CN109645899A - 一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人 - Google Patents

一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，包括主体、驱动机构、吸尘机构和检测机构，还包括爬坡机构，主体的内部设有电池和PLC，吸尘机构包括尘盒、导管、固定杆、第一电机、扇形吸头和风机，爬坡机构包括若干爬坡组件，爬坡组件包括连接杆、第三电机、主动杆、支撑杆、固定块和传动杆，驱动机构包括三个驱动组件，驱动组件包括第四电机、转轴、第五电机和滚轮，检测机构包括超声波测距传感器、跌落传感器、陀螺仪和若干碰撞传感器，该扫地机器人在遇到台阶时，可以通过爬坡机构跨越台阶，为用户减少了麻烦，不仅如此，通过吸尘机构，还可以对房间的死角进行清洁，扩大了清洁范围，从而提高了扫地机器人的实用性和市场竞争力。

Description

一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人。
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。
通常一户人家的各厅室之间比如客厅和厨房之间的地面存在一定的高度差，现有的扫地机器人遇到台阶时，无法跨越，需要使用者手动搬运机器人，它才能继续打扫，很不方便，不仅如此，为了避免机器人本身和家中的家具损坏，现有的扫地机器人的外形多为圆形，然而当其行至角落时，机器人圆形的外壳会导致有一部分死角没打扫干净,进而降低了其实用性。
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，提供一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，包括主体、驱动机构、除尘机构和规划路径机构，所述主体的外部设有开关和充电插口，所述主体的内部设有电池和PLC，所述驱动机构和除尘机构均与PLC电连接，还包括爬坡机构；
所述除尘机构包括尘盒、导管、固定杆、第一电机、扇形吸头和风机，所述尘盒设置在主体内，所述导管的一端与尘盒连通，所述导管的另一端穿过主体的底部与扇形吸头连通，所述尘盒和导管的连接处设有风机，所述第一电机通过固定杆与主体的底部固定连接，所述第一电机与扇形吸头的圆心处传动连接，所述扇形吸头的底部设有吸口，所述风机和第一电机均与PLC电连接；
所述爬坡机构包括若干爬坡组件，所述爬坡组件包括连接杆、第三电机、主动杆、支撑杆、固定块和传动杆，所述第三电机通过连接杆与主体的底部固定连接，所述第三电机与主动杆的一端传动连接，所述主动杆的另一端与支撑杆的中心处铰接，所述固定块固定在主体内，所述传动杆的一端与固定块铰接，所述传动杆的另一端与支撑杆的上端铰接，所述第三电机与PLC电连接。
作为优选，为了调整扫地机器人的前进的方向并使机器人前进，所述驱动机构包括三个驱动组件，所述驱动组件周向均匀分布在主体的下方，所述驱动组件包括第四电机、转轴、第五电机和滚轮，所述第四电机固定在主体的下方，所述第四电机与转轴的顶端传动连接，所述第五电机固定在转轴的底端，所述两个滚轮分别位于第五电机的两侧，所述第五电机与滚轮传动连接，所述第四电机和第五电机均与PLC电连接。
作为优选，为了减少滚轮对地面的磨损，所述滚轮的制作材料为PVC。
作为优选，为了提高扫地机器人的清洁效果，所述扇形吸头的两端均设有清扫组件，所述清扫组件包括第二电机和若干边刷，所述第二电机固定在扇形吸头的下方，所述边刷周向均匀分布在第二电机的输出轴的底端的外周，所述第二电机与边刷传动连接，所述第二电机与边刷一一对应，所述第二电机与PLC电连接。
作为优选，为了便于扫地机器人规划路径，所述检测机构包括超声波测距传感器、跌落传感器、陀螺仪和若干碰撞传感器，所述超声波测距传感器设置在主体上，所述跌落传感器和陀螺仪均设置在主体的内部，所述碰撞传感器周向均匀分布在主体的外周，所述超声波测距传感器、跌落传感器、陀螺仪和碰撞传感器均与PLC电连接。
