CN202739908U

CN202739908U - 一种智能寻赃物吸尘器

Info

Publication number: CN202739908U
Application number: CN 201220461491
Authority: CN
Inventors: 张军; 黄晨骥; 万宏基; 赵文灿; 张剑桥
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2022-09-11

Abstract

本实用新型公开了一种智能寻赃物吸尘器，包括吸尘装置、底盘和车轮，在底盘上部中轴线位置从前到后依次安装有光电传感器、吸尘口、吸尘装置和控制装置，控制装置，吸尘装置一侧安装有与其同一侧的传动轴相连的第一电动机，传动轴与另一侧的传动轴相连；底盘下部前端安装有万向轮，前端两侧安装有水平扫盘，水平扫盘后方安装有灰尘传感器，灰尘传感器后面安装有滚筒毛刷，滚筒毛刷一侧连接安装有第二电动机，底盘下部后端两侧安装有车轮，每个车轮上安装有一个独立的第三电动机。本实用新型由于改善了清扫结构，增加了吸尘器的清扫效果，增加了寻找脏污，重点清理的功能，增强了吸尘器的工作效率，避免机器重复清扫干净的区域。

Description

一种智能寻赃物吸尘器

技术领域

本实用新型属于家电领域，涉及一种改进了控制模式的自动吸尘器，特别涉及一种智能寻赃物吸尘器。

背景技术

目前在欧美日等发达国家,吸尘机器人开发较早,应用范围也较广,近些年,已经开发出多种面向市场的智能吸尘机器人。如日本产吸尘器、澳大利亚的V4吸尘机器人、瑞士三叶虫吸尘器、美国伦巴(Roomba)吸尘器、韩国推出的ICLEBO。

继国内全力推出KV8智能清洁机器人，各款清洁机器人都相继推出，功能也在不断的完善，虽然在反映灵敏度有些不如欧美，价格上却占了很大的优势，性价比是最高的的。符合我们中国国情，是我们的大众产品，也是受国内众多消费者青睐的最重要的原因。同时，很多高等院校也对清洁机器人作乐很多的研究工作，并取得了很大的成果。但是我国在这方面的研究技术仍旧落后于欧美国家。

目前国内与国外的吸尘机器人的研究与开发工作都取得了一些成绩，但是仍旧有许多问题需要解决或改善，主要涉及到下面几个方面：

（1）价格过高；

（2）智能化与自主化程度低；

（3）吸尘技术不够理想；

（4）自动充电与电源技术有待改进。

目前，需要亟待解决的问题聚焦到以下两点，提高吸尘器的清扫能力和解决智能化程度和价格之间的矛盾。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种价格能够被大众所接受，清扫能力强和智能化程度高的吸尘器。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种智能寻赃物吸尘器，包括吸尘装置、底盘和车轮，在底盘上部中轴线位置从前到后依次安装有光电传感器，吸尘口和吸尘装置，光电传感器与控制装置相连，吸尘口贯通底盘并与吸尘装置相连，在吸尘装置的下方的底盘上部安装有控制装置，吸尘装置一侧安装有第一电动机，第一电动机与其同一侧的传动轴相连，传动轴与另一侧的传动轴相连；底盘的下部吸尘口前面安装有万向轮，底盘下部前端两侧安装有水平扫盘，水平扫盘与底盘上部的传动轴相连，水平扫盘后方靠近中轴线位置安装有与控制装置相连的灰尘传感器，灰尘传感器后面安装有滚筒毛刷，滚筒毛刷一侧连接安装有第二电动机，底盘下部后端两侧安装有车轮，每个车轮上安装有一个独立的第三电动机。

