CN216248927U - 一种无人驾驶扫地吸尘车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无人驾驶扫地吸尘车，包括：控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路；其中，控制电路包括供电电池、断路器、滤波器和控制盒；第一驱动电路包括供电电池、断路器、第一继电器和第一电机驱动器；第二驱动电路包括供电电池、断路器、第二继电器和第二类电机驱动器；控制盒用于控制第一电机驱动器和第二类电机驱动器运行。这样的设计方式具有电路简单、稳定性高、方便操作的优势，相比于现有技术中手动操作清洁车的设计方式，本方案中的吸尘车可以用较少的部件实现对整车主回路的控制，这样不仅能够降低人工操作量，高效的进行区域清洁，也便于吸尘车的后期维护。

Description

一种无人驾驶扫地吸尘车

技术领域

本申请涉及无人驾驶机器人领域，尤其涉及一种无人驾驶扫地吸尘车。

背景技术

在商场、写字楼、展览馆、机场等公共场所中，通常需要清洁设备清扫地面，但现有的清扫设备往往是通过人工操作的方式来维护地面的清洁，这样的清洁方式不仅会占用人力资源，增加人工操作的工作量，而且也不能有效地保证设备的工作效率。

实用新型内容

为了解决上述至少一个技术问题，本申请提供了以下方案。

第一方面，本申请实施例还提供了一种无人驾驶扫地吸尘车，该吸尘车包括：控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路；

其中，控制电路包括供电电池、断路器、滤波器和控制盒；

第一驱动电路包括供电电池、断路器、第一继电器和第一电机驱动器；

第二驱动电路包括供电电池、断路器、第二继电器和第二类电机驱动器；

控制盒用于控制第一电机驱动器和第二类电机驱动器运行。

可选地，第一电机驱动器用于控制吸尘车电机和状态指示灯。

可选地，第二类电机驱动器用于控制吸尘车车轮和清洁刷。

可选地，第二类电机驱动器包括第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器和第五电机驱动器；

第二电机驱动器用于控制吸尘车的左轮电机和右轮电机；

第三电机驱动器用于控制吸尘车的左边刷电机，第四电机驱动器用于控制吸尘车的右边刷电机，第五电机驱动器用于控制吸尘车的滚刷电机。

可选地，吸尘车还包括导航与传感器电路、自动充电电路和手动充电电路。

可选地，导航与传感器电路包括供电电池、第三继电器、直流电源转换模块、激光导航模块、超声波避障模块、防碰撞模块以及指令输入模块。

可选地，自动充电电路包括供电电池、断路器、第四继电器和自动充电模块；

手动充电电路包括供电电池、断路器和手动充电模块。

可选地，控制盒还用于在判断所述供电电池的电压小于吸尘车的工作电压的情况下，控制吸尘车通过自动充电电路进行充电。

可选地，控制盒还用于控制第一继电器、第二继电器、第三继电器依次间隔预设时间后上电。

本申请实施例提供的一种无人驾驶扫地吸尘车，包括：控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路；其中，控制电路包括供电电池、断路器、滤波器和控制盒；第一驱动电路包括供电电池、断路器、第一继电器和第一电机驱动器；第二驱动电路包括供电电池、断路器、第二继电器和第二类电机驱动器；控制盒用于控制第一电机驱动器和第二类电机驱动器运行。这样的设计方式具有电路简单、稳定性高、方便操作的优势，相比于现有技术中手动操作清洁车的设计方式，本方案中的吸尘车可以用较少的部件实现对整车主回路的控制，这样不仅能够降低人工操作量，高效的进行区域清洁，也便于吸尘车的后期维护。

附图说明

图1为本申请实施例中的一种吸尘车的控制电路示意图；

图2为本申请实施例中的控制盒的控制原理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。

另外，在本申请实施例中，“可选地”或者“示例性地”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“可选地”或者“示例性地”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“可选地”或者“示例性地”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例提供了一种无人驾驶扫地吸尘车，该吸尘车可以应用于工业环境中，以自动化运行的方式对大面积区域进行清扫，实现在降低人工操作工作量的情况下，提高清洁大面积区域的工作效率。如图1所示，该无人驾驶扫地吸尘车包括控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路。

其中，上述控制电路可以包括供电电池、断路器(QF)、滤波器(比如，可以采用CRC滤波器)和控制盒(U1)。如图1所示，本申请实施例中的供电电池选用的是锂电池，正极为P2400，负极为N2400。

第一驱动电路包括供电电池、断路器、第一继电器(即图1中的继电器1)和第一电机驱动器(图1中的SR1驱动器)。第二驱动电路包括供电电池、断路器、第二继电器(图1中的继电器2)和第二类电机驱动器。其中，上述第一电机驱动器可以用于控制吸尘车电机和状态指示灯。

