CN113576321A - 一种吸附式清洁机器人及吸附方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸附式清洁机器人及吸附方法，属于自动化清洁领域，该吸附式清洁机器人包括位移机构、旋转台、多个吸附机构和收集槽，位移机构的底盘上设有动力组件和偏转组件，动力组件提供行进动力，偏转组件偏转机器人的行进角度，多个吸附机构以旋转台的旋转中心分布，设于旋转台上用于吸附金属废料，吸附机构设有行程控制开关，用于控制吸附组件旋转至预定位置时，通断吸附机构的电路，使得金属废料自由下落，收集槽用于收集吸附机构所吸附的金属废料。该吸附式清洁机器人在扇形槽内设置的电磁铁配合行程控制开关，使得扇形槽进入预定区域时，对电磁铁进行断电，使金属废弃件掉落至收集槽，在扇形槽底面设有导流结构用于收集废弃液。

Description

一种吸附式清洁机器人及吸附方法

技术领域

本发明涉及一种吸附式清洁机器人及吸附方法，属于自动化清洁领域。

背景技术

在加工车间中，大部分的加工装置得到改良，本身的加工装置能够收集大部分的废弃金属角料，但由于加工时的激烈程度，仍有部分边角料弹射至加工装置周边区域，这些金属边角料形状不一，以及本身具有的硬度，同时在加工装置进行加工时会用冷却液进行降温，或是其他润滑液体辅助加工，该散落至加工装置周围的金属废弃件往往附着液体油渍，用常规吸尘器吸附时，会对吸附腔造成损害，同时这些油渍也会导致吸尘器的难以清理，易形成堵塞。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供一种吸附式清洁机器人及吸附方法。对于这些金属边角料的收集处理，仍然存在多个问题，用磁性装置吸附时，其吸附量有限，因金属本身密度较大，常规吸附方式难以进行持续的工作，需要及时清理，为此通过电磁铁的特性来吸附散落在加工装置周边的金属废弃件，对电磁铁设置一个可以通断的电路，使得电磁铁吸附金属废弃件转动至指定位置上再失去磁性，金属废弃件掉落至指定位置。

本发明采用以下技术方案来实现：一种吸附式清洁机器人包括：

位移机构，控制清洁机器人的位移路径，所述位移机构的底盘上设有动力组件和偏转组件，所述动力组件为清洁机器人提供行进动力，所述偏转组件用于偏转机器人的行进角度；

旋转台，设于所述底盘的中部位置，用于旋转相应的组件；

多个吸附机构，以所述旋转台的旋转中心分布，设于所述旋转台上用于吸附金属废料，所述吸附机构设有行程控制开关，用于控制所述吸附组件旋转至预定位置时，通断所述吸附机构的电路，使得金属废料自由下落；

收集槽，设于所述位移机构的尾部，用于收集所述吸附机构所吸附的金属废料。

通过上述技术方案，多个吸附机构在平面上形成一个近似的圆结构，以旋转台的旋转中心为圆心进行旋转，用于在吸附金属废弃件和释放金属废弃件时这样的交替工作状态，始终保持在机器人行进的方向上，有其它的吸附机构3在吸附金属废弃件，然后旋转至收集槽中进行集中收集，形成一个循环持续的工作流程。

在进一步的实施例中，所述偏转组件包括：

横轴，中心处旋转设于所述底盘上，所述横轴两端为弧形面且设有齿道；

两个转动盘，通过安装件旋转安装在所述底盘上且设于所述横轴两侧，所述底盘底部设有滚轮，所述转动盘局部设有齿道用于与所述横轴的弧形面处的齿道啮合，即所述横轴的沿着中心处偏转预定角度带动两个所述转动盘同步偏转设定的角度；

气缸，设于所述底盘上，所述气缸的伸缩端设有滚轮，且控制所述滚轮抵至所述横轴的侧面，该侧面为远离所述横轴中心处的侧面；

弹性件，一端设于所述底盘上且所述弹性件另一端连接于远离所述横轴的中心处的另一端，所述弹性件为弧形伸缩件且其伸缩路径为沿着所述横轴的中心处的圆心的弧线，所述弹性件一直为压缩状态，使所述气缸、所述横轴和所述弹性件始终处于接触关系。