本实用新型还具有以下技术特征：

所述的传动轴之间采用皮带相连传动。

所述的第一电动机为直流减速电动机。

所述的控制装置包括单片机、驱动单元和电源，所述的单片机型号为MC9S12XS128MAL。

所述的灰尘传感器至少为两个。

所述的水平扫盘为两个，二者的旋转方向相反并且均向内旋转，传动轴与水平扫盘之间采用锥齿轮相连。

所述的滚筒毛刷旋转方向为顺时针旋转。

所述的第二电动机为涡轮蜗杆电动机。

所述的第三电动机为直流减速电动机。

本实用新型由于改善了清扫结构，增加了吸尘器的清扫效果，仅仅靠吸尘装置来吸取垃圾来清洁居室环境显然是不够的，清理较大体积的垃圾需要的清扫装置就必须得到加强。由于控制算法不过度依赖硬件，所以并不需要高端的控制器和多种传感器，因而产品价格可以降低。增加了寻找脏污，重点清理的功能，增强了吸尘器的工作效率，避免机器重复清扫干净的区域。

附图说明

图1是本实用新型底盘上部结构示意图。

图2是本实用新型底盘下部结构示意图。

图3是本实用新型信号传递流程图。

图中各个标号的含义是：1-水平扫盘，2-锥齿轮，3-滚筒毛刷，4-第一电动机，5-吸尘口，6-皮带，7-光电传感器，8-控制装置，9-吸尘装置，10-车轮，11-万向轮，12-底盘，13-灰尘传感器，14-第二电动机，15-传动轴，16-第三电动机。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

如图1所示，在底盘12上部中轴线位置从前到后依次安装有光电传感器7，吸尘口5和吸尘装置9，吸尘口5贯通底盘12并与吸尘装置9相连，在吸尘装置9的下方的底盘12上部安装有控制装置8，吸尘装置9一侧安装有第一电动机4，第一电动机4为直流减速电动机，第一电动机4与其同一侧的传动轴15相连，传动轴与另一侧的传动轴15通过皮带6相连传动。如图1所示的方向，自带减速器的第一电机4顺时针旋转带动下面的传动轴15和其上的锥齿轮2转动，使得下面的水平扫盘1顺时针向内旋转，同时，下面的传动轴15通过皮带6传动给上面的传动轴15，上面的传动轴15带动其上的锥齿轮2转动，由于上下锥齿轮2朝向相反，使得上下两边与水平扫盘1连接的锥齿轮2转向相反，

如图2所示，底盘12的下部吸尘口5前面安装有万向轮11，底盘12下部前端两侧安装有水平扫盘1，水平扫盘1与底盘12上部的传动轴15通过锥齿轮2相连，水平扫盘1后方靠近中轴线位置安装有两个灰尘传感器13，灰尘传感器13后面安装有滚筒毛刷3，滚筒毛刷3一侧连接安装有第二电动机14，第二电动机14为涡轮蜗杆电动机，底盘12下部后端两侧安装有两个独立的车轮10，每个车轮10上安装有一个独立的第三电动机16。如图所示的方向，由于锥齿轮2的旋转方向相反，因此，水平扫盘1在传动轴15的带动下一个顺时针向内旋转，另一个逆时针向内旋转，两个水平扫盘1就可以将周围的垃圾和灰尘向吸尘口5的方向扫去。带涡轮传动的第二电机14带动滚筒毛刷3顺时针旋转，滚筒毛刷3也会将其周围的垃圾和灰尘扫向吸尘口5，所有的清扫部件为将垃圾扫向吸尘口设计，方便吸尘器吸取垃圾，同时也达到起尘的目的，也就是将地面上附着的灰尘扫起来，方便灰尘传感器采样工作。

如图3所示，光电传感器7和灰尘传感器14将采集到的信号传输给控制装置8中的单片机，单片机型号为MC9S12XS128MAL，单片机对信号进行处理后输出给驱动单元，驱动单元通过控制第三电机16来实现对车轮10的控制，因为车轮是独立的，采用轮转速的不同来实现转向和倒车等一系列动作，进而提高吸尘器的智能化。

本实用新型所述的脏物主要指灰尘，毛发，微小垃圾，食物残渣等小颗粒固体垃圾。对于体积、面积和重量较大的垃圾的清扫主要依赖吸尘装置的吸尘能力。灰尘传感器13可以采集空气中的灰尘，判断灰尘浓度的大小，并向控制系统输出电平信号。灰尘传感器由光电传感器制成，灰尘传感器13采样一段时间，有灰尘颗粒遮挡光线就会记录一个低电平，光线正常传播时记录高电平，这样一个采样周期内，低电平数除以电平时间总数就得到了反应灰尘浓度的数值，灰尘传感器13把这个数值传送给单片机进行处理。