如图1所示，第一电机驱动器可以控制R、G、B三个状态指示灯，三个状态指示灯可以用于通过不同的颜色或不同的颜色组合指示吸尘车处于正常工作状态、故障状态或充电状态等。进一步地，第一电机驱动器还可以用于控制吸尘车的吸风电机、尘推电机、滚刷升降电机、边刷升降电机、尘推升降电机。如图1所示，与第一电机驱动器SR1连接的M1表示吸风电机、M2表示尘推电机、M3表示滚刷升降电机、M4表示边刷升降电机、M5表示尘推升降电机。

示例性地，上述第一电机驱动器(SR1)可以为多功能驱动器，在控制吸尘车电机和状态指示灯的同时，也可以实时监测并反馈吸尘车的电机状态至控制盒。

上述第二类电机驱动器可以包括多个电机驱动器，用于控制吸尘车的车轮和清洁刷。例如，第二类电机驱动器包括第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器和第五电机驱动器，如图1所示，设第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器和第五电机驱动器分别用SR2、SR3、SR4、SR5表示。

示例性地，上述第二电机驱动器可以为伺服电机驱动器，用于驱动2个伺服轮毂电机，即可以用于控制图1中吸尘车的左轮电机(M6)和右轮电机(M7)，其通过接收控制盒的命令来控制各轮毂电机的转速，并可以将电机的速度、温度、位置等工作信息反馈至控制盒。第三电机驱动器、第四电机驱动器、第五电机驱动器可以为直流无刷电机驱动器，用于接收控制盒发送的控制滚刷、边刷等工作指令，并将电机运行信息反馈给控制盒。具体地，上述第三电机驱动器可以用于控制吸尘车的左边刷电机(M8)，第四电机驱动器可以用于控制吸尘车的右边刷电机(M9)，第五电机驱动器可以用于控制吸尘车的滚刷电机(M10)。

控制电路中的控制盒上电后，可以控制上述第一驱动电路和第二驱动电路进入电路工作流程，例如，控制盒控制上述第一驱动电路中的第一电机驱动器和第二驱动电路中的第二类电机驱动器分别控制相应的电机、车轮、清洁刷等相关连接部件。

示例性地，上述吸尘车还可以包括导航与传感器电路、自动充电电路和手动充电电路。

如图1所示，上述导航与传感器电路可以包括供电电池、第三继电器(图1中的继电器3)、直流电源转换模块(DC)、激光导航模块、超声波避障模块、防碰撞模块以及指令输入模块。

可选地，上述指令输入模块可以选用自带屏幕显示的工业电脑，用于实现关于输入指令的算法处理和人机交互功能，例如，将设置的相关指令传输至控制盒，由控制盒基于相关指令的逻辑控制对应电路的工作。超声波避障模块可以采用超声波传感器识别人体和物体，用于提前避开运行环境中的人体和障碍物。激光导航模块可以采用2D激光传感器，以创建清扫地图、识别周围环境，并实时判断机器方位。防碰撞模块可以选用气压防碰撞传感器识别撞击的位置和力量，当检测到撞击发生时，能够保证吸尘车自主避障或停止运行，以防止吸尘车对人体或物体造成撞击伤害。直流电源转换模块用于将输入电压转换为超声波避障模块、激光导航模块等各模块的工作电压，以为各个模块供电。

如图1所示，自动充电电路包括供电电池、断路器、第四继电器(图1中的继电器4)和自动充电模块，手动充电电路包括供电电池、断路器和手电充电模块。

控制盒可以用于在判断供电电池的电压小于吸尘车的工作电压的情况下，控制吸尘车通过上述自动充电电路进行充电。或者，也可以通过手动充电的方式基于手动充电电路对吸尘车进行充电。

进一步地，控制盒还可以控制上述各电路中的第一继电器、第二继电器和第三继电器依次间隔预设时间后上电。

如图2所示，上述控制盒的控制原理可以为断路器闭合后接通电源，此时控制盒上电，控制盒检测吸尘车供电电池的电压是否大于启动电压，如若供电电池的电压小于启动电压，则上电失败，若供电电池的电压大于或等于启动电压，则吸尘车正常上电。例如，控制盒控制第一继电器(继电器1)上电，延时预设时间(比如，3秒)后，控制盒控制第二继电器(继电器2)上电，同样延时预设时间后，控制盒控制第三继电器(继电器3)上电，这样依次分别控制各继电器上电，可以保证吸尘车整车电路系统的正常运行。

各工作电路均正常上电后，控制盒可以实时检测供电电池的电压是否大于吸尘车的工作电压，若供电电池的电压大于或等于工作电压，则吸尘车正常工作；相反，若供电电池的电压小于工作电压，则吸尘车寻找充电桩，对桩成功后，控制盒控制闭合第四继电器(继电器4)，以通过自动充电电路为吸尘车的供电电池充电。若控制盒检测供电电池电量充满，则控制断开第四继电器(继电器4)以结束充电，并控制吸尘车正常作业。

