CN110584536A - 一种可以跨越台阶的清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可以跨越台阶的清洁机器人,包括外壳、驱动装置、吸尘机构、检测机构和跨越机构,外壳的内部设有电池、无线通讯模块和PLC,吸尘机构包括收集箱、吸尘管、固定杆、第一电动机、扇形吸头和风机,跨越机构包括若干跨越组件,跨越组件包括连杆、第三电动机、主动杆、踏杆、固定块和传动杆,驱动装置包括三个驱动组件,驱动组件包括第四电动机、转轴、第五电动机和移动轮,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,可以通过跨越机构跨越台阶,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
技术领域
本发明涉及机器人领域,特别涉及一种可以跨越台阶的清洁机器人。
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,提供一种可以跨越台阶的清洁机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种可以跨越台阶的清洁机器人,包括外壳、驱动装置、吸尘机构、检测机构和跨越机构,所述外壳的外部设有开关和充电插口,所述外壳的内部设有电池、无线通讯模块和PLC,所述无线通讯模块包括无线通讯电路,所述无线通讯电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、可调电容CP1、电感L1、三极管Q1和天线ANT,所述三极管Q1的基极分别通过第一电容C1和第二电容C2与第一电阻R1的两端连接,所述三极管Q1的基极通过第二电阻R2外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过电感L1外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过可调电容CP1外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过第三电容C3与三极管Q1的发射极连接,所述三极管Q1的基极通过第二电容C2和第三电阻R3组成的串联电路与三极管Q1的发射极连接,所述第三电阻R3与第四电容C4并联,所述天线ANT与电感L1的中心点连接;
所述吸尘机构包括收集箱、吸尘管、固定杆、第一电动机、扇形吸头和风机,所述收集箱设置在外壳内,所述吸尘管的一端与收集箱连通,所述吸尘管的另一端穿过外壳的底部与扇形吸头连通,所述收集箱和吸尘管的连接处设有风机,所述第一电动机通过固定杆与外壳的底部固定连接,所述第一电动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,所述风机和第一电动机均与PLC电连接;
所述跨越机构包括若干跨越组件,所述跨越组件包括连杆、第三电动机、主动杆、踏杆、固定块和传动杆,所述第三电动机通过连杆与外壳的底部固定连接,所述第三电动机与主动杆的一端传动连接,所述主动杆的另一端与踏杆的中心处铰接,所述固定块固定在外壳内,所述传动杆的一端与固定块铰接,所述传动杆的另一端与踏杆的上端铰接,所述第三电动机与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,所述驱动装置包括三个驱动组件,所述驱动组件周向均匀分布在外壳的下方,所述驱动组件包括第四电动机、转轴、第五电动机和移动轮,所述第四电动机固定在外壳的下方,所述第四电动机与转轴的顶端传动连接,所述第五电动机固定在转轴的底端,所述两个移动轮分别位于第五电动机的两侧,所述第五电动机与移动轮传动连接,所述第四电动机和第五电动机均与PLC电连接。
作为优选,为了减少移动轮对地面的磨损,所述移动轮的制作材料为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动机和若干边刷,所述第二电动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动机的输出轴的底端的外周,所述第二电动机与边刷传动连接,所述第二电动机与边刷一一对应,所述第二电动机与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外壳上,所述跌落传感器和陀螺仪均设置在外壳的内部,所述碰撞传感器周向均匀分布在外壳的外周,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,为了检测收集箱是否装满,所述收集箱内的两侧设有介质型电容传感器,所述介质型电容传感器与PLC电连接。
作为优选,为了使吸尘管能够伸缩,所述吸尘管为伸缩软管。
作为优选,为了减少踏杆与地面摩擦对地面造成的损害,所述踏杆的底部设有垫片,所述垫片的制作材料为棉。
本发明的有益效果是,该可以跨越台阶的清洁机器人在遇到台阶时,可以通过跨越机构跨越台阶,对不同高度的地面进行清洁工作,为用户减少了麻烦,与现有跨越机构相比,该跨越机构结构简单,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,在无线通讯电路中,采用普通的三点式振荡电路,从而提高了该电路的实用性,同时,该电路采用大电流发射,在开阔地带可达1km,保证了工作人员对系统的远程监控的可靠性,提高了其实用性。
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是本发明的可以跨越台阶的清洁机器人的结构示意图;
图2是本发明的可以跨越台阶的清洁机器人的仰视图;
图3是本发明的可以跨越台阶的清洁机器人的跨越组件的结构示意图;
图4是本发明的可以跨越台阶的清洁机器人的扇形吸头的结构示意图;
图5是本发明的可以跨越台阶的清洁机器人的电路图;
图中:1.外壳,2.收集箱,3.吸尘管,4.固定杆,5.第一电动机,6.扇形吸头,7.风机,8.第二电动机,9.边刷,10.第四电动机,11.转轴,12.第五电动机,13.移动轮,14.主动杆,15.踏杆,16.传动杆,17.连杆,18.第三电动机,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.介质型电容传感器,R1.第一电阻,R2.第二电阻,R3.第三电阻,C1.第一电容,C2.第二电容,C3.第三电容,C4.第四电容,CP1.可调电容,L1.电感,Q1.三极管,ANT.天线。
