CN117181734A - 油烟管道清洗机器人及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了油烟管道清洗机器人，属于油烟管道清洗工具技术领域，包括移动底板，所述移动底板的内部及两侧安装有四驱移动机构，所述四驱移动机构包括有四个移动轮；所述移动底板的两侧均安装有止滑协动机构，所述止滑协动机构包括有第一电动推杆，所述第一电动推杆的输出杆末端安装空心结构的活动腔体，所述活动腔体外端贯穿安装有活动杆，所述活动杆的外侧一端安装有抵触轮，所述活动腔体内部靠近第一电动推杆一面安装有压力传感器；所述移动底板的顶部安装有第一清洁机构、第二清洁机构和摄像头以及控制器，本发明通过止滑协动机构可使清洗机器人在平整和倾斜的油烟管道内部稳定移动，保证机器人的安全性，以及保证倾斜管道内部的清洗效果。

Description

油烟管道清洗机器人及其控制系统

技术领域

本发明主要涉及油烟管道清洗工具技术领域，具体涉及油烟管道清洗机器人及其控制系统。

背景技术

管道是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置，通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送，管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。

油烟管道是一种长距离的油烟输送结构，油烟管道在长时间使用过程中，其内壁会沾染大量的油污，这些油污会沿着油烟管道流出，对管道的出口端的环境造成一定的污染，因此，需要对油烟管道内的油污进行定期清理。申请号为CN201911312180.6的一种油烟管道清洗机器人，通过机器人进入油烟管对油烟管道进行清洁，而油烟管道内部沾满油渍，摩擦力较小，且部分油烟管道部分区域为倾斜结构，传统的油烟管道清洗机器人会因地面的油渍导致在倾斜的管道内无法固定住位置，导致机器人朝下滑动，不仅无法很好地对管道内油渍进行清理，同时容易导致机器人损坏。

发明内容

本发明主要提供了油烟管道清洗机器人及其控制系统用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

油烟管道清洗机器人，包括移动底板，所述移动底板为空心结构，所述移动底板的内部及两侧安装有四驱移动机构，所述四驱移动机构包括有四个移动轮，四个所述移动轮分别转动连接在移动底板的两侧前后；

所述移动底板的两侧均安装有止滑协动机构，所述止滑协动机构包括有第一电动推杆，所述第一电动推杆安装在移动底板两侧中心内部，所述第一电动推杆的输出杆末端安装空心结构的活动腔体，所述活动腔体远离第一电动推杆一端贯穿安装有活动杆，所述活动杆的内部一端设置有限制环，所述活动杆的外侧一端安装有轮架，所述轮架的末端安装有抵触轮，所述活动腔体内部靠近第一电动推杆一面安装有压力传感器；

所述移动底板的顶部安装有第一清洁机构，所述第一清洁机构包括有蓄水箱，所述蓄水箱安装在移动底板顶部，所述蓄水箱的外侧安装有第二清洁机构，所述蓄水箱前侧的移动底板安装有摄像头，所述蓄水箱的顶部安装有与压力传感器和摄像头实现电性连接的控制器。

进一步的，所述四驱移动机构还包括有连接位于同一端的两个移动轮的两个连杆和安装在移动底板内底部的驱动电机，两个所述连杆上安装有协动轮，两个所述协动轮之间安装有张紧带，其中一个连杆上安装有从动锥齿轮，所述驱动电机的输出轴上安装有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮之间垂直且啮合。

进一步的，位于所述移动底板同一侧的两两移动轮之间套有移动履带，两个所述移动履带的外表面设置有防滑纹路。

进一步的，所述轮架为Y型结构，所述止滑协动机构的抵触轮数量为两个，两个所述抵触轮分别转动连接在轮架的两侧末端内部，且其中一个所述抵触轮的顶部安装有伺服电机，且两个所述抵触轮的外表面均套有防滑胶套。

进一步的，所述活动杆上安装有阻盘块，所述阻盘块位于活动腔体的内部，所述活动腔体的内部两侧均安装有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与阻盘块和活动腔体一侧内壁相连接。

进一步的，所述第二清洁机构还包括有四个第一铰链座，四个所述第一铰链座分别安装在蓄水箱的顶部前侧、两侧前侧和移动底板的前侧，四个所述第一铰链座上均转动连接有第二电动推杆，所述第二电动推杆的输出杆末端均安装有第二铰链座，所述第二铰链座上均转动连接有支撑板，所述支撑板上安装有清理组件。