在本申请实施例中，控制盒作为整个吸尘车的控制系统，通过接收指令输入模块的运行指示和其他各电路中相关部件(例如，第一电机驱动器、第二类电机驱动器等)的反馈信息，基于控制逻辑控制对应电路的工作，以实现控制吸尘车的正常运行。

可选地，上述吸尘车还可以包括与外界通讯的通讯模块，例如2.4G模块和LORA模块，其中，2.4G模块作为普通通讯频率为2.4GHz的通讯模块，用于接收现场调试人员和用户的命令，LORA模块作为吸尘车与物联网的通讯端口，可以接收远程命令。

下面通过具体示例对上述吸尘车的工作流程进行详细描述，具体如下：

用户通过指令输入模块实现人机交互，例如，创建地图、选择清洁区域、选择清洁模式等功能。指令输入模块通过与控制盒通讯获取吸尘车当前位置、速度、周边环境等信息后，经过系统分析后下发动作指令，控制盒根据指令进行运算分解后下发运动指令，实现对吸尘车的自动运行控制。

示例性地，控制盒与各模块通讯的方式可以包括控制盒通过CAN1通讯方式与防碰撞模块通信，获取吸尘车防碰撞信息；控制盒通过CAN2通讯方式与第一电机驱动器、第二类电机驱动器进行通信，以控制吸尘车的尘推电机、尘推升降电机、边刷升降电机、滚刷升降电机、状态指示灯等；控制盒通过RS485-1通讯方式与超声波避障模块通信，实现超声波避障功能；控制盒通过RS485-2通信方式与第三电机驱动器、第四电机驱动器、第五电机驱动器进行通信，实现对左、右边刷电机和滚刷电机的运转控制。

其中，CAN1和CAN2可以理解为同一种无线通信技术，即控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)，区别在于两者的通信速率不同，即控制盒分别与防碰撞模块和电机驱动器通信的速率不相同。同样地，RS485-1和RS485-2也属于通信速率不同的同一种通信技术。

本申请实施例提供的一种无人驾驶扫地吸尘车具有电路简单、稳定性高、方便操作的优势，相比于现有技术中手动操作清洁车的设计方式，本方案中的吸尘车可以用较少的部件实现对整车主回路的控制，这样不仅能够降低人工操作量，高效的进行区域清洁，也便于吸尘车的后期维护。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)实现本申请各个实施例所述的方法或功能。

注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种无人驾驶扫地吸尘车，其特征在于，包括：控制电路、第一驱动电路和第二驱动电路；

所述控制电路包括供电电池、断路器、滤波器和控制盒；

所述第一驱动电路包括供电电池、断路器、第一继电器和第一电机驱动器；

所述第二驱动电路包括供电电池、断路器、第二继电器和第二类电机驱动器；

所述控制盒用于控制所述第一电机驱动器和所述第二类电机驱动器运行。

2.根据权利要求1所述的吸尘车，其特征在于，所述第一电机驱动器用于控制吸尘车电机和状态指示灯。

3.根据权利要求1所述的吸尘车，其特征在于，所述第二类电机驱动器用于控制吸尘车车轮和清洁刷。

4.根据权利要求3所述的吸尘车，其特征在于，所述第二类电机驱动器包括第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器和第五电机驱动器；

所述第二电机驱动器用于控制吸尘车的左轮电机和右轮电机；

所述第三电机驱动器用于控制吸尘车的左边刷电机，所述第四电机驱动器用于控制吸尘车的右边刷电机，所述第五电机驱动器用于控制吸尘车的滚刷电机。

5.根据权利要求4所述的吸尘车，其特征在于，所述吸尘车还包括导航与传感器电路、自动充电电路和手动充电电路。

6.根据权利要求5所述的吸尘车，其特征在于，所述导航与传感器电路包括供电电池、第三继电器、直流电源转换模块、激光导航模块、超声波避障模块、防碰撞模块以及指令输入模块。

7.根据权利要求5所述的吸尘车，其特征在于，所述自动充电电路包括供电电池、断路器、第四继电器和自动充电模块；

所述手动充电电路包括供电电池、断路器和手动充电模块。

8.根据权利要求7所述的吸尘车，其特征在于，所述控制盒还用于在判断所述供电电池的电压小于所述吸尘车的工作电压的情况下，控制所述吸尘车通过自动充电电路进行充电。

9.根据权利要求1-8任一项所述的吸尘车，其特征在于，所述控制盒还用于控制所述第一继电器、所述第二继电器、第三继电器依次间隔预设时间后上电；

其中，所述第三继电器包含于所述吸尘车的导航与传感器电路中。

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