CN116616648A - 智能避障的清洗擦拭小车 - Google Patents

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黄开朝
赵小聪
付吉康
陈松兵
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Abstract

本发明涉及清洁设备领域，尤其涉及一种智能避障的清洗擦拭小车，包括移动机构以及清洗擦拭机构，通过清洗擦拭机构对地面进行擦拭，通过第一超声波传感器识别移动前方的障碍物，通过第二超声波传感器识别左右两侧的障碍物，进而能反馈控制转向机构进行智能避障，通过移动机构能越过台阶，且通过倾角传感器识别小车车身在越过台阶时的倾斜角度，进而将倾斜角度反馈给六自由度平台，使六自由度平台驱动控制支撑板保持水平状态，进而使储水箱保持结构稳定和平衡，提高小车的平稳度，移动稳定性高，防止清洁用水洒出以及防止小车翻车，使用范围广且使用性能好，通过烘干机构能对清洁后的地面进行烘干，提高使用效果。

Description

智能避障的清洗擦拭小车
技术领域
本发明涉及清洁设备领域，尤其涉及一种智能避障的清洗擦拭小车。
背景技术
目前将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人统一归为扫地机器人，擦地的扫地机器人又称清洗擦拭小车，是智能家电的一种，能凭借人工智能，自动在客厅、房间或卫生间内完成地板清理工作，一般采用刷扫的方式完成地面清理的功能，但是这类清洗擦拭小车无法对清洁后的地面进行烘干，且这类清洗擦拭小车只能避开障碍物进行绕道行驶，而因为卫生间内存在多处台阶，如淋浴房的底部会有一处防溢水的台阶，卫生间的门口也会有一处防溢水的台阶，这类清洗擦拭小车无法越过如台阶的障碍物，导致使用范围小，如果强行越过台阶可能会导致小车承载的清洁用水洒出，甚至导致小车翻车，使用性能差。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能对清洁后的地面进行烘干，使用效果好，能越过台阶且使小车保持平衡，移动稳定性高，使用范围广，使用性能好的智能避障的清洗擦拭小车。
本发明所采用的技术方案为：
一种智能避障的清洗擦拭小车，包括移动机构以及清洗擦拭机构，移动机构的顶部连接有六自由度平台，六自由度平台的顶部连接有支撑板，支撑板的顶部连接有用于向清洗擦拭机构进行供水的储水箱，六自由度平台的底部设置有倾角传感器，移动机构的前侧连接有转向机构和第一超声波传感器，清洗擦拭机构与转向机构连接，移动机构的左右两侧均连接有第二超声波传感器，且其后侧设置有烘干机构。
作为优选，转向机构包括铰座、连杆和转向轮，铰座固定于移动机构上，且其一侧固定连接有第一伺服电机，第一伺服电机的输出端与连杆连接，连杆与铰座铰接，转向轮连接于连杆远离铰座的一端。
作为优选，清洗擦拭机构包括第一气缸和安装架，第一气缸固定于连杆的一侧，且其底部输出端与安装架的顶部固定连接，安装架的底部转动连接有转轴，且其一侧连接有第二伺服电机，第二伺服电机的输出端穿过安装架后与转轴连接，转轴的外侧呈环形阵列排布有若干个擦拭条。
作为优选，清洗擦拭机构还包括横置出水管，横置出水管连接于安装架的前侧，且其顶部设有第一进水口，储水箱的前侧设有第一出水口，第一出水口内设有第一阀芯，且其通过导水管与第一进水口连通，横置出水管的内部设有腔体，且其底部均匀排布有若干个第一喷水口，腔体分别与第一进水口以及第一喷水口连通。
作为优选，转向轮为全向轮。
作为优选，六自由度平台包括顶板、底板和伸缩杆，顶板与支撑板的底部固定连接，且其设置于底板的上方，底板固定于移动机构的顶部，伸缩杆设置于顶板和底板之间，且其均匀排布有六个，伸缩杆的上下两端分别通过万向铰链与顶板以及底板连接。
作为优选，移动机构包括移动架以及对称设置于移动架两侧的驱动轮组件，驱动轮组件包括三角架、链条、安装板、第三伺服电机和第四伺服电机，三角架的三端均转动连接有车轮，车轮的一侧连接有第一齿轮，三个第一齿轮均啮合连接于链条的内侧，链条的外侧啮合连接有第二齿轮，第三伺服电机的输出端穿过三角架后与第二齿轮固定连接，且其外侧通过轴承连接有第三齿轮，第三齿轮与三角架的一侧固定连接，且其上侧啮合连接有第四齿轮，第四齿轮与第四伺服电机的输出端连接，第四伺服电机和第三伺服电机均固定于安装板上，安装板与移动架固定连接。