进一步的，所述清理组件包括有安装在支撑板外表面的清理毛刷和刮板，所述清理毛刷位于刮板的前侧。

进一步的，所述第一清洁机构还包括安装在蓄水箱前侧的水泵和安装在四个支撑板前侧中心的雾化喷头，所述水泵通过水管与蓄水箱内部相连接，所述水泵的出水口端安装有四个分别与四个雾化喷头相连接的输送导管。

进一步的，所述蓄水箱的顶部设置有进水口，所述进水口处安装有密封盖，所述蓄水箱的顶部安装有液位检测器，所述液位检测器与控制器实现电性连接。

一种控制系统，用于实施上述的油烟管道清洗机器人，包括：

图像处理模块，用于接收和处理摄像头所传输的监控实时图像；

智能分析模块，用于接收图像处理模块处理完毕的图像信息和压力传感器传递的压力信息；

指令控制模块，用于将智能分析模块分析判断后产生的指令输送至各运行电元件内；

无线传输模块，用于与外界设备实现无线信息传输。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过止滑协动机构可使清洗机器人在平整的油烟管道内部稳定移动，使抵触轮与管道内壁相接触且转动，配合四驱移动机构可增加动力来源以及一定的摩擦阻力，从而防止油烟管道内的油烟导致机器人打滑，导致机器人无法顺利移动，影响清洁效果，而当摄像头检测到清洗机器人在倾斜的管道处时，控制器会使第一电动推杆循环伸缩，从而控制抵触轮与管道内壁之间的接触力，从而使机器人能够稳定在倾斜的管道内部滑动而不滑落，保证机器人的安全性，以及保证倾斜管道内部的清洗效果；

同时通过四驱移动系统，可使四个移动轮均具有动力，从而克服管道内部油渍环境，保证动力源，实现机器人的稳定移动；

通过第一清洁机构和第二清洁机构可对油烟管道内部先进行喷淋清洗液后再通过清理毛刷进行刷洗，最后通过刮板进行刮除，提升清洗效果。

以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的移动底板剖视结构示意图；

图3为本发明的止滑协动机构剖视结构示意图；

图4为本发明的轮架区域结构示意图；

图5为本发明的第一清洁机构和第二清洁机构结构示意图；

图6为本发明的蓄水箱结构示意图；

图7为本发明的蓄水箱区域结构示意图；

图8为本发明的控制系统模块图。

图中：10、移动底板；20、四驱移动机构；21、移动轮；22、连杆；23、协动轮；24、张紧带；25、驱动电机；26、主动锥齿轮；27、从动锥齿轮；28、移动履带；30、止滑协动机构；31、第一电动推杆；32、活动腔体；33、压力传感器；34、轮架；35、抵触轮；36、压缩弹簧；37、活动杆；38、阻盘块；39、防滑胶套；30a、伺服电机；40、控制器；41、智能分析模块；42、指令控制模块；43、无线传输模块；44、图像处理模块；50、第一清洁机构；51、蓄水箱；511、进水口；52、水泵；53、输送导管；54、雾化喷头；55、液位检测器；60、第二清洁机构；61、第二电动推杆；62、清理毛刷；63、刮板；64、第一铰链座；65、第二铰链座；66、支撑板；70、摄像头。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请参照附图1-8，油烟管道清洗机器人，包括移动底板10，所述移动底板10为空心结构，所述移动底板10的内部及两侧安装有四驱移动机构20，所述四驱移动机构20包括有四个移动轮21，四个所述移动轮21分别转动连接在移动底板10的两侧前后；

所述移动底板10的两侧均安装有止滑协动机构30，所述止滑协动机构30包括有第一电动推杆31，所述第一电动推杆31安装在移动底板10两侧中心内部，所述第一电动推杆31的输出杆末端安装空心结构的活动腔体32，所述活动腔体32远离第一电动推杆31一端贯穿安装有活动杆37，所述活动杆37的内部一端设置有限制环，所述活动杆37的外侧一端安装有轮架34，所述轮架34的末端安装有抵触轮35，所述活动腔体32内部靠近第一电动推杆31一面安装有压力传感器33；

所述移动底板10的顶部安装有第一清洁机构50，所述第一清洁机构50包括有蓄水箱51，所述蓄水箱51安装在移动底板10顶部，所述蓄水箱51的外侧安装有第二清洁机构60，所述蓄水箱51前侧的移动底板10安装有摄像头70，所述蓄水箱51的顶部安装有与压力传感器33和摄像头70实现电性连接的控制器40。

