CN206424045U - 一种基于单片机的扫地机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的扫地机器人，包括壳体，壳体包括底壁、外圆周侧壁和顶壁，底壁上设有滚轮、吸尘口、边刷、光电传感器和灰尘传感器，底壁上设有凹腔，凹腔内固定有吸尘盒，吸尘盒通过管道与吸尘口连接，吸尘盒内部的侧壁上安装有电容传感器，外圆周侧壁上设有防碰撞传感器，顶壁设有把手，壳体内部设有单片机、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、报警器和电源，边刷电机与边刷连接，伺服电机与滚轮连接，吸尘电机通过吸尘盒与吸尘口连接，报警器、边刷电机、伺服电机和吸尘风机与单片机的输出端连接，电容传感器、灰尘传感器、防碰撞传感器和光电传感器与单片机的输入端连接；本实用新型具有清扫吸尘为一体，结构简单，功能多。

Description

一种基于单片机的扫地机器人

技术领域

本实用新型涉及一种扫地机器人，具体涉及一种基于单片机的扫地机器人。

背景技术

在当今世界，科学技术使人类的生活和思维方式不断变革，科技产品已深入到人类生活的个个角落。在控制、感知、驱动、材料等领域不断进步的技术背景下，机器人首次出现在制造领域之外的服务领域，开辟了应用机器人的新领域。自动扫地机是一种能够自动执行房间清扫的家用服务机器人，开始于20世纪80年代的研究，现在已经有多重样机和产品，促进了家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技术、图像、语音识别、传感器等技术的发展。许多发达国家都将其视为机器人研究的新领域给予重视。有关资料也预测自动扫地机是未来几年需求量最大的服务机器人，不论在市场上或者是在产品创新上，绝对是所有小家电产品中最活跃的，未来将有很大的成长空间。现有的扫地机器人只有扫地的功能，功能少，例如没有壁障功能、没有顽固垃圾重点清扫功能以及没有防止跌落的功能等，而且结构较复杂，使用起来不方便。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种基于单片机的扫地机器人，本基于单片机的扫地机器人具有清扫吸尘为一体，结构简单，功能多。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于单片机的扫地机器人，包括壳体，所述壳体包括底壁、外圆周侧壁和顶壁，所述底壁上设有滚轮、吸尘口、边刷、光电传感器和灰尘传感器，所述底壁上设有凹腔，所述凹腔内固定有吸尘盒，所述吸尘盒通过管道与吸尘口连接，所述吸尘盒内部的侧壁上安装有电容传感器，所述外圆周侧壁上设有若干个防碰撞传感器，所述顶壁设有把手，所述壳体的内部设有单片机、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、报警器和电源，所述边刷电机与边刷连接，所述伺服电机与滚轮连接，所述吸尘电机通过吸尘盒与吸尘口连接，所述电容传感器、报警器、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、灰尘传感器、防碰撞传感器、光电传感器和单片机分别与电源电连接，所述报警器、边刷电机、伺服电机和吸尘风机分别与单片机的输出端电连接，所述电容传感器、灰尘传感器、防碰撞传感器和光电传感器分别与单片机的输入端电连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述滚轮包括左滚轮和右滚轮，所述左滚轮和右滚轮分别安装在底壁的左侧和右侧，所述伺服电机包括两个，一个所述伺服电机与左滚轮连接且伺服电机用于驱动左滚轮，另一个所述伺服电机与右滚轮连接且伺服电机用于驱动右滚轮。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述边刷包括左橡胶刷和右橡胶刷，所述左橡胶刷和右橡胶刷分别安装在底壁的左侧和右侧，所述边刷电机包括两个，一个所述边刷电机与左橡胶刷连接且边刷电机用于驱动左橡胶刷向右旋转，另一个所述边刷电机与右橡胶刷连接且边刷电机用于驱动右橡胶刷向左旋转，所述吸尘口位于所述底壁的中间位置。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述光电传感器位于底壁的前端，所述灰尘传感器位于底壁的中后部。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电容传感器为介质型电容传感器。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述壳体为圆盘形。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述顶壁上设有操作面板，所述操作面板设有电源开关、显示屏和定时按钮，所述电源开关与电源电连接，所述定时按钮电连接有定时器，所述定时器和显示屏均与单片机电连接，所述定时器安装在壳体的内部。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括遥控器，所述遥控器与单片机无线通信连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电源为可充电电池，所述顶壁上设有充电插口，所述充电插口与可充电电池电连接。