作为优选，为了检测尘盒是否装满，所述尘盒内的两侧设有尘盒防满传感器，所述尘盒防满传感器与PLC电连接，所述尘盒防满传感器为介质型电容传感器。
作为优选，为了使导管能够伸缩，所述导管为伸缩软管。
作为优选，为了减少支撑杆与地面摩擦对地面造成的损害，所述支撑杆的底部设有垫片，所述垫片的制作材料为棉。
本发明的有益效果是，该具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人在遇到台阶时，可以通过爬坡机构跨越台阶，对不同高度的地面进行清洁工作，为用户减少了麻烦，与现有爬坡机构相比，该爬坡机构结构简单，方便实用，不仅如此，通过吸尘机构，可以对房间的死角进行清洁，与现有的吸尘机构相比，该吸尘机构扩大了清洁范围，提高了扫地机器人的实用性，进而提高了扫地机器人的市场竞争力。
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是本发明的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人的结构示意图；
图2是本发明的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人的仰视图；
图3是本发明的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人的爬坡组件的结构示意图；
图4是本明的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人的扇形吸头的结构示意图；
图中：1.主体，2.尘盒，3.导管，4.固定杆，5.第一电机，6.扇形吸头，7.风机，8.第二电机，9.边刷，10.第四电机，11.转轴，12.第五电机，13.滚轮，14.主动杆，15.支撑杆，16.传动杆，17.连接杆，18.第三电机，19.垫片，20.固定块，21.跌落传感器，22.碰撞传感器，23.陀螺仪，24.超声波测距传感器，25.尘盒防满传感器。
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所示，一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，包括主体1、驱动机构、吸尘机构和检测机构，所述主体1的外部设有开关和充电插口，所述主体1的内部设有电池和PLC，所述驱动机构和吸尘机构均与PLC电连接，还包括爬坡机构；
如图1-2所示，所述吸尘机构包括尘盒2、导管3、固定杆4、第一电机5、扇形吸头6和风机7，所述尘盒2设置在主体1内，所述导管3的一端与尘盒2连通，所述导管3的另一端穿过主体1的底部与扇形吸头6连通，所述尘盒2和导管3的连接处设有风机7，所述第一电机5通过固定杆4与主体1的底部固定连接，所述第一电机5与扇形吸头6的圆心处传动连接，所述扇形吸头6的底部设有吸口，所述风机7和第一电机5均与PLC电连接；
在扫地机器人工作时，PLC驱动风机7运行，把地面的灰尘和垃圾从吸口处吸入扇形吸头6，再穿过导管3进入到尘盒2中，当扫地机器人行走到墙边时，PLC通过启动第一电机5，使扇形吸头6绕着圆心处旋转，扇形吸头6的一端接触到墙面后，扫地机器人会调整方向沿着墙面前进，当扇形吸头6的一端接触到墙角落时，PLC控制扫地机器人再次改变方向，沿着另一边的墙面行进。遇到坡度时，扫地机器人通过爬坡机构可以跨越台阶，对不同高度的地面执行清洁任务。
如图3所示，所述爬坡机构包括若干爬坡组件，所述爬坡组件包括连接杆17、第三电机18、主动杆14、支撑杆15、固定块20和传动杆16，所述第三电机18通过连接杆17与主体1的底部固定连接，所述第三电机18与主动杆14的一端传动连接，所述主动杆14的另一端与支撑杆15的中心处铰接，所述固定块20固定在主体1内，所述传动杆16的一端与固定块20铰接，所述传动杆16的另一端与支撑杆15的上端铰接，所述第三电机18与PLC电连接。
