CN113243824A - 一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置 - Google Patents

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徐浩东
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Abstract

一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，包括移动升降组件，移动升降组件上集成有清扫组件、图像采集模块、控制器及电源模块；所述电源模块为整个装置供电，图像采集模块采集地面环境数据并将数据传输至控制器，由控制器对数据进行处理分析后控制移动升降组件的空间位移，并控制清扫组件对地面自动清扫；通过移动升降组件实现装置在平面移动及高度攀爬，可适应楼梯间等复杂路面环境的移动清扫，通过图像采集模块采集环境情况数据，传输至控制器处理控制移动升降组件、清扫组件的协同工作，操作方便、结构轻巧、清洁彻底、智能省力，且实用高效。

Description

一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置
技术领域
本发明涉及一种清洁装置，具体是一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置。
背景技术
21世纪以来，高楼大厦林立，其中更是不乏百层以上的建筑物，人们在如此高楼中，大多是乘坐电梯来运输物件或到达某一楼层，但其中的安全通道楼梯因楼层过高，致使人工打扫变得困难及耗时。虽说当前市面上出现了各种各样的清扫机器人，自动清扫机器人的研究也受到越来越多的人的关注。但由于楼道的结构复杂，普通的清扫机器人不能够很好的完成爬楼及楼梯间清扫的工作。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，能够通过移动升降组件实现平面及高度上的空间移动，结合智能控制及清扫组件对平面或高层楼梯的清扫，具有操作方便、结构精巧、智能省力，实用高效的优点。
为了实现上述目的，本发明的采用如下技术方案：
一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，包括移动升降组件，所述移动升降组件上集成有清扫组件、图像采集模块、控制器20及电源模块21；电源模块21为整个装置供电，图像采集模块的信号输出端与控制器20的信号输入端相连接，控制器20的信号输出端与移动升降组件及清扫组件的信号输入端相连接。
所述移动升降组件包括移动架1，移动架1的横杆19两侧之间连接有支杆13，支杆13同一侧且移动架1底部分别设有第一电机2，第一电机2的动力输出轴与麦克纳姆轮3的轴心相连接；支杆13另一侧的两端分别设有第二电机6，第二电机6的动力输出轴与齿轮5的轴心相连接，齿轮5外圈与齿条8的齿牙相啮合，齿条8底面与竖杆7内侧滑动连接，竖杆7外侧与移动架横杆19内侧相固定，齿条8底端通过转轴10连接有转轮9；移动升降组件中的第一电机2控制器与第二电机6控制器的信号输入端与控制器20的信号输出端相连接。
所述清扫组件包括设置于移动架1中部上的收集箱12，收集箱12底部与支杆13底部分别固定连接有清洁刷头14，清洁刷头14顶端通过集尘管22与收集箱12内的过滤集尘室15相连通，过滤集尘室15顶部通过过滤风口与固定于收集箱12顶部的集尘风机16的进风口相连接；清洁刷头14底端设有若干电控喷头17，清洁刷头14顶端与收集箱12底部之间设有清洁液盒18，清洁液盒18底部与电控喷头17顶端相连通；清扫组件中集尘风机16与电控喷头17的信号输入端与控制器20的信号输出端相连接。
所述图像采集模块包括清扫组件四周设置的摄像头11。
所述集尘管22为弹性软管。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过移动升降组件实现装置在平面移动及高度攀爬，可适应楼梯间等复杂路面环境的移动清扫，通过图像采集模块采集环境情况数据，传输至控制器20处理控制移动升降组件、清扫组件的协同工作，操作方便、结构轻巧、清洁彻底、智能省力，且实用高效。
附图说明
图1为本发明的轴测图。
图2为本发明的正视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的侧视图。
图5为本发明的结构剖视图。
图6为本发明的清扫装置结构示意图。
图7为本发明的清扫流程示意图。
图8为本发明的控制系统示意图。
图中：1、移动架；2、第一电机；3、麦克纳姆轮；5、齿轮；6、第二电机；7、竖杆；8、齿条；9、转轮；10、轮轴；11、摄像头；12、收集箱；13、支杆；14、清洁刷头；15、过滤集尘室；16、集尘风机；17、电控喷头；18、清洁液盒；19、移动架横杆；20、控制器；21、电源模块；22、。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明做进一步清楚完整的描述。
参见图1，一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，包括移动升降组件，所述移动升降组件上集成有清扫组件、图像采集模块、控制器20及电源模块21；所述电源模块21为整个装置供电，图像采集模块的信号输出端与控制器20的信号输入端相连接，控制器20的信号输出端与移动升降组件及清扫组件的信号输入端相连接；图像采集模块将采集的地面环境数据传输至控制器20，由控制器20对数据进行处理分析后控制移动升降组件的空间位移，并控制清扫组件对地面自动清扫。