本实用新型具备清扫、吸尘为一体，结构简单，可通过遥控器远程控制，防碰撞传感器具有壁障功能、光电传感器具有防跌落功能、灰尘传感器具有顽固垃圾重点清扫功能、定时器具有定时功能，本实用新型通过电容传感器检测吸尘盒内的尘土是否已满，若已满，通过单片机控制报警器报警，提醒用户；本实用新型的吸尘口位于底壁的中间位置，边刷通过边刷电机的驱动将灰尘都扫入底壁的中间位置，再通过吸尘口进行吸尘，清洁更加干净。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的底壁结构示意图。

图3为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据图1、图2和图3对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1和图2，一种基于单片机的扫地机器人，包括壳体，所述壳体包括底壁3、外圆周侧壁2和顶壁1，所述底壁3上设有滚轮10、吸尘口5、边刷4、光电传感器9和灰尘传感器7，所述底壁3上设有凹腔，所述凹腔内固定有吸尘盒6，所述吸尘盒6通过管道与吸尘口5连接，所述吸尘盒6内部的侧壁上安装有电容传感器，所述外圆周侧壁2上设有若干个防碰撞传感器8，所述顶壁1设有把手11，参见图3，所述壳体的内部设有单片机、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、报警器和电源，所述边刷电机与边刷4连接，所述伺服电机与滚轮10连接，所述吸尘电机通过吸尘盒6与吸尘口5连接，所述电容传感器、报警器、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、灰尘传感器7、防碰撞传感器8、光电传感器9和单片机分别与电源电连接，所述报警器、边刷电机、伺服电机和吸尘风机分别与单片机的输出端电连接，所述电容传感器、灰尘传感器7、防碰撞传感器8和光电传感器9分别与单片机的输入端电连接。

本实施例中，所述滚轮10包括左滚轮和右滚轮，所述左滚轮和右滚轮分别安装在底壁3的左侧和右侧，所述伺服电机包括两个，一个所述伺服电机与左滚轮连接且伺服电机用于驱动左滚轮，另一个所述伺服电机与右滚轮连接且伺服电机用于驱动右滚轮。

本实施例中，所述边刷4包括左橡胶刷和右橡胶刷，所述左橡胶刷和右橡胶刷分别安装在底壁3的左侧和右侧，所述边刷电机包括两个，一个所述边刷电机与左橡胶刷连接且边刷电机用于驱动左橡胶刷向右旋转，另一个所述边刷电机与右橡胶刷连接且边刷电机用于驱动右橡胶刷向左旋转，所述吸尘口5位于所述底壁3的中间位置。

本实施例中，所述光电传感器9位于底壁3的前端，所述灰尘传感器7位于底壁3的中后部。

本实施例中，所述电容传感器为介质型电容传感器。

本实施例中，所述壳体为圆盘形。

本实施例中，所述顶壁1上设有操作面板12，所述操作面板12的上面包括电源开关15、显示屏13和定时按钮14，所述电源开关15与电源电连接，所述定时按钮14电连接有定时器，所述定时器和显示屏13均与单片机电连接，所述定时器安装在壳体的内部。

本实施例中，还包括遥控器，所述遥控器与单片机无线通信连接。

本实施例中，所述电源为可充电电池，所述顶壁1上设有充电插口16，所述充电插口16与可充电电池电连接。

本实施例可实现的功能为：（1）清扫功能，启动电源开关，单片机控制边刷电机，利用边刷电机以一定的转速带动边刷4清扫垃圾，左橡胶刷向右旋转，右橡胶刷向左旋转，将灰尘向底壁3的中间部位清扫，吸尘电机将底壁3的中间部位的灰尘通过吸尘口5收集到吸尘盒6内，通过单片机控制伺服电机，伺服电机驱动滚轮10可以采用直线型，沿边打扫型的行走方式进行清洁。在转弯时如果防碰撞传感器8碰撞到障碍物，防碰撞传感器8发送信号到单片机，单片机控制伺服电机反转，滚轮倒退，再转弯，滚轮10行走时若为左转,采用左避让规则；行走时若为右转，采用右避让规则，本次单向清扫完毕。（2）可以设定虚拟墙功能，通过防碰撞传感器8使得本实用新型认为前面有一堵墙从而使扫地机器人在虚拟墙的另一边打扫。（3）顽固垃圾重点清扫功能，灰尘传感器7检测壳体底壁3下面的灰尘量并发送灰尘量给单片机，单片机将灰尘传感器7检测的灰尘量与预先设定的灰尘量对比从而判断此处位置是否为顽固垃圾重点清扫区域，如果灰尘传感器7检测的灰尘量大于预先设定的灰尘量，此处位置为顽固垃圾重点清扫区域，单片机控制伺服电机，伺服电机控制滚轮10，使滚轮10在小范围内进行360度圆圈式循环反复清扫，直至灰尘传感器7检测的灰尘量少于预先设定的灰尘量时，单片机的控制信号发生改变，单片机控制滚轮10返回原路径继续运行。（4）防止跌落功能，当壳体的前端悬空时将自动回转然后按直线清扫，即通过壳体底壁3的光电传感器9检测壳体底壁3的下面是否处于悬空状态，若前端悬空时则伺服电机控制滚轮10自动回转然后按直线清扫。（5）定时功能，采用定时器定时，例如可以设定两个小时自动打扫一次，按动定时按钮14，设置定时器的定时时间，显示屏13根据单片机的控制指令显示定时器定时的内容。