执行过程：第一，障碍识别。在小车向前前进过程中，如果遇到障碍，光电传感器7会识别到障碍，并将信号传递给控制装置8的单片机。单片机先控制小车停车，不再继续前进。第二，转向判断。接下来单片机调入安装在车两侧的灰尘传感器13扑捉的信号，通过对两个灰尘传感器13的PWM信号的分析比较，判断出灰尘更大的一侧。第三，实现转向。判断完成后，单片机给第三电机信号，控制第三电机的动作，实现向灰尘更多的一侧转向90度。例如若比较两个灰尘传感器13采集的信号，判断得出右边灰尘浓度较高，控制装置7发出指令，左右轮同时反转使小车后退一个转向半径的距离，本产品转向半径为12cm，即后退12cm，然后右轮不动，左轮正转，使机器转向90度。

路径规划：光电传感器7可以识别出不同位置的脏物多少，那么就控制机器去寻找脏物更多的地方。小车左右两边各装了一个灰尘传感器13用来采集信号，其本身采样周期是毫秒级的，优选90毫秒，处理器存储下采样4秒内的电平值，然后取其平均值x_i，比较左右两边的灰尘浓度大小，让小车向灰尘浓度较高的一边转向，转向的角度与

成正比，也就是说每4秒将进行一次决策，如果两边的浓度差小于设定误差值s（说明：这个s是编程使用的一个控制量，并没有严格的标准，它也与灰尘传感器的型号，编程的方式等有关系，一般来说这个控制量既能够保证机器对灰尘浓度有一定的灵敏度，又能够确保机器在工作时不出现大的震荡，即不出现机器不停地来回转向，就认为这个控制量的值是合理的。s是通过试验效果来调节的，通过试验，得到结果是设定s=120是比较合理的），小车不进行转向。本产品为全自动的家用电器，只需给电源充电，需要使用时打开开关即可。

Claims

1.一种智能寻赃物吸尘器，包括吸尘装置（9）、底盘（12）和车轮（10），其特征在于，在底盘（12）上部中轴线位置从前到后依次安装有光电传感器（7），吸尘口（5）和吸尘装置（9），光电传感器（7）与控制装置（8）相连，吸尘口（5）贯通底盘（12）并与吸尘装置（9）相连，在吸尘装置（9）的下方的底盘上部安装有控制装置（8），吸尘装置（9）一侧安装有第一电动机（4），第一电动机（4）与其同一侧的传动轴（15）相连，传动轴（15）与另一侧的传动轴（15）相连；底盘（12）下部的吸尘口（5）前面安装有万向轮（11），底盘（12）下部前端两侧安装有水平扫盘（1），水平扫盘（1）与底盘（12）上部的传动轴（15）相连，水平扫盘（1）后方靠近中轴线的位置安装有与控制装置（8）相连的灰尘传感器（13），灰尘传感器（13）后面安装有滚筒毛刷（3），滚筒毛刷（3）一侧连接安装有第二电动机（14），底盘（12）下部后端两侧安装有车轮（10），每个车轮（10）上安装有一个独立的第三电动机（16）。

2.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的传动轴（15）之间采用皮带（6）相连传动。

3.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的第一电动机（4）为直流减速电动机。

4.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的控制装置（8）包括单片机、驱动单元和电源，所述的单片机型号为MC9S12XS128MAL。

5.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的灰尘传感器（13）至少为两个。

6.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的水平扫盘（1）为两个，二者的旋转方向相反并且均向内旋转，传动轴（15）与水平扫盘（1）之间采用锥齿轮（2）相连。

7.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的滚筒毛刷（3）旋转方向为顺时针旋转。

8.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的第二电动机（14）为涡轮蜗杆电动机。

9.如权利要求1所述的智能寻赃物吸尘器，其特征在于，所述的第三电动机（16）为直流减速电动机。