扫地机器人未遇到台阶时，传动杆16位于固定块20的上方，爬坡机构处于收缩状态，当扫地机器人行走到台阶前，PLC控制第三电机18启动，主动杆14围绕第三电机18做圆周运动，主动杆14带动支撑杆15运动，支撑杆15带动传动杆16运动，传动杆16围绕着传动杆16的与固定块20的连接处做圆周运动，支撑杆15的底端接触到地面时，由于主动杆14继续做圆周运动，而支撑杆15的底端停留在地面上，会使第三电机18通过连接杆17带动主体1做爬坡运动，扫地机器人得以跨过台阶。
作为优选，为了调整扫地机器人的前进的方向和使机器人前进，所述驱动机构包括三个驱动组件，所述驱动组件周向均匀分布在主体1的下方，所述驱动组件包括第四电机10、转轴11、第五电机12和滚轮13，所述第四电机10固定在主体1的下方，所述第四电机10与转轴11的顶端传动连接，所述第五电机12固定在转轴11的底端，所述两个滚轮13分别位于第五电机12的两侧，所述第五电机12与滚轮13传动连接，所述第四电机10和第五电机12均与PLC电连接。
PLC驱动第四电机10使转轴11转动，从而调整扫地机器人转弯的角度，PLC通过第四电机10驱动滚轮13转动，从而使扫地机器人前进。
作为优选，为了减少滚轮13对地面的磨损，所述滚轮13的制作材料为PVC。
如图4所示，作为优选，为了提高扫地机器人的清洁效果，所述扇形吸头6的两端均设有清扫组件，所述清扫组件包括第二电机8和若干边刷9，所述第二电机8固定在扇形吸头6的下方，所述边刷9周向均匀分布在第二电机8的输出轴的底端的外周，所述第二电机8与边刷9传动连接，所述第二电机8与边刷9一一对应，所述第二电机8与PLC电连接。
PLC驱动第二电机8启动，使边刷9转动，边刷9把垃圾和灰尘扫到吸口下方，方便垃圾和灰尘通过扇形吸头6和导管3进入尘盒2。
作为优选，为了便于扫地机器人规划路径，所述检测机构包括超声波测距传感器24、跌落传感器21、陀螺仪23和若干碰撞传感器22，所述超声波测距传感器24设置在主体1上，所述跌落传感器21和陀螺仪23均设置在主体1的内部，所述碰撞传感器22周向均匀分布在主体1的外周，所述超声波测距传感器24、跌落传感器21、陀螺仪23和碰撞传感器22均与PLC电连接。
扫地机器人工作时，超声波测距传感器24会测量主体1与外界物体之间的距离并发出相关的信号，跌落传感器21会检测前方有没有悬崖继而发送信号,陀螺仪23检测扫地机器人转弯时的角度并转化成信号发给PLC，碰撞传感器22在扫地机器人碰到东西时也会发出信号。PLC通过接收以上检测机构传来的信号，识别墙角、障碍物、悬崖和台阶等位置信息，为扫地机器人规划路径。
作为优选，为了检测尘盒2是否装满，所述尘盒2内的两侧设有尘盒防满传感器25，所述尘盒防满传感器25与PLC电连接，所述尘盒防满传感器25为介质型电容传感器。
当尘盒2中的灰尘高度到达尘盒防满传感器25的高度时，尘盒防满传感器25之间的介质发生改变，引起尘盒防满传感器25电容变化，尘盒防满传感器25将信号传给PLC，PLC控制扫地机器人发出报警信号，提醒使用者清理尘盒2。
作为优选，为了使导管3能够伸缩，所述导管3为伸缩软管。
作为优选，为了减少支撑杆15与地面摩擦对地面造成的损害，所述支撑杆15的底部设有垫片19，所述垫片19的制作材料为棉。
该扫地机器人工作时，通过驱动机构控制其前进、后退和转弯，方便设备移动到各处，同时，通过吸尘机构对地面进行清扫和吸尘，实现扫地机器人对地面的清洁功能，通过检测机构识别墙角、障碍物、悬崖和台阶等位置信息并为扫地机器人规划出合理的路径，通过爬坡装置跨越台阶，从而实现扫地机器人对不同高度的地面进行打扫的可能。
与现有技术相比，该具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人在遇到台阶时，可以通过爬坡机构跨越台阶，对不同高度的地面进行清洁工作，为用户减少了麻烦，与现有爬坡机构相比，该爬坡机构结构简单，方便实用，不仅如此，通过吸尘机构，可以对房间的死角进行清洁，与现有的吸尘机构相比，该吸尘机构扩大了清洁范围，提高了扫地机器人的实用性，进而提高了扫地机器人的市场竞争力。
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 (8)