本实用新型也同时也可以通过遥控器内的无线发射模块和壳体内的无线接收模块之间的无线连接从而控制单片机工作，遥控器也具有定时和打开电源开关的作用。当吸尘盒6内的灰尘的高度到达电容传感器高度时，电容传感器中的介质发生改变，由于灰尘的介电常数与空气的介电常数不同，从而引起电容传感器的电容变化，电容传感器发送信号到单片机，单片机控制报警器，报警器报警从而提醒用户吸尘盒6内的灰尘已收集满。电源开关15用于接通或断开电源，从而使本实用新型工作或者停止工作。

本实用新型具备清扫、吸尘为一体，结构简单，可通过遥控器远程控制，防碰撞传感器8具有壁障功能、光电传感器9具有防跌落功能、灰尘传感器7具有顽固垃圾重点清扫功能、定时器具有定时功能，本实用新型通过电容传感器检测吸尘盒6内的尘土是否已满，若已满，通过单片机控制报警器报警，本实用新型的吸尘口5位于底壁3的中间位置，边刷4通过边刷电机的驱动将灰尘都扫入底壁3的中间位置，再通过吸尘口5进行吸尘，清洁更加干净。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于单片机的扫地机器人，包括壳体，其特征在于：所述壳体包括底壁、外圆周侧壁和顶壁，所述底壁上设有滚轮、吸尘口、边刷、光电传感器和灰尘传感器，所述底壁上设有凹腔，所述凹腔内固定有吸尘盒，所述吸尘盒通过管道与吸尘口连接，所述吸尘盒内部的侧壁上安装有电容传感器，所述外圆周侧壁上设有若干个防碰撞传感器，所述顶壁设有把手，所述壳体的内部设有单片机、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、报警器和电源，所述边刷电机与边刷连接，所述伺服电机与滚轮连接，所述吸尘电机通过吸尘盒与吸尘口连接，所述电容传感器、报警器、边刷电机、伺服电机、吸尘风机、灰尘传感器、防碰撞传感器、光电传感器和单片机分别与电源电连接，所述报警器、边刷电机、伺服电机和吸尘风机分别与单片机的输出端电连接，所述电容传感器、灰尘传感器、防碰撞传感器和光电传感器分别与单片机的输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述滚轮包括左滚轮和右滚轮，所述左滚轮和右滚轮分别安装在底壁的左侧和右侧，所述伺服电机包括两个，一个所述伺服电机与左滚轮连接且伺服电机用于驱动左滚轮，另一个所述伺服电机与右滚轮连接且伺服电机用于驱动右滚轮。

3.根据权利要求1所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述边刷包括左橡胶刷和右橡胶刷，所述左橡胶刷和右橡胶刷分别安装在底壁的左侧和右侧，所述边刷电机包括两个，一个所述边刷电机与左橡胶刷连接且边刷电机用于驱动左橡胶刷向右旋转，另一个所述边刷电机与右橡胶刷连接且边刷电机用于驱动右橡胶刷向左旋转，所述吸尘口位于所述底壁的中间位置。

4.根据权利要求2或3所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述光电传感器位于底壁的前端，所述灰尘传感器位于底壁的中后部。

5.根据权利要求4所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述电容传感器为介质型电容传感器。

6.根据权利要求1所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述壳体为圆盘形。

7.根据权利要求1所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述顶壁上设有操作面板，所述操作面板设有电源开关、显示屏和定时按钮，所述电源开关与电源电连接，所述定时按钮电连接有定时器，所述定时器和显示屏均与单片机电连接，所述定时器安装在壳体的内部。

8.根据权利要求7所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：还包括遥控器，所述遥控器与单片机无线通信连接。

9.根据权利要求8所述的基于单片机的扫地机器人，其特征在于：所述电源为可充电电池，所述顶壁上设有充电插口，所述充电插口与可充电电池电连接。