CN109528102A - 一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，包括车体，控制箱，驱动系统内的转向齿轮盘、转向轴承和车轮，喷水清洗系统中的水箱、潜水泵和高压水枪，以及吸尘系统中的吸尘机构、吸尘箱和吸尘管，车体的底端前侧对称安装有两个万向轮，并在其尾端安装有转向齿轮盘，转向齿轮盘的底端安装有转向轴承，转向轴承的两端均安装有车轮；本发明提供了一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人通过遥控器进行控制，并通过正负旋转电机带动转向齿轮盘进行转动，从而通过转向齿轮盘带动转向轴承进行左右转动，调节机器人的行驶方向；通过吸尘系统吸取地面上的灰尘杂物，再通过高压水枪高压喷出的水，高压冲洗地面上黏粘的脏污，将地面清洗干净。

Description

一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人。

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。

现在的机器人种类很多，有用于帮助清扫的家庭清扫机器人，有帮助清理的管道清理机器人以及用于帮助探测的工业用机器人，虽然机器人的种类很多，但是还没有出现帮助园区清洗的园区清洗机器人，现有的园区清洁维护主要依靠人工，通过人工对地面和草地进行清理，从而清理除去地面和草地上的纸屑杂物，但是，人工清理存在劳动成本高，效率低的问题，且人工清理，对于地面上黏粘的污物单单紧靠人工清扫，是无法除去的，长期以往下去，地面上黏粘的污物越来越多，地面显得很脏，不美观，对于草地，由于草地的草丛环境，其上的碎纸瓜屑大部分难以清理，清理不干净。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，包括车体，控制箱，驱动系统内的转向齿轮盘、转向轴承和车轮，喷水清洗系统中的水箱、潜水泵和高压水枪，以及吸尘系统中的吸尘机构、吸尘箱和吸尘管，所述车体的底端前侧对称安装有两个万向轮，并在其尾端安装有转向齿轮盘，所述转向齿轮盘的底端通过焊接的轴承安装有转向轴承，所述转向轴承的两端均安装有车轮，与所述万向轮一起配合带动车体移动。

优选的，所述驱动系统中的转向齿轮盘安装在车体尾端的齿轮槽中，并和齿轮槽中的齿轮啮合，所述转向齿轮盘上通过螺栓安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端安装有链轮，所述链轮连接的链条穿过转向齿轮盘上设置的通口，并链接在转向轴承上，用于通过旋转电机带动转向轴承转动，进而驱动车轮移动，所述齿轮上焊接有连接轴，所述连接轴的顶端通过联轴器联接正负旋转电机，所述正负旋转电机通过螺栓固定在安装板的底端，通过正负旋转电机的正负旋转带动齿轮的转动，从而使转向齿轮盘带动转向轴承正负转动，进行调节车体的行驶方向。

优选的，所述喷水清洗系统的水箱安装在车体上，且其内部底端安装有潜水泵，所述潜水泵的输出端连通第一水管和第二水管，所述第一水管和第二水管上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一水管的尾端连通有位于车体下方的喷头，用于通过喷头喷出水箱中的水，给草地浇水，所述第二水管的尾端连通有位于车体下方的高压水枪，用于高压喷出水箱中的水，冲洗地面，所述水箱的顶端安装有进水斗，且其内部一侧下方还安装有水位传感器。

优选的，所述吸尘系统中的吸尘箱安装在车体的前端，并位于水箱的前侧，所述吸尘箱前侧上方的吸尘口连通有吸尘管，并在吸尘管的尾端连通吸尘斗，所述吸尘箱的吸尘口处安装有吸尘机构，所述吸尘机构包括吸尘电机以及吸尘电机输出端安装的叶轮，通过吸尘电机带动叶轮高速旋转，产生离心力，使吸尘斗吸取地面上的碎屑杂物，所述吸尘斗的内侧通过螺栓还安装有可拆卸叉斗。

优选的，所述吸尘机箱的下方设置有除尘口，并通过铰链铰接有箱盖，以便于打开箱盖，导出杂物，所述吸尘机构的叶轮上安装有隔离网罩，且隔离网罩固定在吸尘电机上，不随叶轮旋转，所述可拆卸叉斗的前端安装有锯齿状的叉牙，且所述可拆卸叉斗前端与万向轮处于同一水平面上。

优选的，所述控制箱安装在安装板的底端，与旋转电机并列，所述安装板焊接在水箱的后侧，所述安装板顶端安装的蓄电池供电，所述控制箱主要包括其内的无线信号接收器、FPGA模块、51单片机和报警器，所述无线接收接收配套的遥控器发出的无线信号，并传送给FPGA模块进行匹配，从而传送给电机控制器、水泵控制器或阀门控制器，使所述电机控制器控制吸尘电机、旋转电机或正负旋转电机工作，所述水泵控制器控制潜水泵工作，所述阀门控制器控制第一电磁阀或第二电磁阀工作。