作为优选，烘干机构包括烘干箱、风机以及电热丝，烘干箱的顶部设有进风口，且其底部设有出风口，风机和电热丝均设置于烘干箱的内部，风机设置于电热丝的上方。
作为优选，储水箱的顶部通过第二阀芯连通设有清洗液储存罐。
作为优选，清洗液储存罐的一侧设有第五伺服电机，第五伺服电机固定于储水箱的顶部，且其输出端连接有搅拌轴，搅拌轴设置于储水箱内，且其侧面连接有搅拌叶。
本发明的有益效果在于：
该智能避障的清洗擦拭小车通过清洗擦拭机构对地面进行擦拭，通过第一超声波传感器识别移动前方的障碍物，通过第二超声波传感器识别左右两侧的障碍物，进而能反馈控制转向机构进行智能避障，通过移动机构能越过台阶，且通过倾角传感器识别小车车身在越过台阶时的倾斜角度，进而将倾斜角度反馈给六自由度平台，使六自由度平台驱动控制支撑板保持水平状态，进而使储水箱保持结构稳定和平衡，提高小车的平稳度，移动稳定性高，防止清洁用水洒出以及防止小车翻车，使用范围广且使用性能好，通过烘干机构能对清洁后的地面进行烘干，提高使用效果。
附图说明
图1为本发明的第一立体示意图。
图2为本发明的第二立体示意图。
图3为六自由度平台的结构示意图。
图4为驱动轮组件的结构示意图。
图5为驱动轮组件的结构分解示意图。
图6为储水箱的内部结构示意图。
图7为清洗擦拭机构的部分结构分解示意图。
图8为烘干机构的结构分解示意图。
图中：1.移动机构；101.移动架；102.三角架；103.链条；104.安装板；105.第三伺服电机；106.第四伺服电机；107.车轮；108.第一齿轮；109.第二齿轮；110.第三齿轮；111.第四齿轮；2.清洗擦拭机构；201.第一气缸；202.安装架；203.转轴；204.第二伺服电机；205.擦拭条；206.横置出水管；207.第一进水口；208.导水管；209.第一喷水口；3.六自由度平台；301.顶板；302.底板；303.伸缩杆；304.万向铰链；4.支撑板；5.储水箱；501.第一出水口；502.进水管；6.倾角传感器；7.转向机构；701.铰座；702.连杆；703.转向轮；704.第一伺服电机；8.第一超声波传感器；9.第二超声波传感器；10.烘干机构；1001.烘干箱；1002.风机；1003.电热丝；1004.进风口；1005.出风口；11.清洗液储存罐；12.第五伺服电机；13.搅拌轴；14.搅拌叶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：包括移动机构1以及清洗擦拭机构2，移动机构1的顶部连接有六自由度平台3，六自由度平台3的顶部连接有支撑板4，支撑板4的顶部连接有用于向清洗擦拭机构2进行供水的储水箱5，六自由度平台3的底部设置有倾角传感器6，移动机构1的前侧连接有转向机构7和第一超声波传感器8，清洗擦拭机构2与转向机构7连接，移动机构1的左右两侧均连接有第二超声波传感器9，且其后侧设置有烘干机构10；
通过清洗擦拭机构2对地面进行擦拭，通过第一超声波传感器8识别移动前方的障碍物，通过第二超声波传感器9识别左右两侧的障碍物，进而能反馈控制转向机构7进行智能避障，通过移动机构1能越过台阶，且通过倾角传感器6识别小车车身在越过台阶时的倾斜角度，进而将倾斜角度反馈给六自由度平台3，使六自由度平台3驱动控制支撑板4保持水平状态，进而使储水箱5保持结构稳定和平衡，提高小车的平稳度，移动稳定性高，防止清洁用水洒出以及防止小车翻车，使用范围广且使用性能好，通过烘干机构10能对清洁后的地面进行烘干，提高使用效果。
为了方便进行转向避障，本实施例中，优选的，转向机构7包括铰座701、连杆702和转向轮703，铰座701固定于移动机构1上，且其一侧固定连接有第一伺服电机704，第一伺服电机704的输出端与连杆702连接，连杆702与铰座701铰接，转向轮703连接于连杆702远离铰座701的一端，目的是通过转向轮703控制小车转向，进而实现避障，当需要跨越台阶时，通过第一伺服电机704驱动连杆702向上翻转，进而带动转向轮703越过台阶。
请参阅图7，为了方便对地面进行擦拭，提高自动化及智能化程度，本实施例中，优选的，清洗擦拭机构2包括第一气缸201和安装架202，第一气缸201固定于连杆702的一侧，且其底部输出端与安装架202的顶部固定连接，安装架202的底部转动连接有转轴203，且其一侧连接有第二伺服电机204，第二伺服电机204的输出端穿过安装架202后与转轴203连接，转轴203的外侧呈环形阵列排布有若干个擦拭条205；