1.一种具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，包括主体(1)、驱动机构、吸尘机构和检测机构，所述主体(1)的外部设有开关和充电插口，所述主体(1)的内部设有电池和PLC，所述驱动机构和吸尘机构均与PLC电连接，其特征在于，还包括爬坡机构；
所述吸尘机构包括尘盒(2)、导管(3)、固定杆(4)、第一电机(5)、扇形吸头(6)和风机(7)，所述尘盒(2)设置在主体(1)内，所述导管(3)的一端与尘盒(2)连通，所述导管(3)的另一端穿过主体(1)的底部与扇形吸头(6)连通，所述尘盒(2)和导管(3)的连接处设有风机(7)，所述第一电机(5)通过固定杆(4)与主体(1)的底部固定连接，所述第一电机(5)与扇形吸头(6)的圆心处传动连接，所述扇形吸头(6)的底部设有吸口，所述风机(7)和第一电机(5)均与PLC电连接；
所述爬坡机构包括若干爬坡组件，所述爬坡组件包括连接杆(17)、第三电机(18)、主动杆(14)、支撑杆(15)、固定块(20)和传动杆(16)，所述第三电机(18)通过连接杆(17)与主体(1)的底部固定连接，所述第三电机(18)与主动杆(14)的一端传动连接，所述主动杆(14)的另一端与支撑杆(15)的中心处铰接，所述固定块(20)固定在主体(1)内，所述传动杆(16)的一端与固定块(20)铰接，所述传动杆(16)的另一端与支撑杆(15)的上端铰接，所述第三电机(18)与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述驱动机构包括三个驱动组件，所述驱动组件周向均匀分布在主体(1)的下方，所述驱动组件包括第四电机(10)、转轴(11)、第五电机(12)和滚轮(13)，所述第四电机(10)固定在主体(1)的下方，所述第四电机(10)与转轴(11)的顶端传动连接，所述第五电机(12)固定在转轴(11)的底端，所述两个滚轮(13)分别位于第五电机(12)的两侧，所述第五电机(12)与滚轮(13)传动连接，所述第四电机(10)和第五电机(12)均与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述滚轮(13)的制作材料为PVC。
4.如权利要求1所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述扇形吸头(6)的两端均设有清扫组件，所述清扫组件包括第二电机(8)和若干边刷(9)，所述第二电机(8)固定在扇形吸头(6)的下方，所述边刷(9)周向均匀分布在第二电机(8)的输出轴的底端的外周，所述第二电机(8)与边刷(9)传动连接，所述第二电机(8)与边刷(9)一一对应，所述第二电机(8)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述检测机构包括超声波测距传感器(24)、跌落传感器(21)、陀螺仪(23)和若干碰撞传感器(22)，所述超声波测距传感器(24)设置在主体(1)上，所述跌落传感器(21)和陀螺仪(23)均设置在主体(1)的内部，所述碰撞传感器(22)周向均匀分布在主体(1)的外周，所述超声波测距传感器(24)、跌落传感器(21)、陀螺仪(23)和碰撞传感器(22)均与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述尘盒(2)内的两侧设有尘盒防满传感器(25)，所述尘盒防满传感器(25)与PLC电连接，所述尘盒防满传感器(25)为介质型电容传感器。
7.如权利要求1所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述导管(3)为伸缩软管。
8.如权利要求1所述的具有爬坡功能的实用性高的扫地机器人，其特征在于，所述支撑杆(15)的底部设有垫片(19)，所述垫片(19)的制作材料为棉。
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