优选的，所述报警器为声音报警器，所述水位传感器传送水位信号给51单片机，所述51单片机接收信号并与其内部设置的水位值进行比较，当到达预设值时，发送控制信号给报警器，进行声音报警。

优选的，所述转向齿轮盘的上方还焊接有支撑柱，且支撑柱的顶端通过轴承安装在控制箱的顶端，用于支撑固定转向齿轮盘，且不阻碍转向齿轮盘的转动，所述转向齿轮盘为边沿处设置成锯齿边的转动盘。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，具备以下有益效果：

(1)、该发明的园区智能清理机器人通过遥控器进行控制，并通过正负旋转电机带动与齿轮啮合的转向齿轮盘进行转动，从而通过转向齿轮盘带动转向轴承进行左右转动，可调节机器人的行驶方向，以便于适用园区弯曲的路面。

(2)、该发明的园区智能清理机器人针对地面，可以通过吸尘系统吸取地面上的灰尘杂物，再通过潜水泵抽取水箱中的水，通过第二水管上的高压水枪喷到地面上，利用高压喷出的水，高压冲洗地面上黏粘的脏污，将地面清洗干净，工作效率高，有利于降低劳动成本。

(3)、该发明的园区智能清理机器人针对草地，可以将可拆卸叉斗安装在吸尘斗上，通过其上的叉牙叉取草地上的碎纸瓜屑，之后通过吸尘系统吸入吸尘箱中，可以吸取草地上的碎纸瓜屑，避免碎纸瓜屑藏在草丛中，无法彻底清除的情况出现，清理效果高，还可以通过潜水泵抽取水箱的水，通过第一水管上的喷头喷到草地上，对清理后的草地进行浇水，可以一次性完成清扫浇水的工作，工作效率高。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人的主观结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人的驱动系统结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人的可拆卸叉斗结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人的工作原理结构示意图。

图中：1、车体；2、万向轮；3、转向齿轮盘；4、转向轴承；5、车轮；6、旋转电机；7、链轮；8、链条；9、齿轮；10、连接轴；11、正负旋转电机；12、安装板；13、控制箱；14、蓄电池；15、水箱；16、潜水泵；17、第一水管；18、第一电磁阀；19、喷头；20、第二水管；21、第二电磁阀；22、高压水枪；23、吸尘箱；24、吸尘机构；25、吸尘管；26、吸尘斗；27、可拆卸叉斗；28、无线信号接收器；29、FPGA模块；30、51单片机；31、报警器；32、水位传感器；33、电机控制器；34、水泵控制器；35、阀门控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

如图1-4所示，一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，包括车体1，控制箱13，驱动系统内的转向齿轮盘3、转向轴承4和车轮5，喷水清洗系统中的水箱15、潜水泵16和高压水枪22，以及吸尘系统中的吸尘机构24、吸尘箱23和吸尘管25，车体1的底端前侧对称安装有两个万向轮2，并在其尾端安装有转向齿轮盘3，转向齿轮盘3的底端通过焊接的轴承安装有转向轴承4，转向轴承4的两端均安装有车轮5，与万向轮2一起配合带动车体1移动。

驱动系统中的转向齿轮盘3安装在车体1尾端的齿轮槽中，并和齿轮槽中的齿轮9啮合，转向齿轮盘3上通过螺栓安装有旋转电机6，旋转电机6的输出端安装有链轮7，链轮7连接的链条8穿过转向齿轮盘3上设置的通口，并链接在转向轴承4上，用于通过旋转电机6带动转向轴承4转动，进而驱动车轮5移动，齿轮9上焊接有连接轴10，连接轴10的顶端通过联轴器联接正负旋转电机11，正负旋转电机11通过螺栓固定在安装板12的底端，通过正负旋转电机11的正负旋转带动齿轮9的转动，从而使转向齿轮盘3带动转向轴承4正负转动，进行调节车体1的行驶方向。

喷水清洗系统的水箱15安装在车体1上，且其内部底端安装有潜水泵16，潜水泵16的输出端连通第一水管17和第二水管20，第一水管17和第二水管20上分别安装有第一电磁阀18和第二电磁阀21，第一水管17的尾端连通有位于车体1下方的喷头19，用于通过喷头19喷出水箱15中的水，给草地浇水，第二水管20的尾端连通有位于车体1下方的高压水枪22，用于高压喷出水箱15中的水，冲洗地面，水箱15的顶端安装有进水斗，且其内部一侧下方还安装有水位传感器32。