通过上述技术方案，控制该吸附式机清洁器人的行进路线，有效避开障碍物，同时进行清洁工作。

在进一步的实施例中，所述吸附机构包括：

扇形槽，为轻质金属槽且其直线边的末端设于所述旋转台上，所述旋转套带动所述扇形槽旋转预设角度；

电磁铁，设于所述扇形槽的扇形端，在通电时产生磁性用于吸附金属废料；

多根导线，连接于所述电磁铁的两接线端，多根所述导线分别连接第一金属片、第二金属片和电源形成串联电路，所述第一金属片和第二金属片之间设有行程控制开关，用于开断该串联电路从而控制电磁铁的磁性。

通过上述技术方案，利用电磁铁自身的特性，有效的吸附和释放金属废弃件，配合旋转台和收集槽，形成一个可以持续的收集状态。

在进一步的实施例中，所述扇形槽底面设置导流面并设有导流槽，所述导流面控制废气液至导流槽中，所述导流槽的径向线为弧线。

通过上述技术方案，利用导流面控制废气液至导流槽中来集中收集这些废气液。

在进一步的实施例中，所述行程控制开关包括：

第一定位块，设于所述旋转塔上且安装第一金属片，所述第一定位块固定第一金属片在所述旋转台上的位置；

横杆，通过安装件旋转设于所述旋转台上，设旋转处为支点，所述横杆靠近所述第一定位块的一端安装第二金属片；

第二定位块，为弹性连接件且固定安装在所述旋转台上，用于连接于所述横杆靠近所述第一定位块的一端，使所述第一金属片和所述第二金属片连接；

弧形卡条，为圆的一段弧长，通过安装件以旋转台的旋转中心为圆心设于是旋转台外侧，所述弧形卡条表面光滑，用于阻挡所述横杆的另一端的行进路线，使所述横杆以支点为圆心旋转预定角度，从而使得所述第一金属片和所述第二金属片断开连接，从而断开串联电路，使得电磁铁断电失去磁性。

通过上述技术方案，使电磁铁随着旋转台旋转至指定收集金属废弃件的区域时，处于断电状态，无法吸附金属废件，离开该区域时，又能吸附金属废料，形成一个持续循环的工作过程，所述弧形卡条的弧度对应于所述弧形槽全部落至所述收集槽到所述弧形槽全部离开所述收集槽时旋转的弧度，所述弧形卡条在所述弧形槽刚旋转处收缩收集槽时阻挡所述横杆的预定运动路线，控制串联电路断电，使得电磁铁失去磁性。

在进一步的实施例中，所述收集槽上还设有毛刷，设于所述扇形槽在所述收集槽的旋转出端的位置，用于刷清所述扇形槽底部的附着物。

通过上述技术方案，利用毛刷自身的柔软性，进一步清理收集槽底面的剩余金属屑和废气液。

在进一步的实施例中，包括以下步骤：

步骤一、在清洁机器人行进时，单个弧形槽内的电磁铁、电源和行程控制开关串联形成通电电路，电磁铁产生磁性，吸附金属废料；

步骤一、旋转台带动其中一个弧形槽完全旋转至收集槽内时，弧形卡条使横轴偏转预定角度，形成控制开关断开串联电路，电磁铁失去磁性，金属废料掉落至收集槽内；

步骤一、旋转台继续带动该弧形槽开始旋转出收集槽，毛刷对弧形槽底部进行清理，待该弧形槽完全旋转出收集槽时，横轴刚好不受弧形卡条的阻挡，形成控制开关闭合串联电路，电磁铁产生磁性，继续吸附金属废料。

本发明的有益效果：通过多个扇形槽组合设置，扩大吸附区域，同时扇形槽内放置电磁铁，利用行程控制开关，配合扇形槽旋转往复进出收集槽时，对电磁铁进行通断电的设置，从而使吸附组件持续吸附金属废弃件，并用收集槽收集废弃件，形成一个循环过程，同时利用扇形槽底设计导流结构用以收集废弃液，并在扇形槽离开收集池时，毛刷清理废弃液和部分吸附在扇形槽底面的金属屑，使他们留在收集槽中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的整体结构的俯视图示意图。

图3是本发明的位移机构结构示意图。

图4是本发明的吸附机构示意图。

图5是本发明的扇形槽底部导流结构示意图。

图6是本发明的行程控制开关结构示意图。

附图标记：位移机构1、偏转组件11、动力组件12、底盘13、旋转台2、吸附机构3、扇形槽31、导流管311、导流面312、电磁铁32、导线33、电源34、行程控制开关35、第一金属片531、第二金属片352、第一定位块353、第二定位块354、横杆355、旋转点356、弧形卡条357、收集槽4、毛刷41。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施；在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。对于这些金属边角料的收集处理，金属自身密度较大，用磁性装置吸附时，达到一定的吸附量，该磁性装置无法在吸附，吸附量达到一定数量，会使得磁性装置的重心偏转，因而需要及时处理，仍用磁性装置吸附时，其吸附量有限，因金属本身密度较大，常规吸附方式难以进行持续的工作，需要及时清理。

一种吸附式清洁机器人，包括位移机构1、旋转台2、多个吸附机构3和收集槽4，其中位移机构1控制该吸附式清洁机器人的行动路径，位移机构1的底盘13上设有动力组件12和偏转组件11，动力组件12为清洁机器人提供行进动力，动力组件12由电机通过齿轮传动控制安装在底盘13上的后轮旋转，控制吸附式机器人前进，偏转组件11上安装两个独立的前轮，控制偏转组件11用于偏转机器人的行进角度，其中偏转组件11连接于控制芯片，考虑加工车间的空间布局以及加工装置的安装位置，选用人工进行控制为有限的选择，即控制偏转组件11的偏转角度，从而使机器人进行转向，旋转台2设于底盘13的中部位置，用于旋转均匀安装在旋转台2上的多个吸附机构3，多个吸附机构3在平面上形成一个近似的圆结构，用于在吸附金属废弃件和释放金属废弃件时这样的交替工作状态，始终保持在机器人行进的方向上，有其它的吸附机构3在吸附金属废弃件，形成一个循环持续的工作流程，多个吸附机构3安装在旋转台2上随着旋转台2旋转，位于收集槽4外的吸附机构3始终处于通电状态，即电磁铁32始终通电处于磁性状态，用于吸附金属废料，吸附机构3设有行程控制开关35，用于控制吸附组件完全旋转至收集槽4内至完全离开收集槽4时处于断路状态，即电磁铁32不在通电，电磁场没有磁性无法吸附金属废料，收集槽4安装在底盘13的尾部位置，用于收集吸附机构3所吸附的金属废料。

基于上述机构，存在因工作空间面积较大和空间中加工设备的安装位置形成的局部路径阻断，从而导致该吸附式机清洁器人不能完全直线行进，因此为了解决这个问题，在进一步的实施例中，该吸附式清洁机器人在其底盘13行进的前端位置处设置偏转组件11，用于偏转前轮至指定旋转角度，控制该吸附式机器人的行进方向，从而避开障碍物，气缸113的伸缩端设有滚轮且控制滚轮抵至横轴111的侧面，控制气缸113伸长伸缩端，使得横轴111旋转预定得角度，横轴111带动两侧转动盘112旋转预定得角度，此时安装在转动盘112底部的滚轮偏转预定角度，气缸113的伸缩端收缩时，弹性件114控制横轴111偏转，此期间横轴111的两侧始终接触气缸113的伸缩端和弹性件114，通过以上设置形成对机器人前进是的转向控制，在控制位移机构1前行并且偏转时，考虑车间本身的工作情况，以及车间地面上较为复杂的多种安装件，如插座，金属定位杆等，优选人工遥控控制，以达到预期的清理效果。

基于上述机构，存在如何在机器人行进过程中吸附地面上的件数废料件，常规的永磁铁自身磁力的大小只能吸附一定量的废料件，无法达到持续收集的效果，因此为了解决这个问题，在进一步的实施例中，吸附机构3的吸附件选用电磁铁32，利用其通断电产生的磁性来吸附这些金属废料，同时可以设定电磁铁32磁性的大小，该电磁铁32设于扇形槽31中，该轻质金属槽可以有效阻挡电磁铁32产生的磁场，避免该机器人的偏转组件11上的控制芯片接收信号时受到影响，多个扇形槽31均匀分布设于旋转台2上，形成一个近圆面的结构组合，用于扩大行进时的吸附面积，电磁铁32的两个接线端连接导线33，导线33分别连接第一金属片531、第二金属片352和电源34形成串联电路，第一金属片531和第二金属片352之间设有行程控制开关35，用于开断或闭合该串联电路从而控制电磁铁32的磁性，即电磁铁32没有旋转至指定区域时，电磁铁32处于通电状态。

基于上述机构，存在部分带有废弃液的金属废弃件，如何集中收集这些废气液，因此为了解决这个问题，扇形槽31底面设置导流面312并设有导流槽311，导流面311控制废气液至导流槽312中，导流槽312为弧形曲线机构，即时在扇形槽31运动的过程中，也能保持废气液留在导流槽312中，最终在收集槽4中集中进行处理。

基于上述机构，存在如何设置行程开关，从而使电磁铁32随着旋转台2旋转至指定区域时，处于断电状态，无法吸附金属废件，离开该区域时，又能吸附金属废料，形成一个持续循环的吸附和释放的状态，因此为了解决这个问题，在进一步的实施例中，行程控制开关35设置成在电磁铁32在指定区域外，行程控制开关35始终闭合，即两个金属片相接触，当电磁铁32运动至指定区域时，弧形卡条357阻挡横杆355的一端的预定行进路线，使横杆355以支点为圆心旋转预定角度，从而使得第一金属片531和第二金属片352断开连接，从而断开串联电路，使得电磁铁32断电失去磁性，离开该区域时，弧形卡条357不再阻挡横杆355，在第二定位块354的弹性推动下，第一金属片531和第二金属片352再次接触，此时串联电路再度闭合，电磁铁32通电产生磁性。

基于上述机构，存在如何是电磁铁32吸附的金属废料完全落至收集槽4，因此为了解决这个问题，在进一步的实施例中，通过控制单个电磁铁32随着旋转台2旋转的角度，相应设置弧形卡条357的弧度，使得弧形卡条357的弧度对应于扇形槽31全部落至收集槽4到扇形槽31全部离开收集槽4时，该电磁铁32旋转的角度，弧形卡条357在扇形槽刚旋转处收缩收集槽4时阻挡横杆355的预定运动路线，控制串联电路断电，使得电磁铁32失去磁性，待扇形槽31完全离开收集槽4时弧形卡条357不再阻挡横杆355，在第二定位块354的弹性推动下，第一金属片531和第二金属片352再次接触，行程控制开关35闭合，此时串联电路再度通电，电磁铁32通电产生磁性。

基于上述机构，存在金属屑在引力的作用下仍有部分吸附于扇形槽31的底部，从而导致收集槽4未能完全手机金属废件，因此为了解决这个问题，在进一步的实施例中，收集槽4上还设有毛刷41，通过毛刷41对扇形槽31底部进行清理，使得扇形槽31底部的附着物留在收集槽4中。

工作原理：人工遥控该吸附式机器人行进和偏转，控制气缸113伸长伸缩端，使得横轴111旋转预定得角度，横轴111带动两侧转动盘112旋转预定得角度，此时安装在转动盘112底部的滚轮偏转预定角度，气缸113的伸缩端收缩时，弹性件114控制横轴111偏转，此期间横轴111的两侧始终接触气缸113的伸缩端和弹性件114，通过以上设置形成对机器人前进是的转向控制，旋转台2旋转，带动吸附机构3旋转，扇形槽31内设有电磁铁32，电磁铁32的两个接线端连接导线33，导线33分别连接第一金属片531、第二金属片352和电源34形成串联电路，第一金属片531和第二金属片352之间设有行程控制开关35，用于开断或闭合该串联电路从而控制电磁铁32的磁性，即电磁铁32没有旋转至指定区域时，电磁铁32处于通电状态，其中一个扇形槽31吸附废弃金属件，部分废弃金属件带有废弃液，此时废气液沿着扇形槽31底面的导流面312滑动至导流槽311中，该扇形槽31全部落至收集槽4到扇形槽31全部离开收集槽4时，弧形卡条357阻挡横杆355的预定运动路线，横杆355绕其旋转中心旋转一定角度，第一金属片531和第二金属片352断开接触，行程控制开关35断开电路，电磁铁32失去磁性，金属废弃件掉落至收集槽4中，待扇形槽31完全离开收集槽4时弧形卡条357不再阻挡横杆355，在第二定位块354的弹性推动下，第一金属片531和第二金属片352再次接触，行程控制开关35闭合，此时串联电路再度通电，电磁铁32通电产生磁性再次进行收集工作，其中扇形槽31在离开收集槽4时，毛刷41对扇形槽31底面和导流槽311进行清理，使废气液和部分金属屑留在收集槽4中。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种吸附式清洁机器人，其特征在于，包括：

位移机构，控制清洁机器人的位移路径，所述位移机构的底盘上设有动力组件和偏转组件，所述动力组件为清洁机器人提供行进动力，所述偏转组件用于偏转机器人的行进角度；

旋转台，设于所述底盘的中部位置，用于旋转相应的组件；

多个吸附机构，以所述旋转台的旋转中心分布，设于所述旋转台上用于吸附金属废料，所述吸附机构设有行程控制开关，用于控制所述吸附组件旋转至预定位置时，通断所述吸附机构的电路，使得金属废料自由下落；

收集槽，设于所述位移机构的尾部，用于收集所述吸附机构所吸附的金属废料。

2.根据权利要求1所述一种吸附式清洁机器人，其特征在于，所述偏转组件包括：

横轴，中心处旋转设于所述底盘上，所述横轴两端为弧形面且设有齿道；

两个转动盘，通过安装件旋转安装在所述底盘上且设于所述横轴两侧，所述底盘底部设有滚轮，所述转动盘局部设有齿道用于与所述横轴的弧形面处的齿道啮合，即所述横轴的沿着中心处偏转预定角度带动两个所述转动盘同步偏转设定的角度；

气缸，设于所述底盘上，所述气缸的伸缩端设有滚轮，且控制所述滚轮抵至所述横轴的侧面，该侧面为远离所述横轴中心处的侧面；

弹性件，一端设于所述底盘上且所述弹性件另一端连接于远离所述横轴的中心处的另一端，所述弹性件为弧形伸缩件且其伸缩路径为沿着所述横轴的中心处的圆心的弧线，所述弹性件一直为压缩状态，使所述气缸、所述横轴和所述弹性件始终处于接触关系。

3.根据权利要求1所述一种吸附式清洁机器人，其特征在于，所述吸附机构包括：

扇形槽，为轻质金属槽且其直线边的末端设于所述旋转台上，所述旋转套带动所述扇形槽旋转预设角度；

电磁铁，设于所述扇形槽的扇形端，在通电时产生磁性用于吸附金属废料；

多根导线，连接于所述电磁铁的两接线端，多根所述导线分别连接第一金属片、第二金属片和电源形成串联电路，所述第一金属片和第二金属片之间设有行程控制开关，用于开断该串联电路从而控制电磁铁的磁性。

4.根据权利要求3所述一种吸附式清洁机器人，其特征在于，所述扇形槽底面设置导流面并设有导流槽，所述导流面控制废气液至导流槽中，所述导流槽的径向线为弧线。

5.根据权利要求3所述一种吸附式清洁机器人，其特征在于，所述行程控制开关包括：

第一定位块，设于所述旋转塔上且安装第一金属片，所述第一定位块固定第一金属片在所述旋转台上的位置；

横杆，通过安装件旋转设于所述旋转台上，设旋转处为支点，所述横杆靠近所述第一定位块的一端安装第二金属片；

第二定位块，为弹性连接件且固定安装在所述旋转台上，用于连接于所述横杆靠近所述第一定位块的一端，使所述第一金属片和所述第二金属片连接；

弧形卡条，为圆的一段弧长，通过安装件以旋转台的旋转中心为圆心设于是旋转台外侧，所述弧形卡条表面光滑，用于阻挡所述横杆的另一端的行进路线，使所述横杆以支点为圆心旋转预定角度，从而使得所述第一金属片和所述第二金属片断开连接，从而断开串联电路，使得电磁铁断电失去磁性。

6.根据权利要求3所述一种吸附式清洁机器人，其特征在于，所述弧形卡条的弧度对应于所述弧形槽全部落至所述收集槽到所述弧形槽全部离开所述收集槽时旋转的弧度，所述弧形卡条在所述弧形槽刚旋转处收缩收集槽时阻挡所述横杆的预定运动路线，控制串联电路断电，使得电磁铁失去磁性。

7.根据权利要求1所述一种吸附式清洁机器人，其特征在于，所述收集槽上还设有毛刷，设于所述扇形槽在所述收集槽的旋转出端的位置，用于刷清所述扇形槽底部的附着物。

8.基于权利要求1至6任一项所述清洁机器人的吸附方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、在清洁机器人行进时，单个弧形槽内的电磁铁、电源和行程控制开关串联形成通电电路，电磁铁产生磁性，吸附金属废料；

步骤一、旋转台带动其中一个弧形槽完全旋转至收集槽内时，弧形卡条使横轴偏转预定角度，形成控制开关断开串联电路，电磁铁失去磁性，金属废料掉落至收集槽内；

步骤一、旋转台继续带动该弧形槽开始旋转出收集槽，毛刷对弧形槽底部进行清理，待该弧形槽完全旋转出收集槽时，横轴刚好不受弧形卡条的阻挡，形成控制开关闭合串联电路，电磁铁产生磁性，继续吸附金属废料。

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