集装置10包括箱体、负压风扇、杂物吸入箱102、吸气管11和垃圾沉入箱104；箱体的一端设置有负压风扇，箱体的另一端设置有杂物吸入箱102，杂物吸入箱102与负压风扇连通，吸气管11设置在杂物吸入箱102上，杂物吸入箱102的下方设置有垃圾沉入箱104；吸气管11从机器人主体底部伸出；

拖净装置包括清扫托盘12、拖净托盘13、水箱32和电机18；清扫托盘12和拖净托盘13并排设置在机器人主体底部，且位于吸气管11的侧面；电机18连接清扫托盘12和拖净托盘13，用于带动清扫托盘12和拖净托盘13转动；水箱32设置在拖净托盘13上方，用于给拖净托盘13供水；

空气灰尘清洁装置1包括箱体、抽气扇16和过滤机构17；抽气扇16设置在箱体的一端，箱体16的另一端设置进气口，进气口和抽气扇16之间设置有过滤机构17，抽气扇16一侧的箱体底部设置有地面速干出气管14，地面速干出气管14从机器人主体的底部伸出，且位于拖净托盘13的侧面；空气灰尘清洁装置1上还设置有排气管，排气管连接到排气口15；

机器人主体底部吸气管11、清扫托盘12、拖净托盘13和地面速干出气管14呈一字型排列。

监测装置包括微型处理器、检测防碰撞装置7、烟雾检测装置27、加湿器3和摄像系统5；检测防碰撞装置7设置在机器人主体的两端，烟雾检测装置27设置在杂物收集装置10的侧面；加湿器3和摄像系统5设置在机器人主体的顶部；微型处理器设置在机器人主体内，机器人主体内还设置有电源箱8，电源箱8用于给监测装置、杂物收集装置10、拖净装置和空气灰尘清洁装置1供电；检测防碰撞装置7包括弹性软垫71、红外感应器和弹簧72；弹簧72嵌入在弹性软垫71内；红外感应器设置在检测防碰撞装置7上端。

机器人主体为密闭箱体结构，机器人主体的内底板上设置有杂物收集箱托板9，杂物收集箱托板9为角钢状，杂物收集装置10设置在杂物收集箱托板9上，杂物收集装置10能够沿杂物收集箱托板9移动到机器人主体外；杂物收集箱托板9的侧壁一端设置有第一触碰开关28，另一端设置有重力感应控制器开关23；杂物收集箱托板9上在与杂物收集装置10平行的板上两端分别设置有第二触碰开关24和重力传感器电机反转开关26；杂物收集装置10底部设置有滚轮，滚轮上设置有步进电机25；第一触碰开关28、重力感应控制器开关23、第二触碰开关24和重力传感器电机反转开关26均连接到步进电机25。

杂物收集装置10还包括滤网101、垃圾沉入口103和垃圾出口控制门；滤网101设置在负压风扇和杂物吸入箱102之间；杂物吸入箱102和垃圾沉入箱104之间设置有若干垃圾沉入口103；垃圾沉入箱104底部设置有垃圾出口控制门，垃圾出口控制门连接到第二触碰开关24和重力感应控制器开关23；每个垃圾沉入口103的口径不同，垃圾沉入口103开口形状为顺着负压风向开口，开口结构为上口小，下口大。

拖净装置的电机18的输出轴上连接传动轴19，传动轴19连接清扫托盘12，传动轴19上固定套设有第一带轮21，第一带轮21通过传动带20连接有第二带轮22，拖净托盘13上部中心设置有连接轴，第二带轮22固定套设在连接轴上。

拖净托盘13内部设置有喷淋管31，拖净托盘13上的连接轴为空心轴，连接轴内设置有水管30，水管30的顶端连接水箱32，水管30的底端连接喷淋管31；水管30上设置有水流控制器29；拖净托盘13底部设置有拖地软布第一带轮21小于第二带轮22。

空气灰尘清洁装置1的过滤机构17包括第一滤网171、第二滤网172和第三滤网173；第一滤网171、第二滤网172和第三滤网173沿风流动方向依次排列；第一滤网171、第二滤网172和第三滤网173的滤网口径依次减小，第一滤网171、第二滤网172和第三滤网173的下端设置有颗粒物收集箱174。

