CN211324756U - 一种智能清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的智能清扫机器人，其机器人壳体内设置有连接的主控器和ROS主板，主控器信号连接有吸尘器、移动单元、两个边刷电机、红外防撞模块和红外防跌模块，ROS主板信号连接有高清摄像头、激光雷达和路由器，两个边刷电机各自连接一个刷头，刷头位于吸尘器的前方，红外防撞模块水平设置于所述机器人壳体前端，红外防跌模块设置于所述机器人壳体底部前端的位置，智能清扫机器人还包括可充电电池和供电单元。本实用新型的智能清扫机器人，利用多种传感器采集的信息，可以实现清扫机器人的移动、避障功能，而且通过PWM调速控制，对于特定的区域能够调整移动和清扫速度，实现根据实际情况进行针对性清扫的功能。

Description

一种智能清扫机器人

技术领域

本实用新型属于智能设备技术领域，具体涉及一种智能清扫机器人。

背景技术

作为智能家居的领导者，清扫机器人已进入千家万户，使人们摆脱繁琐的日常清洁事务。目前，大多数清扫机器人使用红外传感器，接触传感器，超声波传感器等，少数高端机型使用扫描激光雷达传感器。针对室内定位和复杂路径规划的智能清扫机器人的需求，传感器提供的信息仍然不足。

随着科学技术的发展，以及高性能的传感器的应用，如视觉传感器(深度摄像头，仿生视觉，结构光传感器等)，低成本高性能激光雷达传感器以及软体防撞接触传感器，可以为清洁机器人自主决策提供更丰富的参考信息；而且对于家居清洁等功能，机器人机身可以实现平台化，即实现室内智能移动平台的功能，并具有基本的避障，路径规划，软硬件交互接口等功能，给用户更多的自主选择空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能清扫机器人，其可以实现清扫机器人的移动、避障以及根据实际情况进行针对性清扫的功能。

本实用新型所采用的技术方案是：一种智能清扫机器人，包括机器人壳体，所述机器人壳体内设置有导线连接的主控器和ROS主板，所述主控器信号连接有吸尘器、移动单元、两个边刷电机、红外防撞模块和红外防跌模块，所述ROS主板信号连接有高清摄像头、激光雷达和路由器，

所述吸尘器设置于所述机器人壳体底部，所述两个边刷电机各自连接一个刷头，所述刷头位于所述机器人壳体底部、且所述刷头位于所述吸尘器的前方，所述红外防撞模块水平设置于所述机器人壳体前端，所述红外防跌模块设置于所述机器人壳体底部前端的位置，

所述智能清扫机器人还包括可充电电池和供电单元，所述供电单元将所述可充电电池降压后分别为上述电子部件供电。

本实用新型的特点还在于，

所述移动单元包括与所述主控器信号连接的电机驱动模块，所述电机驱动模块连接有移动电机，所述移动电机连接有设置于所述机器人壳体底部的移动轮。

所述电机驱动模块采用L298N驱动芯片。

所述主控器采用AT89C52单片机，所述ROS主板采用树莓派3B 模块。

所述红外防撞模块和红外防跌模块均采用HMC5883L传感器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的智能清扫机器人，利用多种传感器采集的信息，可以实现清扫机器人的移动、避障功能，而且通过PWM调速控制，对于特定的区域能够调整移动和清扫速度，实现根据实际情况进行针对性清扫的功能。

附图说明

图1是本实用新型智能清扫机器人的结构示意图；

图2是本实用新型智能清扫机器人的ROS平台的结构示意图。

图中，1.机器人壳体，2.吸尘器，3.移动轮，4.边刷电机，5.红外防撞模块，6.红外防跌模块，7.高清摄像头，8.激光雷达，9.路由器， 10.ROS主板，11.主控器，12.ROS平台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的智能清扫机器人的结构如图1和图2所示，包括机器人壳体1，所述机器人壳体1内设置有导线连接的主控器11 和ROS主板10，所述主控器11信号连接有吸尘器2、移动单元、两个边刷电机4、红外防撞模块5和红外防跌模块6，ROS主板10信号连接有高清摄像头7、激光雷达8和路由器9，高清摄像头7、激光雷达8、路由器9、主控器11和ROS主板10共同组成ROS平台 12；吸尘器2设置于机器人壳体1的底部，两个边刷电机4各自连接一个刷头，刷头位于机器人壳体1底部、且刷头位于吸尘器2的前方，红外防撞模块5水平设置于机器人壳体1前端，红外防跌模块6设置于机器人壳体1底部前端的位置，红外防跌模块6正对地面，红外防跌模块6采集清扫机器人前面的信息，红外防跌模块6采集清扫机器人底部地面的信息。