目的是通过擦拭条205对地面进行擦拭，当擦拭条205沿着清洗路线对地面擦拭了一遍后，通过第一气缸201驱动擦拭条205离开地面，然后通过第二伺服电机204驱动转轴203转动，最后通过第一气缸201驱动下一擦拭条205下降与地面抵接，继而通过下一擦拭条205对地面进行第二遍擦拭，提高擦拭效果，提高清洁度。
为了方便对地面进行清洗擦拭，提高自动化及智能化程度，本实施例中，优选的，清洗擦拭机构2还包括横置出水管206，横置出水管206连接于安装架202的前侧，且其顶部设有第一进水口207，储水箱5的前侧设有第一出水口501，第一出水口501内设有第一阀芯，且其通过导水管208与第一进水口207连通，横置出水管206的内部设有腔体，且其底部均匀排布有若干个第一喷水口209，腔体分别与第一进水口207以及第一喷水口209连通；
目的是通过第一阀芯控制第一出水口501的出水，使第一出水口501将储水箱5内的清洁水经第一进水口207后输送到腔体内，并使腔体内的清洁水从多个第一喷水口209均匀排出到台面，然后擦拭条205对带有清洁水的台面进行清洗擦拭，提高清洗效果。
为了方便小车进行转向，提高自动化及智能化程度，本实施例中，优选的，转向轮703为全向轮，目的是通过全向轮适用在较差的路况上进行转向驱动。
请参阅图3，为了方便使储水箱5保持平衡，防止清洁用水洒出以及防止小车翻车，本实施例中，优选的，六自由度平台3包括顶板301、底板302和伸缩杆303，顶板301与支撑板4的底部固定连接，且其设置于底板302的上方，底板302固定于移动机构1的顶部，伸缩杆303设置于顶板301和底板302之间，且其均匀排布有六个，伸缩杆303的上下两端分别通过万向铰链304与顶板301以及底板302连接；
目的是当在跨越台阶时，通过倾角传感器6识别小车车身在越过台阶时的倾斜角度，进而将倾斜角度反馈给六自由度平台3，使伸缩杆303驱动控制顶板301保持水平状态，进而使支撑板4保持水平状态，保持储水箱5结构稳定和平衡，提高小车的平稳度，移动稳定性高，防止清洁用水洒出以及防止小车翻车。
请参阅图4-图5，为了方便通过移动机构1跨越台阶，本实施例中，优选的，移动机构1包括移动架101以及对称设置于移动架101两侧的驱动轮组件，驱动轮组件包括三角架102、链条103、安装板104、第三伺服电机105和第四伺服电机106，三角架102的三端均转动连接有车轮107，车轮107的一侧连接有第一齿轮108，三个第一齿轮108均啮合连接于链条103的内侧，链条103的外侧啮合连接有第二齿轮109，第三伺服电机105的输出端穿过三角架102后与第二齿轮109固定连接，且其外侧通过轴承连接有第三齿轮110，第三齿轮110与三角架102的一侧固定连接，且其上侧啮合连接有第四齿轮111，第四齿轮111与第四伺服电机106的输出端连接，第四伺服电机106和第三伺服电机105均固定于安装板104上，安装板104与移动架101固定连接；
目的是通过第三伺服电机105驱动第二齿轮109旋转，使第二齿轮109通过链条103带动第一齿轮108旋转，进而带动车轮107旋转，实现小车的前进或后退；
当小车需要跨越台阶时，通过第四伺服电机106驱动第四齿轮111旋转，使第四齿轮111带动第三齿轮110旋转，进而通过第三齿轮110带动三角架102翻转，实现小车的攀爬，使小车能跨越一定高度的台阶。
请参阅图8，为了方便对清洗后的台面进行自动烘干，提高自动化及智能化程度，本实施例中，优选的，烘干机构10包括烘干箱1001、风机1002以及电热丝1003，烘干箱1001的顶部设有进风口1004，且其底部设有出风口1005，风机1002和电热丝1003均设置于烘干箱1001的内部，风机1002设置于电热丝1003的上方，目的是通过风机1002向电热丝1003吹风，使风经过电热丝1003变为热风后从出风口1005向下排出，排出的热风对清洗后的台面进行自动烘干。
请参阅图6，为了方便提高清洁效果，本实施例中，优选的，储水箱5的顶部通过第二阀芯连通设有清洗液储存罐11，目的是通过第二阀芯控制清洗液储存罐11内的清洗液进而到储水箱5内，使清洗液与清水混合，提高清洗效果。