具体的，请着重参照附图1和附图2，所述四驱移动机构20还包括有连接位于同一端的两个移动轮21的两个连杆22和安装在移动底板10内底部的驱动电机25，两个所述连杆22上安装有协动轮23，两个所述协动轮23之间安装有张紧带24，其中一个连杆22上安装有从动锥齿轮27，所述驱动电机25的输出轴上安装有主动锥齿轮26，所述主动锥齿轮26和从动锥齿轮27之间垂直且啮合；

需要说明的是，在本实施例中，通过驱动电机25的运作，可实现主动锥齿轮26和主动锥齿轮26啮合传动，并使协动轮23和张紧带24之间完成传动，进而实现两个连杆22的同步且同向转动，从而使四个移动轮21完成同步转动，实现四轮驱动，可有效增加动力输出，防止油烟管道过于湿滑，影响机器人的移动，保证机器人移动的顺利清洁。

同时本四驱移动机构20可采用另外一种实施例方案，将连杆22的数量设置为四个，且驱动电机25的数量为两个，四个连杆22分别与四个移动轮21相连接，且四个移动轮21上均安装有协动轮23，位于同侧的两两协动轮23之间均套有张紧带24，并位于前端的两个连杆22上安装从动锥齿轮27，两个驱动电机25上的主动锥齿轮26分别与对应侧的从动锥齿轮27垂直且啮合；

需要说明的是，在本实施例中，该种方式同样为四驱，而当一个驱动电机25转动而另外一个驱动电机25不转动时，机器人可更好的朝不转动的驱动电机25一端旋转，无需添加新的转向系统，增加实用性。

进一步的，位于所述移动底板10同一侧的两两移动轮21之间套有移动履带28，两个所述移动履带28的外表面设置有防滑纹路；

需要说明的是，在本实施例中，通过移动履带28可增加四驱移动机构20与管道内壁的接触面积，从而配合防滑纹路增加摩擦阻力，进而进一步提升防滑性能，实现机器人的顺利移动。

具体的，请着重参照附图1和附图2，所述轮架34为Y型结构，所述止滑协动机构30的抵触轮35数量为两个，两个所述抵触轮35分别转动连接在轮架34的两侧末端内部，且其中一个所述抵触轮35的顶部安装有伺服电机30a，且两个所述抵触轮35的外表面均套有防滑胶套39；

需要说明的是，在本实施例中，两个抵触轮35可更好的与油烟管道相接触，从而实现更好的制动效果，而在需要机器人更好的移动时，可启动伺服电机30a使抵触轮35转动，从而使抵触轮35接触管道内壁而驱动，增加动力源，而防滑胶套39可防止抵触轮35与油烟管道内壁打滑。

进一步的，所述活动杆37上安装有阻盘块38，所述阻盘块38位于活动腔体32的内部，所述活动腔体32的内部两侧均安装有压缩弹簧36，所述压缩弹簧36的两端分别与阻盘块38和活动腔体32一侧内壁相连接；

需要说明的是，在本实施例中，当抵触轮35与管道侧边内壁接触且导致活动杆37收缩后，阻盘块38会的压缩弹簧36产生挤压，而压缩弹簧36的作用是用来复位和缓冲，防止活动杆37过快的接触压力传感器33，导致装置的感应精准度变差，且在抵触轮35无需抵住管道内壁时，压缩弹簧36的作用力会使活动杆37与压力传感器33相分离，从而解除压力传感器33的压力感应。

具体的，请着重参照附图5和附图6，所述第二清洁机构60还包括有四个第一铰链座64，四个所述第一铰链座64分别安装在蓄水箱51的顶部前侧、两侧前侧和移动底板10的前侧，四个所述第一铰链座64上均转动连接有第二电动推杆61，所述第二电动推杆61的输出杆末端均安装有第二铰链座65，所述第二铰链座65上均转动连接有支撑板66，所述支撑板66上安装有清理组件；

需要说明的是，在本实施例中，第一铰链座64和第二铰链座65可提前根据需要清理的管道形状进行角度调节，保证后续清理组件能很好地接触管道内壁，从而进行清洗，而通过第二电动推杆61的运作，可使支撑板66不断靠近管道内壁，从而通过清理组件对管道进行移动清洁。