实施例2

如图1-4所示，吸尘系统中的吸尘箱23安装在车体1的前端，并位于水箱15的前侧，吸尘箱23前侧上方的吸尘口连通有吸尘管25，并在吸尘管25的尾端连通吸尘斗26，吸尘箱23的吸尘口处安装有吸尘机构24，吸尘机构24包括吸尘电机以及吸尘电机输出端安装的叶轮，通过吸尘电机带动叶轮高速旋转，产生离心力，使吸尘斗26吸取地面上的碎屑杂物，吸尘斗26的内侧通过螺栓还安装有可拆卸叉斗27。

吸尘机箱23的下方设置有除尘口，并通过铰链铰接有箱盖，以便于打开箱盖，导出杂物，吸尘机构24的叶轮上安装有隔离网罩，且隔离网罩固定在吸尘电机上，不随叶轮旋转，可拆卸叉斗27的前端安装有锯齿状的叉牙，且可拆卸叉斗27前端与万向轮2处于同一水平面上。

控制箱13安装在安装板12的底端，与旋转电机6并列，安装板12焊接在水箱15的后侧，安装板12顶端安装的蓄电池14供电，控制箱13主要包括其内的无线信号接收器28、FPGA模块29、51单片机30和报警器31，无线信号接收器28接收配套的遥控器发出的无线信号，并传送给FPGA模块29进行匹配，从而传送给电机控制器33、水泵控制器34或阀门控制器35，使电机控制器33控制吸尘电机、旋转电机6或正负旋转电机11工作，水泵控制器34控制潜水泵16工作，阀门控制器35控制第一电磁阀18或第二电磁阀21工作。

报警器31为声音报警器，水位传感器32传送水位信号给51单片机30，51单片机30接收信号并与其内部设置的水位值进行比较，当到达预设值时，发送控制信号给报警器31，进行声音报警。

转向齿轮盘3的上方还焊接有支撑柱，且支撑柱的顶端通过轴承安装在控制箱13的顶端，用于支撑固定转向齿轮盘3，且不阻碍转向齿轮盘3的转动，转向齿轮盘3为边沿处设置成锯齿边的转动盘。

具体的，通过遥控器发送无线信号给无线信号接收器28，之后将极为接收的信号传送给FPGA模块29，通过其进行匹配，将信号传送给电机控制器33、水泵控制器34或阀门控制器35，使电机控制器33控制吸尘电机、旋转电机6或正负旋转电机11工作，水泵控制器34控制潜水泵16工作，阀门控制器35控制第一电磁阀18或第二电磁阀21工作，使正负旋转电机11带动齿轮9进行正负转动，从而带动与齿轮9啮合的转向齿轮盘3进行正负转动，进而使转向轴承4进行左右转动，调节车体1的行驶方向，再通过旋转电机6带动链轮7转动，使链轮7通过链条8带动转向轴承4转动，从而驱动车轮5转动，使其与万向轮2一起驱动车体1移动。

在移动的过程中，通过电机控制器33控制吸尘电机工作，使吸尘电机带动叶轮高速旋转，产生离心力，使吸尘斗26吸取地面上或草地上的垃圾杂物，将其送到吸尘箱23中，清洗地面时，可以通过水泵控制器34控制潜水泵16工作，吸取水箱15中的水，同时阀门控制器35控制第二电磁阀21打开，使水通过第二水管20上的高压水枪22高压喷出，高压冲洗吸尘后地面上黏粘的脏污，将地面清洗干净，在草地上，可以在吸尘之前，将可拆卸叉斗27安装在吸尘斗26水管，利用还可以通过阀门控制器35控制第一电磁阀18打开，使水箱15中的水通过第一水管17上的喷头19喷出，对清理后的草地进行浇水，一次性完成清理浇水工作，其中，水位传感器32感应水箱15中的水位，并传送信号给给51单片机30，51单片机30接收信号并与其内部设置的水位值进行比较，当到达预设值时，发送控制信号给报警器31，进行声音报警，提醒工作人员及时补充水。