高清摄像头7、激光雷达8接收周围环境信息进行感知，并将信息传输至ROS主板10处理数据及运算进行定位与导航。本实施例中，红外防撞模块5采用如图1所示位置的三个HMC5883L传感器，采集机器人前方信息，红外防跌模块6采用如图1所示位置的两个HMC5883L传感器，采集机器人底部地面的信息，红外防撞模块5、红外防跌模块6通过组合传感器完成对清扫机器人的内外环境信息搜集，将搜集的信息传送给主控器11来控制吸尘器2、移动单元、边刷电机4工作。

智能清扫机器人还包括可充电电池和供电单元，供电单元将可充电电池降压后分别为上述电子部件供电。电池和为各部件分别对应供电的供电单元的结构已经是本领域非常成熟的现有技术，在此不再做详细说明。主控器11还通过电池管理芯片与可充电电池相连，当主控器11通过电池管理芯片检测到清扫机器人电量不足时，则执行充电循迹返回进行充电，电量检测和根据行使路径返回充电均为现有技术，在此不做详细描述。

本实用新型清扫机器人的移动单元包括与主控器11信号连接的电机驱动模块，主控器11向电机驱动模块输出控制信号，电机驱动模块采用PWM调制方式驱动移动电机，移动电机连接有设置于机器人壳体1底部的移动轮3。

示例性的，本实施例中电机驱动模块采用L298N驱动芯片。主控器采用AT89C52单片机，ROS主板采用树莓派3B模块。

使用时，打开电源进行初始化，ROS主板10建立ROS网络框架建立功能节点并根据高清摄像头7、激光雷达8传递的数据制订定位、路径规划及导航任务，主控器执行清扫程序，刷头和吸尘器2按照规划的路径工作，在工作途中主控器11通过输出高低电平和PWM调制输出值来控制电机驱动模块依据不同的速度对应输出不同的电压值，从而驱动移动电机使清扫机器人按照需要的速度转动，同时行进过程中进行避障检测和悬空检测，如果遇到障碍，主控器11则根据检测到障碍物的红外防撞模块5的传感器位置的不同进行左右旋转来躲避障碍，如果遇到悬空，主控器11根据检测到悬空的红外防跌模块6的传感器位置判断左转还是右转，防止跌落。

Claims (5)

1.一种智能清扫机器人，其特征在于，包括机器人壳体，所述机器人壳体内设置有导线连接的主控器和ROS主板，所述主控器信号连接有吸尘器、移动单元、两个边刷电机、红外防撞模块和红外防跌模块，所述ROS主板信号连接有高清摄像头、激光雷达和路由器，

所述吸尘器设置于所述机器人壳体底部，所述两个边刷电机各自连接一个刷头，所述刷头位于所述机器人壳体底部、且所述刷头位于所述吸尘器的前方，所述红外防撞模块水平设置于所述机器人壳体前端，所述红外防跌模块设置于所述机器人壳体底部前端的位置，

所述智能清扫机器人还包括可充电电池和供电单元，所述供电单元将所述可充电电池降压后分别为主控器、ROS主板、吸尘器、移动单元、两个边刷电机、红外防撞模块、红外防跌模块和高清摄像头供电。

2.如权利要求1所述的智能清扫机器人，其特征在于，所述移动单元包括与所述主控器信号连接的电机驱动模块，所述电机驱动模块连接有移动电机，所述移动电机连接有设置于所述机器人壳体底部的移动轮。

3.如权利要求2所述的智能清扫机器人，其特征在于，所述电机驱动模块采用L298N驱动芯片。

4.如权利要求1所述的智能清扫机器人，其特征在于，所述主控器采用AT89C52单片机，所述ROS主板采用树莓派3B模块。

5.如权利要求1所述的智能清扫机器人，其特征在于，所述红外防撞模块和红外防跌模块均采用HMC5883L传感器。

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