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,一种可以跨越台阶的清洁机器人,包括外壳1、驱动装置、吸尘机构、检测机构和跨越机构,所述外壳1的外部设有开关和充电插口,所述外壳1的内部设有电池、无线通讯模块和PLC,所述无线通讯模块包括无线通讯电路,所述无线通讯电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、可调电容CP1、电感L1、三极管Q1和天线ANT,所述三极管Q1的基极分别通过第一电容C1和第二电容C2与第一电阻R1的两端连接,所述三极管Q1的基极通过第二电阻R2外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过电感L1外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过可调电容CP1外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过第三电容C3与三极管Q1的发射极连接,所述三极管Q1的基极通过第二电容C2和第三电阻R3组成的串联电路与三极管Q1的发射极连接,所述第三电阻R3与第四电容C4并联,所述天线ANT与电感L1的中心点连接;;
如图1-2所示,所述吸尘机构包括收集箱2、吸尘管3、固定杆4、第一电动机5、扇形吸头6和风机7,所述收集箱2设置在外壳1内,所述吸尘管3的一端与收集箱2连通,所述吸尘管3的另一端穿过外壳1的底部与扇形吸头6连通,所述收集箱2和吸尘管3的连接处设有风机7,所述第一电动机5通过固定杆4与外壳1的底部固定连接,所述第一电动机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和第一电动机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,再穿过吸尘管3进入到收集箱2中,当扫地机器人行走到墙边时,PLC通过启动第一电动机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,扫地机器人通过跨越机构可以跨越台阶,对不同高度的地面执行清洁任务。
如图3所示,所述跨越机构包括若干跨越组件,所述跨越组件包括连杆17、第三电动机18、驱动杆14、踏杆15、固定块20和传动杆16,所述第三电动机18通过连杆17与外壳1的底部固定连接,所述第三电动机18与驱动杆14的一端传动连接,所述驱动杆14的另一端与踏杆15的中心处铰接,所述固定块20固定在外壳1内,所述传动杆16的一端与固定块20铰接,所述传动杆16的另一端与踏杆15的上端铰接,所述第三电动机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,跨越机构处于收缩状态,当扫地机器人行走到台阶前,PLC控制第三电动机18启动,驱动杆14围绕第三电动机18做圆周运动,驱动杆14带动踏杆15运动,踏杆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,踏杆15的底端接触到地面时,由于驱动杆14继续做圆周运动,而踏杆15的底端停留在地面上,会使第三电动机18通过连杆17带动外壳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,所述驱动装置包括三个驱动组件,所述驱动组件周向均匀分布在外壳1的下方,所述驱动组件包括第四电动机10、转轴11、第五电动机12和移动轮13,所述第四电动机10固定在外壳1的下方,所述第四电动机10与转轴11的顶端传动连接,所述第五电动机12固定在转轴11的底端,所述两个移动轮13分别位于第五电动机12的两侧,所述第五电动机12与移动轮13传动连接,所述第四电动机10和第五电动机12均与PLC电连接。
PLC驱动第四电动机10使转轴11转动,从而调整扫地机器人转弯的角度,PLC通过第四电动机10驱动移动轮13转动,从而使扫地机器人前进。
作为优选,为了减少移动轮13对地面的磨损,所述移动轮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动机8和若干边刷9,所述第二电动机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动机8的输出轴的底端的外周,所述第二电动机8与边刷9传动连接,所述第二电动机8与边刷9一一对应,所述第二电动机8与PLC电连接。
PLC驱动第二电动机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和吸尘管3进入收集箱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设置在外壳1上,所述跌落传感器21和陀螺仪23均设置在外壳1的内部,所述碰撞传感器22周向均匀分布在外壳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会测量外壳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,为了检测收集箱2是否装满,所述收集箱2内的两侧设有介质型电容传感器25,所述介质型电容传感器25与PLC电连接。
当收集箱2中的灰尘高度到达介质型电容传感器25的高度时,介质型电容传感器25之间的介质发生改变,引起介质型电容传感器25电容变化,介质型电容传感器25将信号传给PLC,PLC控制扫地机器人发出报警信号,提醒使用者清理收集箱2。
作为优选,为了使吸尘管3能够伸缩,所述吸尘管3为伸缩软管。