进一步的，所述清理组件包括有安装在支撑板66外表面的清理毛刷62和刮板63，所述清理毛刷62位于刮板63的前侧；

需要说明的是，在本实施例中，在机器人在管道内部进行移动的过程中，清理毛刷62会先与管道内壁相接触，从而对管道内壁进行毛刷清洁，之后刮板63再与管道内壁相接触，从而对清理毛刷62清理后粘黏在管道内壁上的污垢进行刮除，增加清洁效果。

具体的，请着重参照附图5和附图7，所述第一清洁机构50还包括安装在蓄水箱51前侧的水泵52和安装在四个支撑板66前侧中心的雾化喷头54，所述水泵52通过水管与蓄水箱51内部相连接，所述水泵52的出水口端安装有四个分别与四个雾化喷头54相连接的输送导管53；

需要说明的是，在本实施例中，在机器人对管道进行清洗时，水泵52将蓄水箱51内部的清洗液进行加压，之后再通过输送导管53输送至雾化喷头54，通过雾化喷头54将清洗液雾化喷洒在油烟管道内壁上，从而更好的溶解顽固污渍，配合后续第二清洁机构60的清洁，可保证机器人对管道的清洗效果。

进一步的，所述蓄水箱51的顶部设置有进水口511，所述进水口511处安装有密封盖，所述蓄水箱51的顶部安装有液位检测器55，所述液位检测器55与控制器40实现电性连接；

需要说明的是，在本实施例中，通过进水口511可便捷注入清洗液，而通过液位检测器55可自动实时检测蓄水箱51内部清洗液的量，从而在低液位时，传递信息至控制器40，控制器40再通过无线传输模块43将信息输送至外界设备内，提醒人员取出机器人，从而加注清洗液。

一种控制系统，用于实施上述的油烟管道清洗机器人，包括：

图像处理模块44，用于接收和处理摄像头70所传输的监控实时图像；

智能分析模块41，用于接收图像处理模块44处理完毕的图像信息和压力传感器33传递的压力信息；

指令控制模块42，用于将智能分析模块41分析判断后产生的指令输送至各运行电元件内；

无线传输模块43，用于与外界设备实现无线信息传输；

需要说明的是，在本实施例中，图像处理模块44、智能分析模块41、指令控制模块42、无线传输模块43具有实际运用芯片，且均位于控制器40内部，本装置的电元件均与控制器40实现电性连接。

本发明的具体操作方式如下：

首先将清洗机器人送入油烟管道内部，摄像头70对油烟管道内部进行拍摄并通过控制器40进行场景分析和图像输送，之后控制器40启动第一电动推杆31运作，从而使轮架34带动抵触轮35朝管道内壁一端移动，当抵触轮35与管道内壁相接触后，活动杆37会朝压力传感器33一端移动，当压力传感器33感受到压力后，会将压力信息传递至控制器40内部，而压力到达第一个设定值时，抵触轮35能够稳定与油烟管道内壁进行滑动，之后通过四驱移动机构20配合伺服电机30a使机器人在管道内部进行移动；

在机器人对管道进行清洗时，水泵52将蓄水箱51内部的清洗液进行加压，之后再通过输送导管53输送至雾化喷头54，通过雾化喷头54将清洗液雾化喷洒在油烟管道内壁上，从而更好的溶解顽固污渍，之后清理毛刷62会先与管道内壁相接触，从而对管道内壁进行毛刷清洁，之后刮板63再与管道内壁相接触，从而对清理毛刷62清理后粘黏在管道内壁上的污垢进行刮除；

而当控制器40内的图像处理模块44检测到管道为斜坡时，控制器40会控制第一电动推杆31继续运作，从而使抵触轮35更为强烈的抵住管道内壁，同时伺服电机30a停止运作，使抵触轮35位置固定，增加与管道内壁的摩擦阻力，通过第一电动推杆31的循环伸缩，可使机器人在倾斜管道内部缓慢移动而不直接滑落。

上述结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.油烟管道清洗机器人，包括移动底板(10)，其特征在于，所述移动底板(10)为空心结构，所述移动底板(10)的内部及两侧安装有四驱移动机构(20)，所述四驱移动机构(20)包括有四个移动轮(21)，四个所述移动轮(21)分别转动连接在移动底板(10)的两侧前后；