需要说明的是，本发明提供了一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人通过遥控器进行控制，并通过正负旋转电机11带动与齿轮9啮合的转向齿轮盘3进行转动，从而通过转向齿轮盘3带动转向轴承4进行左右转动，可调节机器人的行驶方向，以便于适用园区弯曲的路面；可以通过吸尘系统吸取地面上的灰尘杂物，再通过潜水泵16抽取水箱15中的水，同时通过第二水管20上的高压水枪22喷到地面上，利用高压喷出的水，高压冲洗吸尘后地面上黏粘的脏污，将地面清洗干净，或通过可拆卸叉斗27上的叉牙叉取草地上的碎纸瓜屑，之后再吸入吸尘箱23中，可以高效吸取草地上隐藏的碎纸瓜屑，还可以将水箱15的水通过第一水管17上的喷头19喷到草地上，对清理后的草地进行浇水，一次性完成清扫浇水的工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，包括车体(1)，控制箱(13)，驱动系统内的转向齿轮盘(3)、转向轴承(4)和车轮(5)，喷水清洗系统中的水箱(15)、潜水泵(16)和高压水枪(22)，以及吸尘系统中的吸尘机构(24)、吸尘箱(23)和吸尘管(25)，其特征在于，所述车体(1)的底端前侧对称安装有两个万向轮(2)，并在其尾端安装有转向齿轮盘(3)，所述转向齿轮盘(3)的底端通过焊接的轴承安装有转向轴承(4)，所述转向轴承(4)的两端均安装有车轮(5)，与所述万向轮(2)一起配合带动车体(1)移动。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述驱动系统中的转向齿轮盘(3)安装在车体(1)尾端的齿轮槽中，并和齿轮槽中的齿轮(9)啮合，所述转向齿轮盘(3)上通过螺栓安装有旋转电机(6)，所述旋转电机(6)的输出端安装有链轮(7)，所述链轮(7)连接的链条(8)穿过转向齿轮盘(3)上设置的通口，并链接在转向轴承(4)上，用于通过旋转电机(6)带动转向轴承(4)转动，进而驱动车轮(5)移动，所述齿轮(9)上焊接有连接轴(10)，所述连接轴(10)的顶端通过联轴器联接正负旋转电机(11)，所述正负旋转电机(11)通过螺栓固定在安装板(12)的底端，通过正负旋转电机(11)的正负旋转带动齿轮(9)的转动，从而使转向齿轮盘(3)带动转向轴承(4)正负转动，进行调节车体(1)的行驶方向。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述喷水清洗系统的水箱(15)安装在车体(1)上，且其内部底端安装有潜水泵(16)，所述潜水泵(16)的输出端连通第一水管(17)和第二水管(20)，所述第一水管(17)和第二水管(20)上分别安装有第一电磁阀(18)和第二电磁阀(21)，所述第一水管(17)的尾端连通有位于车体(1)下方的喷头(19)，用于通过喷头(19)喷出水箱(15)中的水，给草地浇水，所述第二水管(20)的尾端连通有位于车体(1)下方的高压水枪(22)，用于高压喷出水箱(15)中的水，冲洗地面，所述水箱(15)的顶端安装有进水斗，且其内部一侧下方还安装有水位传感器(32)。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述吸尘系统中的吸尘箱(23)安装在车体(1)的前端，并位于水箱(15)的前侧，所述吸尘箱(23)前侧上方的吸尘口连通有吸尘管(25)，并在吸尘管(25)的尾端连通吸尘斗(26)，所述吸尘箱(23)的吸尘口处安装有吸尘机构(24)，所述吸尘机构(24)包括吸尘电机以及吸尘电机输出端安装的叶轮，通过吸尘电机带动叶轮高速旋转，产生离心力，使吸尘斗(26)吸取地面上的碎屑杂物，所述吸尘斗(26)的内侧通过螺栓还安装有可拆卸叉斗(27)。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述吸尘机箱(23)的下方设置有除尘口，并通过铰链铰接有箱盖，以便于打开箱盖，导出杂物，所述吸尘机构(24)的叶轮上安装有隔离网罩，且隔离网罩固定在吸尘电机上，不随叶轮旋转，所述可拆卸叉斗(27)的前端安装有锯齿状的叉牙，且所述可拆卸叉斗(27)前端与万向轮(2)处于同一水平面上。

6.根据权利要求1-4所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述控制箱(13)安装在安装板(12)的底端，与旋转电机(6)并列，所述安装板(12)焊接在水箱(15)的后侧，所述安装板(12)顶端安装的蓄电池(14)供电，所述控制箱(13)主要包括其内的无线信号接收器(28)、FPGA模块(29)、51单片机(30)和报警器(31)，所述无线信号接收器(28)接收配套的遥控器发出的无线信号，并传送给FPGA模块(29)进行匹配，从而传送给电机控制器(33)、水泵控制器(34)或阀门控制器(35)，使所述电机控制器(33)控制吸尘电机、旋转电机(6)或正负旋转电机(11)工作，所述水泵控制器(34)控制潜水泵(16)工作，所述阀门控制器(35)控制第一电磁阀(18)或第二电磁阀(21)工作。

7.根据权利要求6所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述报警器(31)为声音报警器，所述水位传感器(32)传送水位信号给51单片机(30)，所述51单片机(30)接收信号并与其内部设置的水位值进行比较，当到达预设值时，发送控制信号给报警器(31)，进行声音报警。

8.根据权利要求1所述的一种基于无人驾驶的园区智能清洗机器人，其特征在于，所述转向齿轮盘(3)的上方还焊接有支撑柱，且支撑柱的顶端通过轴承安装在控制箱(13)的顶端，用于支撑固定转向齿轮盘(3)，且不阻碍转向齿轮盘(3)的转动，所述转向齿轮盘(3)为边沿处设置成锯齿边的转动盘。