为了方便提高清洗液与清水的混合效果，本实施例中，优选的，清洗液储存罐11的一侧设有第五伺服电机12，第五伺服电机12固定于储水箱5的顶部，且其输出端连接有搅拌轴13，搅拌轴13设置于储水箱5内，且其侧面连接有搅拌叶14，目的是通过第五伺服电机12驱动搅拌轴13转动，进而使搅拌叶14对储水箱5内的清洗液和清水进行搅拌，使清洗液与清水充分混合，提高清洗效果。
为了方便进行补水，本实施例中，优选的，储水箱5的顶部设有进水管502，进水管502内设有第三阀芯。
为了方便提高自动化程度，本实施例中，优选的，伸缩杆303为电动缸、气缸或液压缸。
为了方便提高智能化程度，本实施例中，优选的，还包括控制器，第一阀芯、第二阀芯和第三阀芯均为电磁阀，第三伺服电机105、第四伺服电机106、第一气缸201、第二伺服电机204、伸缩杆303、倾角传感器6、转向轮703、第一伺服电机704、第一超声波传感器8、第二超声波传感器9、风机1002、电热丝1003、第五伺服电机12、第一阀芯、第二阀芯和第三阀芯均与控制器通过电性连接。
本发明的工作原理及使用流程：通过进水管502向储水箱5内部进水，通过第二阀芯控制清洗液储存罐11内的清洗液进而到储水箱5内，使清洗液与清水混合，提高清洗效果，通过第五伺服电机12驱动搅拌轴13转动，进而使搅拌叶14对储水箱5内的清洗液和清水进行搅拌，使清洗液与清水充分混合，提高清洗效果；
通过第三伺服电机105驱动第二齿轮109旋转，使第二齿轮109通过链条103带动第一齿轮108旋转，进而带动车轮107旋转，实现小车的前进或后退；
通过第一超声波传感器8识别移动前方的障碍物，通过第二超声波传感器9识别左右两侧的障碍物，进而能反馈控制转向机构7进行智能避障，具体的，通过转向轮703控制小车转向，进而实现避障；
当小车需要跨越台阶时，首先通过第一伺服电机704驱动连杆702向上翻转，进而带动转向轮703越过台阶，然后通过第四伺服电机106驱动第四齿轮111旋转，使第四齿轮111带动第三齿轮110旋转，进而通过第三齿轮110带动三角架102翻转，实现小车的攀爬，使小车能跨越一定高度的台阶；
当在跨越台阶时，通过倾角传感器6识别小车车身在越过台阶时的倾斜角度，进而将倾斜角度反馈给六自由度平台3，使伸缩杆303驱动控制顶板301保持水平状态，进而使支撑板4保持水平状态，保持储水箱5结构稳定和平衡，提高小车的平稳度，移动稳定性高，防止清洁用水洒出以及防止小车翻车；
通过第一阀芯控制第一出水口501的出水，使第一出水口501将储水箱5内的清洁水经第一进水口207后输送到腔体内，并使腔体内的清洁水从多个第一喷水口209均匀排出到台面，然后擦拭条205对带有清洁水的台面进行清洗擦拭，提高清洗效果，当擦拭条205沿着清洗路线对地面擦拭了一遍后，通过第一气缸201驱动擦拭条205离开地面，然后通过第二伺服电机204驱动转轴203转动，最后通过第一气缸201驱动下一擦拭条205下降与地面抵接，继而通过下一擦拭条205对地面进行第二遍擦拭，提高擦拭效果，提高清洁度；
通过风机1002向电热丝1003吹风，使风经过电热丝1003变为热风后从出风口1005向下排出，排出的热风对清洗后的台面进行自动烘干。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：包括移动机构(1)以及清洗擦拭机构(2)，所述移动机构(1)的顶部连接有六自由度平台(3)，所述六自由度平台(3)的顶部连接有支撑板(4)，所述支撑板(4)的顶部连接有用于向清洗擦拭机构(2)进行供水的储水箱(5)，所述六自由度平台(3)的底部设置有倾角传感器(6)，所述移动机构(1)的前侧连接有转向机构(7)和第一超声波传感器(8)，所述清洗擦拭机构(2)与转向机构(7)连接，所述移动机构(1)的左右两侧均连接有第二超声波传感器(9)，且其后侧设置有烘干机构(10)。
2.根据权利要求1所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述转向机构(7)包括铰座(701)、连杆(702)和转向轮(703)，所述铰座(701)固定于移动机构(1)上，且其一侧固定连接有第一伺服电机(704)，所述第一伺服电机(704)的输出端与连杆(702)连接，所述连杆(702)与铰座(701)铰接，所述转向轮(703)连接于连杆(702)远离铰座(701)的一端。
