一种基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人。

背景技术：

机器人是自动控制机器(robot)的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗，机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。

在现有的机器人中，有部分是用来进行清扫地面用的，在这些清扫机器人使用的过程中，因为它能对房间大小、家俱摆放、地面清洁度等因素进行检测，并依靠内置的程序，制定合理的清洁路线，具备一定的智能，所以被人称之为机器人。但是目前，扫地机器人的智能化程度并不如想像中的那么先进，如当机器人在清扫过程中遇到台阶时就不能继续爬上台阶进行清扫，从而影响其实用性，而且在清扫机器人清扫的过程中，常常会因为内部的工作电源电路的工作电流过大，从而造成了机器人内部的元器件损坏，降低了机器人的可靠性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人，包括主体、行进机构、清扫机构和中控机构，所述中控机构设置在主体上，所述行进机构设置在主体的下方，所述行进机构和清扫机构均与中控机构电连接，所述清扫机构位于主体的下方；

所述行进机构包括驱动轮、万向轮和辅助移动机构，所述驱动轮和万向轮均设置在主体的底部，所述辅助移动机构位于驱动轮和万向轮之间；

所述辅助移动机构包括四个呈矩阵阵列设置的辅助轮，两个辅助轮之间设有升降组件，两个升降组件之间设有伸缩组件，所述升降组件包括第一气泵和两根第一输气管，所述第一输气管与辅助轮一一对应，所述第一气泵通过第一输气管与对应的辅助轮传动连接，所述伸缩组件包括第二气泵与两个第二输气管，所述第二气泵通过第二输气管与第一气泵传动连接；

所述第一输气管与辅助轮之间和第二输气管与第一气泵之间均设有伸缩单元，所述伸缩单元包括若干伸缩套管，各伸缩套管的内径沿着伸缩套管的伸长方向逐渐减小，所述伸缩套管的内部依次连通，所述伸缩单元中在伸长方向上的最后一个伸缩套管密封；

其中，辅助移动机构的工作原理：当机器人需要爬升台阶时，第二气泵开始工作充气，使第二输气管开始延伸，通过控制伸缩单元的伸缩，从而扩大前后辅助轮的距离。接着位于前后辅助轮第一输气管上的第一气泵开始工作充气，使得辅助轮上的伸缩单元开始延长，当伸缩单元使机器人升高到足够的爬阶高度时，辅助轮由驱动电机驱动前进，当前进到使万向轮接触到台阶的时候，位于万向轮一侧的辅助轮的第一气泵开始工作吸气，使辅助轮回收到与万向轮水平的平面，另一侧的辅助轮继续前进，同时第二气泵也开始工作吸气，使得辅助轮与万向轮拉开距离，当达到能使机器人平衡的距离时，位于驱动轮一侧的辅助轮也开始收缩到与万向轮水平的平面，机器人继续前进直至驱动轮也进入台阶上，则辅助轮回归到初始状态。

其中，伸缩单元的工作原理是：首先它由若干个伸缩套管组成，第一个伸缩套管与第一气泵或者第二气泵连通，最后一个伸缩套管是密封设置的，当第一气泵或者第二气泵向第一个伸缩套管充气的时候，就会通过第一个伸缩套管与第二伸缩套管之间的开口向第二伸缩套管充气，则第二伸缩套管就会与第一伸缩套管之间发生位移差，以此类推，实现了伸缩单元的伸缩。

所述中控机构包括设置在主体上的面板和中控组件，所述中控组件设置在面板的内部，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的影像监测模块、移动控制模块、无线通讯模块、语音控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为plc，所述第一气泵和第二气泵均与移动控制模块电连接；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括变压器、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第二三极管和保险丝，所述变压器的一次侧的一端与保险丝连接，所述变压器的一次侧的另一端与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极通过第一电阻与第二三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极通过第二电阻接地且与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极接地。

其中，中央控制模块，用来对机器人进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是plc，也能够是单片机，实现了对机器人中的各个模块进行智能化控制，提高了机器人的智能化；影像监测模块，用来进行影像监测的模块，在这里，通过摄像头能够对机器人前方的情况进行实时检测，从而提高了机器人移动的可靠性；移动控制模块，用来控制移动的模块，在这里，通过对第一气泵、第二气泵和驱动电机进行控制，从而能够实现机器人的可靠移动；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对机器人的信息进行远程监控，实现了机器人的智能化；语音控制模块，用来进行语音控制的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而实现了对机器人的异常工作状态进行报警提示；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对机器人的工作信息进行实时显示，提高了机器人的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对机器人进行实施现场操控，提高了机器人的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给机器人内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了机器人的可靠性。

其中，第二电阻为取样电阻，第二三极管为保护管，在正常情况下第二三极管处于截止状态，第一三极管处于开关状态，当第一三极管的工作电流超过设定值的时候，第二电阻的压降增加，从而大于0.7v，使得第二三极管导通，从而能够将信号反馈给plc，使得其控制工作电源电路停止工作，起到了保护作用，从而提高了机器人工作的可靠性。

作为优选，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接，所述扬声器与语音提示模块电连接，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