参见图1至图5，所述移动升降组件包括移动架1，移动架1的横杆19两侧之间连接有的支杆13，支杆13同一侧且移动架1底部分别设有第一电机2，第一电机2的动力输出轴与麦克纳姆轮3的轴心相连接；支杆13另一侧的两端分别设有第二电机6，第二电机6的动力输出轴与齿轮5的轴心相连接，齿轮5外圈与齿条8的齿牙相啮合，齿条8底面与竖杆7内侧滑动连接，竖杆7外侧与移动架横杆19内侧相固定，齿条8底端通过转轴10连接有转轮9；移动升降组件中的第一电机2控制器与第二电机6控制器的信号输入端与控制器20的信号输出端相连接。
参见图5、图6，所述清扫组件包括设置于移动架1中部上的收集箱12，收集箱12底部与支杆13底部分别固定连接有清洁刷头14，清洁刷头14顶端通过集尘管22与收集箱12内的过滤集尘室15相连通，过滤集尘室15顶部通过过滤风口与固定于收集箱12顶部的集尘风机16的进风口相连接；清洁刷头14底端设有若干电控喷头17，清洁刷头14顶端与收集箱12底部之间设有清洁液盒18，清洁液盒18底部与电控喷头17顶端相连通；清扫组件中集尘风机16与电控喷头17的信号输入端与控制器20的信号输出端相连接。
所述图像采集模块包括清扫组件四周设置的摄像头11。
所述集尘管22为弹性软管，适应装置升降时对集尘管22的牵拉。
本发明的工作原理为：
参见图7至图8，硬件初始化后开始工作，在第一电机2的带动下通过麦克纳姆轮3实现装置的不同方向上的移动；图像采集模块采集路面环境状况数据，并将数据传输至控制器20判断是否有障碍物，如有障碍物，控制器20开启避障程序；若无障碍物，则控制移动升降组件及清扫组件进行移动和清洁；当装置行至楼梯时，开始楼梯爬扫程序，前端的第二电机6带动齿轮5转动，与齿轮5啮合的齿条8带动竖杆7下降的同时，将装置前端抬起，当前端的麦克纳姆轮3升高至台阶高度之上，后端的麦克纳姆轮3转动行进至台阶下方，后端的升降部分同理将前端转轮9及靠近其的麦克纳姆轮3抬起至楼梯高度，前后麦克纳姆轮3转动，带动后端的转轮9移动至台阶下方，后方的升降部分在第二电机带动下收起，麦克纳姆轮3继续在台阶平面移动，同时清扫组件进行清洁工作，完成一次爬扫程序；在控制器20控制下，清洁液盒18内的清洁液可被电控喷头17喷出，配合毛刷清结，直至清扫楼梯完毕。
当楼梯需从上往下清扫时为本过程的逆过程。
图像采集组件采用摄像头11采集获取楼梯间环境数据参数并传输给控制器处理并控制装置工作状态。
装置电路连接为常规电路；工作过程中的程序设置，由另外设计完成，不属于本发明保护范畴。
显然，以上具体实施方式中实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述具体实施方式对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，包括移动升降组件，其特征在于：所述移动升降组件上集成有清扫组件、图像采集模块、控制器(20)及电源模块(21)；电源模块(21)为整个装置供电，图像采集模块的信号输出端与控制器(20)的信号输入端相连接，控制器(20)的信号输出端与移动升降组件及清扫组件的信号输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，其特征在于：所述移动升降组件包括移动架(1)，移动架(1)的横杆(19)两侧之间连接有支杆(13)，支杆(13)同一侧且移动架(1)底部分别设有第一电机(2)，第一电机(2)的动力输出轴与麦克纳姆轮(3)的轴心相连接；支杆(13)另一侧的两端分别设有第二电机(6)，第二电机(6)的动力输出轴与齿轮(5)的轴心相连接，齿轮(5)外圈与齿条(8)的齿牙相啮合，齿条(8)底面与竖杆(7)内侧滑动连接，竖杆(7)外侧与移动架横杆(19)内侧相固定，齿条(8)底端通过转轴(10)连接有转轮(9)；移动升降组件中的第一电机(2)控制器与第二电机(6)控制器的信号输入端与控制器(20)的信号输出端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，其特征在于：所述清扫组件包括设置于移动架(1)中部上的收集箱(12)，收集箱(12)底部与支杆(13)底部分别固定连接有清洁刷头(14)，清洁刷头(14)顶端通过集尘管(22)与收集箱(12)内的过滤集尘室(15)相连通，过滤集尘室(15)顶部通过过滤风口与固定于收集箱(12)顶部的集尘风机(16)的进风口相连接；清洁刷头(14)底端设有若干电控喷头(17)，清洁刷头(14)顶端与收集箱(12)底部之间设有清洁液盒(18)，清洁液盒(18)底部与电控喷头(17)顶端相连通；清扫组件中集尘风机(16)与电控喷头(17)的信号输入端与控制器(20)的信号输出端相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，其特征在于：所述图像采集模块包括清扫组件四周设置的摄像头(11)。
5.根据权利要求3所述的一种基于麦克纳姆轮的移动攀爬清扫装置，其特征在于：所述集尘管(22)为弹性软管。
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