作为优选,为了减少踏杆15与地面摩擦对地面造成的损害,所述踏杆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,通过驱动装置控制其前进、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,该可以跨越台阶的清洁机器人在遇到台阶时,可以通过跨越机构跨越台阶,对不同高度的地面进行清洁工作,为用户减少了麻烦,与现有跨越机构相比,该跨越机构结构简单,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,在无线通讯电路中,采用普通的三点式振荡电路,从而提高了该电路的实用性,同时,该电路采用大电流发射,在开阔地带可达1km,保证了工作人员对系统的远程监控的可靠性,提高了其实用性。
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 (8)
1.一种可以跨越台阶的清洁机器人,其特征在于,包括外壳(1)、驱动装置、吸尘机构、检测机构和跨越机构,所述外壳(1)的外部设有开关和充电插口,所述外壳(1)的内部设有电池、无线通讯模块和PLC,所述无线通讯模块包括无线通讯电路,所述无线通讯电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、可调电容CP1、电感L1、三极管Q1和天线ANT,所述三极管Q1的基极分别通过第一电容C1和第二电容C2与第一电阻R1的两端连接,所述三极管Q1的基极通过第二电阻R2外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过电感L1外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过可调电容CP1外接5V直流电压电源,所述三极管Q1的集电极通过第三电容C3与三极管Q1的发射极连接,所述三极管Q1的基极通过第二电容C2和第三电阻R3组成的串联电路与三极管Q1的发射极连接,所述第三电阻R3与第四电容C4并联,所述天线ANT与电感L1的中心点连接;
所述吸尘机构包括收集箱(2)、吸尘管(3)、固定杆(4)、第一电动机(5)、扇形吸头(6)和风机(7),所述收集箱(2)设置在外壳(1)内,所述吸尘管(3)的一端与收集箱(2)连通,所述吸尘管(3)的另一端穿过外壳(1)的底部与扇形吸头(6)连通,所述收集箱(2)和吸尘管(3)的连接处设有风机(7),所述第一电动机(5)通过固定杆(4)与外壳(1)的底部固定连接,所述第一电动机(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)和第一电动机(5)均与PLC电连接;
所述跨越机构包括若干跨越组件,所述跨越组件包括连杆(17)、第三电动机(18)、主动杆(14)、踏杆(15)、固定块(20)和传动杆(16),所述第三电动机(18)通过连杆(17)与外壳(1)的底部固定连接,所述第三电动机(18)与主动杆(14)的一端传动连接,所述主动杆(14)的另一端与踏杆(15)的中心处铰接,所述固定块(20)固定在外壳(1)内,所述传动杆(16)的一端与固定块(20)铰接,所述传动杆(16)的另一端与踏杆(15)的上端铰接,所述第三电动机(18)与PLC电连接。
2.如权利要求1所述的可以跨越台阶的清洁机器人,其特征在于,所述驱动装置包括三个驱动组件,所述驱动组件周向均匀分布在外壳(1)的下方,所述驱动组件包括第四电动机(10)、转轴(11)、第五电动机(12)和移动轮(13),所述第四电动机(10)固定在外壳(1)的下方,所述第四电动机(10)与转轴(11)的顶端传动连接,所述第五电动机(12)固定在转轴(11)的底端,所述两个移动轮(13)分别位于第五电动机(12)的两侧,所述第五电动机(12)与移动轮(13)传动连接,所述第四电动机(10)和第五电动机(12)均与PLC电连接。
3.如权利要求2所述的可以跨越台阶的清洁机器人,其特征在于,所述移动轮(13)的制作材料为PVC。
4.如权利要求1所述的可以跨越台阶的清洁机器人,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动机(8)和若干边刷(9),所述第二电动机(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动机(8)的输出轴的底端的外周,所述第二电动机(8)与边刷(9)传动连接,所述第二电动机(8)与边刷(9)一一对应,所述第二电动机(8)与PLC电连接。
5.如权利要求1所述的可以跨越台阶的清洁机器人,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)设置在外壳(1)上,所述跌落传感器(21)和陀螺仪(23)均设置在外壳(1)的内部,所述碰撞传感器(22)周向均匀分布在外壳(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所述的可以跨越台阶的清洁机器人,其特征在于,所述收集箱(2)内的两侧设有介质型电容传感器(25),所述介质型电容传感器(25)与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的可以跨越台阶的清洁机器人,其特征在于,所述吸尘管(3)为伸缩软管。
8.如权利要求1所述的可以跨越台阶的清洁机器人,其特征在于,所述踏杆(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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CN112220402A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-15 | 淮北暴风工业设计有限公司 | 一种扫地机器人行走机构 |
CN112220402B (zh) * | 2020-10-20 | 2021-08-06 | 淮北暴风工业设计有限公司 | 一种扫地机器人行走机构 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20191220 |
|
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |