CN116327047B - 一种可切换自动驾驶的扫地装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可切换自动驾驶的扫地装置，属于环卫清洁技术领域。包括车架、调节机构、检测机构、刹车踏板、清洁机构、吸尘机构和操作台，所述操作台安装于车架的前端，所述刹车踏板安装于车架上，所述清洁机构铰接于车架的底面并位于操作台的下方，所述调节机构与清洁连接并调节清洁机构的清洁范围，所述吸尘机构安装于车架的底部，所述检测机构安装于车架的底部并对四周环境进行检测，所述操作台分别与调节机构、检测机构、刹车踏板、清洁机构和吸尘机构电连接。本发明通过调节机构调节清洁机构的清洁范围来适应不同的使用环境，解决了传统的驾驶式扫地机并不能改变其清扫范围来适应空间狭小中进行清扫的问题。

Description

一种可切换自动驾驶的扫地装置

技术领域

本发明属于环卫清洁技术领域，具体涉及一种可切换自动驾驶的扫地装置。

背景技术

扫地车是将扫地、吸尘相结合的一体化垃圾清扫车，具有工作效率高，清洁成本低，清洁效果好，安全性能高，经济回报率高等优点，已经被广泛应用于各大中小城市道路，以及办公写字楼内的清扫工作。

在环保愈加重视的今天，越来越受到企事业单位的欢迎。广泛适用于超市、厂房车间、步行街、宾馆大厅、候车候机厅、礼堂、地铁等大面积瓷砖、大理石、水泥地面的清扫、吸尘一体化。

而在一些工业厂房和物料仓库等环境中也需要经常进行清扫以保证仓库内的卫生环境，驾驶式扫地机能够高效完成这项工作。

而在工业厂房和物料仓库等复杂环境中，由于经常需要布置生产线和储存物料等设备，因此一些区域空间相对较小，难以实现全面清扫。但是，传统的驾驶式扫地机并不能改变其清扫范围，无法覆盖这些狭小的区域，导致工作效率低下。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可切换自动驾驶的扫地装置，解决了传统的驾驶式扫地机并不能改变其清扫范围来适应空间狭小中进行清扫的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种可切换自动驾驶的扫地装置，包括车架、调节机构、检测机构、刹车踏板、清洁机构、吸尘机构和操作台，所述操作台安装于车架的前端，所述刹车踏板安装于车架上，所述清洁机构铰接于车架的底面并位于操作台的下方，所述调节机构与清洁连接并调节清洁机构的清洁范围，所述吸尘机构安装于车架的底部，所述检测机构安装于车架的底部并对四周环境进行检测，所述操作台分别与调节机构、检测机构、刹车踏板、清洁机构和吸尘机构电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，扫地装置可通过所述操作台切换为自动驾驶模式，在自动驾驶模式下所述检测机构对四周环境进行检测并将检测结果传输到操作台中的控制系统，所述操作台根据检测结果调整清洁机构的清洁范围，在自动驾驶模式下踩下刹车踏板将退出自动驾驶模式。

作为本发明的一种优选技术方案，所述清洁机构包括两清扫轮、两安装架、两驱动电机、两连接杆和横杆，所述横杆铰接于车架的底面并与调节机构连接，所述两清扫轮、两安装架、两驱动电机和两连接杆均对称设置于横杆的两端，所述安装架分别通过连接杆滑动设置于横杆的一端，所述驱动电机安装于安装架上并与清扫轮连接，所述驱动电机与操作台电连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述调节机构包括升降组件和横移组件，所述升降组件安装于车架的底面并与横杆铰接，所述横移组件安装于横杆上并驱动清扫轮改变清洁范围。

作为本发明的一种优选技术方案，所述升降组件包括升降气缸、铰接座、铰链和固定座，所述升降气缸安装于车架的底面，所述铰接座安装于升降气缸的升降端并与铰链的一端铰接，所述铰链的另一端与固定座铰接，所述固定座安装于横杆的侧壁表面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述横移组件包括横移电机、套轴、第一横移件和第二横移件，所述横移电机安装于横杆的顶面，所述横移电机的输出轴通过套轴分别与第一横移件和第二横移件连接，所述第一横移件和第二横移件在横移电机的驱动下同步往相对方向移动，所述第一横移件与任一安装架连接，所述第二横移件与另一安装架连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第一横移件包括直齿轮和直齿条，所述直齿轮安装于套轴的底端并与直齿条啮合，所述直齿条与一安装架连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述第二横移件包括斜齿轮和斜齿条，所述斜齿轮安装于套轴的底部并位于直齿轮上方，所述斜齿轮和斜齿条啮合，所述斜齿条与另一安装架连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述车架的底面还安装有无线充电模块，所述无线充电模块与操作台通信连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述车架的后端还设置有废料车，所述废料车与车架卡接。

本发明的有益效果为：

1.通过检测机构来对扫地装置四周的环境进行检测，并将检测结果传输到操作台，操作员根据检测机构的检测结果来通过调节机构调节清洁机构的清洁范围来适应不同的使用环境；

2.同时通过操作台可以自动切换扫地装置的手动控制架设模式和自动架设模式，在自动控制的模式下踩下刹车踏板可以自动切换成手动控制模式，通过手动模式和自动模式的自由切换让该扫地装置可以适应不同的使用场景；

3.在车架的底部安装有无线充电模块，让该扫地装置可以直接通过无线充电设备来进行充电，同时在自动模块下可以自动移动到充电设备来完成充电。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的立体图；

图2为本发明扫地装置仰视图；

图3为图2的A处放大图；

图4为本发明清洁机构结构示意图；

图5为本发明调节机构结构示意图；

图6为本发明升降组件结构示意图；

图7为本发明横移组件结构示意图；

图8为本发明两横移件结构示意图；

主要元件符号说明

图中：1、车架；2、调节机构；21、升降组件；211、升降气缸；212、铰接座；213、铰链；214、固定座；22、横移组件；221、横移电机；222、套轴；223、直齿轮；224、直齿条；225、斜齿轮；226、斜齿条；3、检测机构；4、刹车踏板；5、清洁机构；51、清扫轮；52、安装架；53、驱动电机；54、连接杆；55、横杆；6、吸尘机构；7、操作台；8、无线充电模块；9、废料车。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。

请参阅图1-8，本实施例提供了一种可切换自动驾驶的扫地装置，包括车架1、调节机构2、检测机构3、刹车踏板4、清洁机构5、吸尘机构6和操作台7，操作台7安装在车架1的前端上，刹车踏板4安装在车架1上并靠近操作台7的底部，清洁机构5铰接在车架1的底面并位于操作台7的下方，对扫地装置前方的区域进行清扫，调节机构2与清洁机构5连接并调节清洁机构5的清洁范围，吸尘机构6安装在车架1的底部对清洁机构5清扫的垃圾进行吸附和对经过的底面进行吸尘处理，检测机构3安装在车架1的底部并对扫地装置的四周环境进行检测，操作台7分别与调节机构2、检测机构3、刹车踏板4、清洁机构5和吸尘机构6电连接。

在一些复杂的工业环境中，由于工业生产线设备等物料储存设施的布置情况，一些区域空间相对较小，如走廊、窄通道、狭小的角落等，这些地方往往难以被传统的驾驶式扫地机清扫到，这会导致这些区域的清洁工作受限，存在清洁死角，使得工作效率低下，甚至可能带来安全隐患。

相较于传统驾驶式扫地机，本方案提供的扫地装置，其清洁机构5可以通过调节机构2调整，根据实际工作需求来改变它的清洁范围并且可以进行精细调节，从而清洁到更为狭小的区域，如工业设备旁边、窄窄的走廊、角落、台阶等难以到达的地方。同时，它的检测机构3可以对周围环境进行全方位的扫描和检测，感知障碍物并避免碰撞或卡住，同时可以及时报警或停止工作。因此，这些现实环境中的局限可以被克服，并有效提高清洁效率和质量。

在该扫地装置工作的过程中，工作人员可以在操作台7上操作该扫地装置的运作，通过操作台7可以操作扫地装置来进行清洁工作；在操作台7上包括各种开关和按钮，可以通过这些开关和按钮来控制调节机构2的运作，从而对清洁机构5的清洁范围进行调整，让该扫地装置可以在复杂的工业环境中也能完成清洁的工作。

为了让该扫地装置可以自由的切换自动驾驶模式，在一实施例中，操作台7可切换自动驾驶模式，在自动驾驶模式下检测机构3对四周环境进行检测并将检测结果传输到操作台7中的控制系统，操作台7根据检测结果调整清洁机构5的清洁范围，在自动驾驶模式下踩下刹车踏板4将退出自动驾驶模式。在一些扫地机器人中通常包括自动控制系统，通过自动控制系统来完成自动打扫的功能，在这些扫地机器人的操作系统，通常利用以下方法来进行自动清洁：

任务规划算法：扫地机器人内置的算法能够根据预设区域、已清扫区域等因素制定清扫任务，合理规划机器人的移动路径，从而避免重复清扫。

利用位置感知技术：扫地机器人通常会根据自己内置的位置感知技术，如激光雷达、摄像头等设备，记录并更新已清扫区域的位置信息，一旦机器人检测到已清扫过的区域，就不会再次清扫该区域。

利用地图建立技术：扫地机器人在使用过程中可以利用激光雷达等传感器，从而构建出室内地图，并结合已清扫区域的记录，确定已清扫区域，从而避免再次清扫该区域。

充分利用传感器数据：扫地机器人内置多种传感器，能够感知墙角、家具、地毯等障碍物，对于大面积连片的区域，比如走廊等区域，可以根据传感器数据避免重复覆盖清扫。

而因为本方案的扫地装置在车架1的底部安装了检测机构3，检测机构3会对扫地装置四周的环境进行检测，并根据检测结果来对清洁机构5的清洁范围进行调整，所以在本操作台7包含的操作系统中，该操作系统包括上述自动控制系统，该自动控制系统通过利用位置感知技术来完成自动清洁工作，在通过操作台7来让扫地装置自动完成清洁工作的过程中，若是需要临时停止自动控制模式时，只需要将刹车踏板4踩下即可退出自动控制模式，在需要重新进入自动驾驶时，通过操作台7上的按钮即可完成自动驾驶。

而为了更好的对扫地装置四周的环境进行检测，在一实施例中，检测机构3包括超声波传感器、摄像头和激光雷达，超声波传感器、摄像头和激光雷达通过一个安装壳安装于车架1的底部，通过超声波传感器、摄像头和激光雷达来获得周围的信息，包括厂房内的过道线，障碍物以及障碍物离扫地装置的距离，检测机构3将这些信息传递到操作台7中，通过操作台7内的控制系统来完成对扫地装置实现自动驾驶时的清洁动作，通过检测机构3不断的检测数据来保证扫地装置的自动驾驶可以顺利的完成。

为了更好的完成清洁，本实施例中，清洁机构5包括两清扫轮51、两安装架52、两驱动电机53、两连接杆54和横杆55，横杆55铰接于车架1的底面并与调节机构2连接，安装架52通过连接杆54滑动设置在横杆55的一端，驱动电机53安装在安装架52的顶面上，清扫轮51位于安装架52的下方并与驱动电机53的驱动端连接；横杆55的另一端对称设置有另一清扫轮51、安装架52、驱动电机53和连接杆54。在进行清洁的过程中，驱动电机53驱动清扫轮51转动来将垃圾和灰尘清扫到车架1的中间，通过吸尘机构6来将垃圾和灰尘进行吸附，以此来完成清洁工作。

同时在两清扫轮51后方同样设置着一组导向轮来进行进一步的清洁，因为清扫轮51的清洁范围会发生改变，当清扫轮51向两边移动来扩大清洁范围时，此时经过清扫轮51清扫时，吸尘机构6并不能对垃圾完成全部吸附，位于吸尘机构6吸附范围外的垃圾将会被遗漏，这就导致了扫地装置在进行打扫并不能很好的完成打扫，而通过清洁机构5后方的导向轮机构可以将清洁机构5清扫的垃圾送到吸尘机构6的吸附范围内，以此来对清洁机构5更好的完成清洁动作，让清洁机构5在增加清洁范围时不会因为清扫的垃圾在吸尘机构6的吸附区域外而导致不能将垃圾完成全部吸附的情况发生。

为了更好的调节清洁机构5的清洁范围，在一实施例中，调节机构2包括升降组件21和横移组件22，升降组件21安装于车架1的底面并与横杆55铰接，横移组件22安装于横杆55上并驱动清扫轮51改变清洁范围，在一些工业厂房中，有些位置地面堆积有一些货物或者一些设备机架的为了水平会垫一些东西，这就导致了在进行清扫时需要将清扫轮51避免开这些货物来进行清扫，避免清扫轮51与之发生碰撞而使得扫地装置或者设备货物发生碰撞而损坏，由于在工业厂房中通常需要摆放着各种各样的货物，而这会让过道两边的区域大小并不会一致，在使用该扫地装置时，可以通过横移组件22来调整清扫轮51的范围来对不同大小的区域进行清扫，避免了由于一些区域过窄而导致扫地装置过不去需要绕道的情况发生，同时或者因为过道的区域过宽大于清扫轮51目前的清扫范围时，需要多次进行清扫而浪费工作效率的情况，通过横移组件22来对清扫轮51的清扫范围进行调节可以让该扫地装置在不同的情况下都可以很好的完成清洁工作，同时在清洁完成后，通过升降组件21来将清扫轮51升起，让清扫轮51不会对清扫过的区域进行重复的清扫，以此来减少清扫轮51的损耗，来延长清扫轮51的工作寿命。

为了将清洁机构5进行升降而更好的适应不同的情况，在一实施例中，升降组件21包括升降气缸211、铰接座212、铰链213和固定座214，升降气缸211安装在车架1的底面，铰接座212安装于升降气缸211的升降端并通过铰链213和与固定座214铰接，固定座214安装于横杆55的侧壁表面，在清扫完成后，可以通过升降气缸211收缩，带动横杆55转动来让清扫轮51升起。让清扫轮51离开地面完成对清洁的机构的升降，让清扫轮51不会对清扫完成的区域进行重复的清扫，同时可以避免由于在完成清洁工作后扫地机在移动的过程中过度的摩擦清扫轮51而导致清扫轮51上的毛刷磨损严重，从而减少了清扫轮51的使用寿命。

为了更好的对清扫轮51的清洁范围进行调节，在一实施例中，横移组件22包括横移电机221、套轴222、第一横移件和第二横移件，横移电机221安装在横杆55的顶面上并且输出端通过套轴222分别和第一横移件和第二横移件连接，第一横移件和第二横移件在横移电机221的驱动下同步往相对或者相反的方向移动，第一横移件与一安装架52连接，第二横移件与另一安装架52连接，在检测机构3检测到四周的环境变窄或者变宽时，需要对清洁机构5的清洁范围进行调整以便清洁机构5可以更好的完成清洁工作，当检测机构3将检测结果传输给操作台7时，操作台7将该信号经过处理后传输到横移电机221中，横移电机221接收到操作台7传输过来信号时将驱动第一横移件和第二横移滑动，从而让清扫轮51通过安装架52在连杆上滑动来完成对清洁机构5清洁范围的改变，在横移电机221在进行转动的过程中，第一横移件和第二横移会往相对或者相反的方向来进行同步的移动，以此来达到对清洁机构5的清洁范围变大或者缩小的目的。

为了左清扫轮51可以完成滑动来改变清洁范围的情况，在一实施例中，第一横移件包括直齿轮223和直齿条224，直齿轮223安装于套轴222的底端并与直齿条224啮合，直齿条224与一安装架52连接，通过横移电机221驱动直齿轮223转动，从而驱动直齿条224移动，通过直齿轮223和直齿条224啮合的方式将横移电机221的转动转化为左清扫轮51的移动来达到对其改变清洁范围的目的。

为了在横移电机221的驱动下同时可以对右清扫轮51的清洁范围发生改变，在一实施例中，第二横移件包括斜齿轮225和斜齿条226，斜齿轮225安装于套轴222的底部并位于直齿轮223上方，斜齿轮225和斜齿条226啮合，斜齿条226另一安装架52连接，通过将斜齿轮225与斜齿条226啮合时的转动方向与直齿条224转动的方向相反即可完成在同一转动方向下实现相反或者相对方向的两个方向的运动效果，让左清扫轮51在进行收缩时右清扫轮51可以同样完成收缩的动作，以此来达到对清洁机构5的清洁范围变大或者缩小的目的。

而为了让在同一驱动方向下可以完成对清洁机构5的清洁范围变大或者缩小的目的，横移组件22还可以这样设置，在套轴222的底部设置锥齿轮，再通过两个锥齿轮来与套轴222的底部的锥齿轮啮合将横移电机221竖直方向的转动转化为两个相反方向的水平转动，再在两个水平方向的锥齿轮上连接丝杆，两个丝杆的螺向相反，再在丝杆上套设滑块，滑块与安装架52连接，这样同样可以完成两清扫轮51在同一转动方向下的相对或者相反方向的移动，这样也可以完成对对清洁机构5的清洁范围变大或者缩小的目的；或者在套轴222底部设置一个齿轮组，通过齿轮组来将将横移电机221的转动方向转化为两个不同方向的转动同样可以实现对清洁机构5的清洁范围变大或者缩小的目的。

为了让该扫地装置可以更好的使用，在一实施例中，车架1的底面还安装有无线充电模块8，无线充电模块8与操作台7通信连接，通过在车架1的底面上安装无线充电模块8，当该扫地装置在自动驾驶的过程中或者是电量不足的情况下，可以自动的将扫地装置移动到无线充电点进行充电，或者在仓房内的一段区域埋设无线充电装置，当扫地装置经过该区域时可以进行充电，减少扫地装置的充电时间，让扫地装置的工作效率更高。

为了将吸附的垃圾更好的进行清理，在一实施例中，车架1的后端还设置有废料车9，废料车9与车架1卡接，当扫地装置完成清洁工作后，通过移动车架1后面的废料车9来将清理的垃圾倒进垃圾堆，通过设置废料车9的方式来完成对垃圾的清理，减少倒垃圾的麻烦，同时废料车9与车架1卡接的方式同样可以更加方便的将废料车9从车架1中取出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种可切换自动驾驶的扫地装置，其特征在于：包括车架、调节机构、检测机构、刹车踏板、清洁机构、吸尘机构和操作台，所述操作台安装于车架的前端，所述刹车踏板安装于车架上，所述清洁机构铰接于车架的底面并位于操作台的下方，所述调节机构与清洁机构连接并调节清洁机构的清洁范围，所述吸尘机构安装于车架的底部，所述检测机构安装于车架的底部并对四周环境进行检测，所述操作台分别与调节机构、检测机构、刹车踏板、清洁机构和吸尘机构电连接；

扫地装置可通过所述操作台切换为自动驾驶模式，在自动驾驶模式下所述检测机构对四周环境进行检测并将检测结果传输到操作台中的控制系统，所述操作台根据检测结果调整清洁机构的清洁范围，在自动驾驶模式下踩下刹车踏板将退出自动驾驶模式；

所述检测机构包括超声波传感器、摄像头和激光雷达，所述超声波传感器、摄像头和激光雷达对周围情况进行检测；

所述清洁机构包括两清扫轮、两安装架、两驱动电机、两连接杆和横杆，所述横杆铰接于车架的底面并与调节机构连接，所述两清扫轮、两安装架、两驱动电机和两连接杆均对称设置于横杆的两端，所述安装架分别通过连接杆滑动设置于横杆的一端，所述驱动电机安装于安装架上并与清扫轮连接，所述驱动电机与操作台电连接；

所述调节机构包括升降组件和横移组件，所述横移组件包括横移电机、套轴、第一横移件和第二横移件，所述横移电机安装于横杆的顶面，所述横移电机的输出轴通过套轴分别与第一横移件和第二横移件连接，所述第一横移件和第二横移件在横移电机的驱动下同步往相对方向移动，所述第一横移件与任一安装架连接，所述第二横移件与另一安装架连接；

所述第一横移件包括直齿轮和直齿条，所述直齿轮安装于套轴的底端并与直齿条啮合，所述直齿条与一安装架连接；

所述第二横移件包括斜齿轮和斜齿条，所述斜齿轮安装于套轴的底部并位于直齿轮上方，所述斜齿轮和斜齿条啮合，所述斜齿条与另一安装架连接；

所述升降组件安装于车架的底面并与横杆铰接，所述横移组件安装于横杆上并驱动清扫轮改变清洁范围；

所述升降组件包括升降气缸、铰接座、铰链和固定座，所述升降气缸安装于车架的底面，所述铰接座安装于升降气缸的升降端并与铰链的一端铰接，所述铰链的另一端与固定座铰接，所述固定座安装于横杆的侧壁表面。

2.根据权利要求1所述的一种可切换自动驾驶的扫地装置，其特征在于：所述车架的底面还安装有无线充电模块，所述无线充电模块与操作台通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种可切换自动驾驶的扫地装置，其特征在于：所述车架的后端还设置有废料车，所述废料车与车架卡接。