所述移动底板(10)的两侧均安装有止滑协动机构(30)，所述止滑协动机构(30)包括有第一电动推杆(31)，所述第一电动推杆(31)安装在移动底板(10)两侧中心内部，所述第一电动推杆(31)的输出杆末端安装空心结构的活动腔体(32)，所述活动腔体(32)远离第一电动推杆(31)一端贯穿安装有活动杆(37)，所述活动杆(37)的内部一端设置有限制环，所述活动杆(37)的外侧一端安装有轮架(34)，所述轮架(34)的末端安装有抵触轮(35)，所述活动腔体(32)内部靠近第一电动推杆(31)一面安装有压力传感器(33)；

所述移动底板(10)的顶部安装有第一清洁机构(50)，所述第一清洁机构(50)包括有蓄水箱(51)，所述蓄水箱(51)安装在移动底板(10)顶部，所述蓄水箱(51)的外侧安装有第二清洁机构(60)，所述蓄水箱(51)前侧的移动底板(10)安装有摄像头(70)，所述蓄水箱(51)的顶部安装有与压力传感器(33)和摄像头(70)实现电性连接的控制器(40)。

2.根据权利要求1所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述四驱移动机构(20)还包括有连接位于同一端的两个移动轮(21)的两个连杆(22)和安装在移动底板(10)内底部的驱动电机(25)，两个所述连杆(22)上安装有协动轮(23)，两个所述协动轮(23)之间安装有张紧带(24)，其中一个连杆(22)上安装有从动锥齿轮(27)，所述驱动电机(25)的输出轴上安装有主动锥齿轮(26)，所述主动锥齿轮(26)和从动锥齿轮(27)之间垂直且啮合。

3.根据权利要求1所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，位于所述移动底板(10)同一侧的两两移动轮(21)之间套有移动履带(28)，两个所述移动履带(28)的外表面设置有防滑纹路。

4.根据权利要求1所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述轮架(34)为Y型结构，所述止滑协动机构(30)的抵触轮(35)数量为两个，两个所述抵触轮(35)分别转动连接在轮架(34)的两侧末端内部，且其中一个所述抵触轮(35)的顶部安装有伺服电机(30a)，且两个所述抵触轮(35)的外表面均套有防滑胶套(39)。

5.根据权利要求4所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述活动杆(37)上安装有阻盘块(38)，所述阻盘块(38)位于活动腔体(32)的内部，所述活动腔体(32)的内部两侧均安装有压缩弹簧(36)，所述压缩弹簧(36)的两端分别与阻盘块(38)和活动腔体(32)一侧内壁相连接。

6.根据权利要求1所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述第二清洁机构(60)还包括有四个第一铰链座(64)，四个所述第一铰链座(64)分别安装在蓄水箱(51)的顶部前侧、两侧前侧和移动底板(10)的前侧，四个所述第一铰链座(64)上均转动连接有第二电动推杆(61)，所述第二电动推杆(61)的输出杆末端均安装有第二铰链座(65)，所述第二铰链座(65)上均转动连接有支撑板(66)，所述支撑板(66)上安装有清理组件。

7.根据权利要求6所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述清理组件包括有安装在支撑板(66)外表面的清理毛刷(62)和刮板(63)，所述清理毛刷(62)位于刮板(63)的前侧。

8.根据权利要求6所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述第一清洁机构(50)还包括安装在蓄水箱(51)前侧的水泵(52)和安装在四个支撑板(66)前侧中心的雾化喷头(54)，所述水泵(52)通过水管与蓄水箱(51)内部相连接，所述水泵(52)的出水口端安装有四个分别与四个雾化喷头(54)相连接的输送导管(53)。

9.根据权利要求1所述的油烟管道清洗机器人，其特征在于，所述蓄水箱(51)的顶部设置有进水口(511)，所述进水口(511)处安装有密封盖，所述蓄水箱(51)的顶部安装有液位检测器(55)，所述液位检测器(55)与控制器(40)实现电性连接。

10.一种控制系统，用于实施权利要求1-9所述的任一项油烟管道清洗机器人，其特征在于，包括：

图像处理模块(44)，用于接收和处理摄像头(70)所传输的监控实时图像；

智能分析模块(41)，用于接收图像处理模块(44)处理完毕的图像信息和压力传感器(33)传递的压力信息；

指令控制模块(42)，用于将智能分析模块(41)分析判断后产生的指令输送至各运行电元件内；

无线传输模块(43)，用于与外界设备实现无线信息传输。