机器人主体上还设置有云传输装置6，云传输装置6连接摄像系统5；机器人主体上还设置有照明灯4。

本发明包括清洁装置和监测控制装置，清洁装置是安装在地盘上的杂物收集箱托板9，在杂物收集箱托板9上安装有杂物收集装置10，杂物收集是通过吸气管11端口产生负压，将清扫托盘12扫集的垃圾吸进收集箱；杂物收集装置10，其由产生负压的风扇、滤网101、垃圾吸入箱102、垃圾陈入口103、垃圾打开控制门104组成，杂物经负压被吸入垃圾吸入箱102后，由滤网101将垃圾过滤，垃圾经垃圾沉入口103，垃圾沉入口有三个不同口径的开口，针对颗粒物的大小优先沉入大的颗粒物，大的颗粒物速度相对较小，且对滤网有较大的冲击破坏，其开口位置在垃圾吸入箱的开口最近位置，其次沉入中等垃圾屋，最后完成细小垃圾的沉降。其开口形状为顺着负压风向开口，开口结构为上口小，下口大，可以有效的将垃圾沉入垃圾沉入箱；电机18经传动轴19将转矩传给装有清扫清洁软绳的清扫托盘12上，利用旋转的方式进行扫集功能，再利用吸气管11端口产生负压，实现垃圾吸进收集箱的功能。在传动轴19上安装有第一带轮21，通过传动带20，带动第二带轮22的转动，从而实现与大带轮安装同轴上的拖净托盘13的旋转，拖净托盘13底端安装有拖擦软绳，可以在湿润条件下实现地面的拖擦功能；所述地面拖净装置由水箱、水流控制器、供水管、淋浸管孔、传动带、托盘等组成，传动轴上的一个带轮系统带动拖净轴的旋转，水流控制器控制水箱中水的下流速度，来实现地面的湿润拖擦功能，水流控制器控制水箱中水的下流速度调到最大时，来实现拖净绳的清洗功能。拖净托盘13左方安装有地面速干出气管14，经空气灰尘清洁装置1得到的干净空气快速吹响已拖擦的湿润地面，利用利用气流带动蒸发原理，实现地面速干功能。

清洁装置的空气灰尘清洁装置1上装有空气过滤和杂物收集箱体，由抽气扇16旋转产生负压将室内带有灰尘、大颗粒物和毛絮的空气经进气口吸入收集箱，经过滤机构17过滤下污浊气体，干净的空气一部分流向地面速干吹起口，实现地面速干功能，其余气体则流向机器人尾部的排气口15，有一定的助推机器人行走功能。所述空气灰尘清洁装置的滤网17由三层过滤构成，大口径滤网过滤掉空气中的大颗粒物和杂质，中口径滤网过滤掉经大口径滤网过滤后的中小颗粒，细口径滤网由纳米复合材料构成，则过滤掉微细颗粒物，口径至纳米级。各个滤网下端均有颗粒物收集箱174。

检测防碰撞装置7，安装有红外线感应器，通过红外线感应实现避障功能，通过安装有弹性器件实现防碰撞功能；所述空气灰尘清洁装置的防碰撞装置7，其由弹性软垫71、弹簧72和红外感应器构成，红外线感应器主要是周围环境的检测，及道路的选择，避免碰撞周围物体，弹性软垫和弹簧则主要是壁障不成功的保护器件，它们增加了一道软保护罩，可以有效的保护机器人和碰撞物或者人。一种自主多功能环卫机器人的摄像系统由微型处理器控制，可以实现手机和云端的视频资源共享，视频可以在有网络的情况下上传并保存到云传输装置6，手机可以通过专业app，实现照明系统4的开闭，当突然停电时，启动照明，保证人员和重要器件的安全。机器人内部装有烟雾检测装置27，利用传感器实现当烟雾达到一定峰值时实现烟雾报警功能，提醒人员或者消防进行灭火和人员救助。空气检测则由湿度计和水汽感应器来控制，加湿器3的开闭，实现空气干燥时根据空气状况实现空气加湿功能。

进一步的，所述清洁装置上安装的杂物收集箱托板9和有杂物收集装置10，所述杂物收集装置10由两个轴的两端均装有一个步进电机控制的车轮25，重力感应器电机反转开关26通过重力传感器达到设定值时，重力传感器工作原理为垃圾吸入箱内的垃圾达到一定值时，会压着弹簧变形，当弹簧变形达到一定的峰值时，会改变自身的电阻，从触发电机25的启动，将杂物箱10拖出机器人，到达设定位置时，杂物箱会触碰接触开关24，步进电机25停止工作，杂物箱垃圾口打开，杂物落于制定垃圾箱内，垃圾倒下后，重力传感器会控制重力感应器电机开关23开启，电机正转将杂物收集箱关闭，杂物箱回到机器人内部。再次遇到触碰开关28时电机停止，杂物箱到达设定位置。

本专利多功能机器人，综合考虑了传统环卫机器人的面临的多种问题，通过结构优化设计等实现了地面的清洁、拖净、空气中微尘、细小颗粒和毛发的清洁、空气湿度控制、紧急照明、摄像监控和防火预警等功能。本环卫机器人具有功能强大、自动化程度高、节省大量的人力物力等优点，可广泛应用于各类家庭、餐厅、图书馆等的清洁与预警监测的场合之中。本专利多功能机器人市场前景良好。

Claims (8)

1.一种多功能环卫机器人，其特征在于，包括机器人主体、监测装置、杂物收集装置(10)、拖净装置、地面速干出气管(14)和空气灰尘清洁装置(1)；监测装置分别安装在机器人主体的外侧两端；杂物收集装置(10)、拖净装置、地面速干装置(14)和空气灰尘清洁装置(1)均安装在机器人主体内；