3.根据权利要求2所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述清洗擦拭机构(2)包括第一气缸(201)和安装架(202)，所述第一气缸(201)固定于连杆(702)的一侧，且其底部输出端与安装架(202)的顶部固定连接，所述安装架(202)的底部转动连接有转轴(203)，且其一侧连接有第二伺服电机(204)，所述第二伺服电机(204)的输出端穿过安装架(202)后与转轴(203)连接，所述转轴(203)的外侧呈环形阵列排布有若干个擦拭条(205)。
4.根据权利要求3所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述清洗擦拭机构(2)还包括横置出水管(206)，所述横置出水管(206)连接于安装架(202)的前侧，且其顶部设有第一进水口(207)，所述储水箱(5)的前侧设有第一出水口(501)，所述第一出水口(501)内设有第一阀芯，且其通过导水管(208)与第一进水口(207)连通，所述横置出水管(206)的内部设有腔体，且其底部均匀排布有若干个第一喷水口(209)，所述腔体分别与第一进水口(207)以及第一喷水口(209)连通。
5.根据权利要求2-4任一所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述转向轮(703)为全向轮。
6.根据权利要求1所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述六自由度平台(3)包括顶板(301)、底板(302)和伸缩杆(303)，所述顶板(301)与支撑板(4)的底部固定连接，且其设置于底板(302)的上方，所述底板(302)固定于移动机构(1)的顶部，所述伸缩杆(303)设置于顶板(301)和底板(302)之间，且其均匀排布有六个，所述伸缩杆(303)的上下两端分别通过万向铰链(304)与顶板(301)以及底板(302)连接。
7.根据权利要求1所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述移动机构(1)包括移动架(101)以及对称设置于移动架(101)两侧的驱动轮组件，所述驱动轮组件包括三角架(102)、链条(103)、安装板(104)、第三伺服电机(105)和第四伺服电机(106)，所述三角架(102)的三端均转动连接有车轮(107)，所述车轮(107)的一侧连接有第一齿轮(108)，三个所述第一齿轮(108)均啮合连接于链条(103)的内侧，所述链条(103)的外侧啮合连接有第二齿轮(109)，所述第三伺服电机(105)的输出端穿过三角架(102)后与第二齿轮(109)固定连接，且其外侧通过轴承连接有第三齿轮(110)，所述第三齿轮(110)与三角架(102)的一侧固定连接，且其上侧啮合连接有第四齿轮(111)，所述第四齿轮(111)与第四伺服电机(106)的输出端连接，所述第四伺服电机(106)和第三伺服电机(105)均固定于安装板(104)上，所述安装板(104)与移动架(101)固定连接。
8.根据权利要求1所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述烘干机构(10)包括烘干箱(1001)、风机(1002)以及电热丝(1003)，所述烘干箱(1001)的顶部设有进风口(1004)，且其底部设有出风口(1005)，所述风机(1002)和电热丝(1003)均设置于烘干箱(1001)的内部，所述风机(1002)设置于电热丝(1003)的上方。
9.根据权利要求1所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述储水箱(5)的顶部通过第二阀芯连通设有清洗液储存罐(11)。
10.根据权利要求9所述的智能避障的清洗擦拭小车，其特征在于：所述清洗液储存罐(11)的一侧设有第五伺服电机(12)，所述第五伺服电机(12)固定于储水箱(5)的顶部，且其输出端连接有搅拌轴(13)，所述搅拌轴(13)设置于储水箱(5)内，且其侧面连接有搅拌叶(14)。
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