杂物收集装置(10)包括箱体、负压风扇、杂物吸入箱(102)、吸气管(11)和垃圾沉入箱(104)；箱体的一端设置有负压风扇，箱体的另一端设置有杂物吸入箱(102)，杂物吸入箱(102)与负压风扇连通，吸气管(11)设置在杂物吸入箱(102)上，杂物吸入箱(102)的下方设置有垃圾沉入箱(104)；吸气管(11)从机器人主体底部伸出；

拖净装置包括清扫托盘(12)、拖净托盘(13)、水箱(32)和电机(18)；清扫托盘(12)和拖净托盘(13)并排设置在机器人主体底部，且位于吸气管(11)的侧面；电机(18)连接清扫托盘(12)和拖净托盘(13)，用于带动清扫托盘(12)和拖净托盘(13)转动；水箱(32)设置在拖净托盘(13)上方，用于给拖净托盘(13)供水；

空气灰尘清洁装置(1)包括箱体、抽气扇(16)和过滤机构(17)；抽气扇(16)设置在箱体的一端，箱体(16)的另一端设置进气口，进气口和抽气扇(16)之间设置有过滤机构(17)，抽气扇(16)一侧的箱体底部设置有地面速干出气管(14)，地面速干出气管(14)从机器人主体的底部伸出，且位于拖净托盘(13)的侧面；空气灰尘清洁装置(1)上还设置有排气管，排气管连接到排气口(15)；

机器人主体底部吸气管(11)、清扫托盘(12)、拖净托盘(13)和地面速干出气管(14)呈一字型排列。

2.根据权利要求1所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，监测装置包括微型处理器、检测防碰撞装置(7)、烟雾检测装置(27)、加湿器(3)和摄像系统(5)；检测防碰撞装置(7)设置在机器人主体的两端，烟雾检测装置(27)设置在杂物收集装置(10)的侧面；加湿器(3)和摄像系统(5)设置在机器人主体的顶部；微型处理器设置在机器人主体内，机器人主体内还设置有电源箱(8)，电源箱(8)用于给监测装置、杂物收集装置(10)、拖净装置和空气灰尘清洁装置(1)供电；检测防碰撞装置(7)包括弹性软垫(71)、红外感应器和弹簧(72)；弹簧(72)嵌入在弹性软垫(71)内；红外感应器设置在检测防碰撞装置(7)上端。

3.根据权利要求1所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，机器人主体为密闭箱体结构，机器人主体的内底板上设置有杂物收集箱托板(9)，杂物收集箱托板(9)为角钢状，杂物收集装置(10)设置在杂物收集箱托板(9)上，杂物收集装置(10)能够沿杂物收集箱托板(9)移动到机器人主体外；杂物收集箱托板(9)的侧壁一端设置有第一触碰开关(28)，另一端设置有重力感应控制器开关(23)；杂物收集箱托板(9)上在与杂物收集装置(10)平行的板上两端分别设置有第二触碰开关(24)和重力传感器电机反转开关(26)；杂物收集装置(10)底部设置有滚轮，滚轮上设置有步进电机(25)；第一触碰开关(28)、重力感应控制器开关(23)、第二触碰开关(24)和重力传感器电机反转开关(26)均连接到步进电机(25)。

4.根据权利要求3所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，杂物收集装置(10)还包括滤网(101)、垃圾沉入口(103)和垃圾出口控制门；滤网(101)设置在负压风扇和杂物吸入箱(102)之间；杂物吸入箱(102)和垃圾沉入箱(104)之间设置有若干垃圾沉入口(103)；垃圾沉入箱(104)底部设置有垃圾出口控制门，垃圾出口控制门连接到第二触碰开关(24)和重力感应控制器开关(23)；每个垃圾沉入口(103)的口径不同，垃圾沉入口(103)开口形状为顺着负压风向开口，开口结构为上口小，下口大。

5.根据权利要求1所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，拖净装置的电机(18)的输出轴上连接传动轴(19)，传动轴(19)连接清扫托盘(12)，传动轴(19)上固定套设有第一带轮(21)，第一带轮(21)通过传动带(20)连接有第二带轮(22)，拖净托盘(13)上部中心设置有连接轴，第二带轮(22)固定套设在连接轴上。

6.根据权利要求5所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，拖净托盘(13)内部设置有喷淋管(31)，拖净托盘(13)上的连接轴为空心轴，连接轴内设置有水管(30)，水管(30)的顶端连接水箱(32)，水管(30)的底端连接喷淋管(31)；水管(30)上设置有水流控制器(29)；拖净托盘(13)底部设置有拖地软布第一带轮(21)小于第二带轮(22)。

7.根据权利要求1所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，空气灰尘清洁装置(1)的过滤机构(17)包括第一滤网(171)、第二滤网(172)和第三滤网(173)；第一滤网(171)、第二滤网(172)和第三滤网(173)沿风流动方向依次排列；第一滤网(171)、第二滤网(172)和第三滤网(173)的滤网口径依次减小，第一滤网(171)、第二滤网(172)和第三滤网(173)的下端设置有颗粒物收集箱(174)。

8.根据权利要求2所述的一种多功能环卫机器人，其特征在于，机器人主体上还设置有云传输装置(6)，云传输装置(6)连接摄像系统(5)；机器人主体上还设置有照明灯(4)。