其中，显示界面，用来对机器人的工作信息进行实时显示，从而提高了机器人的实用性；控制按键，用来便于工作人员对机器人进行实施操控，提高了机器人的可操作性；状态指示灯，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了机器人的可靠性；扬声器，用来对机器人的工作异常情况时，进行报警提示。

作为优选，为了实现机器人的可靠移动，所述驱动轮和万向轮均传动连接有驱动电机，所述驱动电机与移动控制模块电连接。

作为优选，所述清扫机构包括清扫刷。

作为优选，为了对前方的情况进行可靠的监测，所述主体上设有摄像头，所述摄像头与影像监测模块电连接。

作为优选，所述摄像头为全景摄像头。

作为优选，所述主体的一侧还设有充电插口，所述充电插口与plc电连接。

作为优选，通过太阳能够电池板能够将太阳能转换成电能，用来进行存储，以备给机器人续航用，所述主体的上方还设有太阳能电池板。

作为优选，所述显示界面为液晶显示屏，所述控制按键为轻触按键，所述状态指示灯包括双色发光二极管。

作为优选，所述主体的阻燃等级为v-0。

本发明的有益效果是，该基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人中，通过辅助移动机构能够实现机器人的灵活移动，提高了机器人的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，能够进行限流保护，提高了机器人工作的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的主视图；

图2是本发明的基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的仰视图；

图3是本发明的基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的伸缩单元的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的中控机构的结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的系统原理图；

图6是本发明的基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.主体，2.太阳能电池板，3.摄像头，4.充电插口，5.驱动轮，6.万向轮，7.中控机构，8.清扫机构，9.辅助轮，10.第一气泵，11.第一输气管，12.第二气泵，13.第二输气管，14.伸缩套管，15.面板，16.显示界面，17.控制按键，18.状态指示灯，19.扬声器，20.中央控制模块，21.影像监测模块，22.移动控制模块，23.无线通讯模块，24.语音控制模块，25.显示控制模块，26.按键控制模块，27.状态指示模块，28.工作电源模块，29.蓄电池，30.驱动电机，t1.变压器，r1.第一电阻，r2.第二电阻，vt1.第一三极管，vt2.第二三极管，fu.保险丝。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图6所示，一种基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人，包括主体1、行进机构、清扫机构8和中控机构7，所述中控机构7设置在主体1上，所述行进机构设置在主体1的下方，所述行进机构和清扫机构8均与中控机构7电连接，所述清扫机构8位于主体1的下方；

所述行进机构包括驱动轮5、万向轮6和辅助移动机构，所述驱动轮5和万向轮6均设置在主体1的底部，所述辅助移动机构位于驱动轮5和万向轮6之间；

所述辅助移动机构包括四个呈矩阵阵列设置的辅助轮9，两个辅助轮9之间设有升降组件，两个升降组件之间设有伸缩组件，所述升降组件包括第一气泵10和两根第一输气管11，所述第一输气管11与辅助轮9一一对应，所述第一气泵10通过第一输气管11与对应的辅助轮9传动连接，所述伸缩组件包括第二气泵12与两个第二输气管13，所述第二气泵12通过第二输气管13与第一气泵10传动连接；

所述第一输气管11与辅助轮9之间和第二输气管13与第一气泵10之间均设有伸缩单元，所述伸缩单元包括若干伸缩套管14，各伸缩套管14的内径沿着伸缩套管14的伸长方向逐渐减小，所述伸缩套管14的内部依次连通，所述伸缩单元中在伸长方向上的最后一个伸缩套管14密封；

其中，辅助移动机构的工作原理：当机器人需要爬升台阶时，第二气泵12开始工作充气，使第二输气管13开始延伸，通过控制伸缩单元的伸缩，从而扩大前后辅助轮9的距离。接着位于前后辅助轮9第一输气管11上的第一气泵10开始工作充气，使得辅助轮9上的伸缩单元开始延长，当伸缩单元使机器人升高到足够的爬阶高度时，辅助轮9由驱动电机30驱动前进，当前进到使万向轮6接触到台阶的时候，位于万向轮6一侧的辅助轮9的第一气泵10开始工作吸气，使辅助轮9回收到与万向轮6水平的平面，另一侧的辅助轮9继续前进，同时第二气泵12也开始工作吸气，使得辅助轮9与万向轮6拉开距离，当达到能使机器人平衡的距离时，位于驱动轮5一侧的辅助轮9也开始收缩到与万向轮6水平的平面，机器人继续前进直至驱动轮5也进入台阶上，则辅助轮9回归到初始状态。

其中，伸缩单元的工作原理是：首先它由若干个伸缩套管14组成，第一个伸缩套管14与第一气泵10或者第二气泵12连通，最后一个伸缩套管14是密封设置的，当第一气泵10或者第二气泵12向第一个伸缩套管14充气的时候，就会通过第一个伸缩套管14与第二伸缩套管14之间的开口向第二伸缩套管14充气，则第二伸缩套管14就会与第一伸缩套管14之间发生位移差，以此类推，实现了伸缩单元的伸缩。

所述中控机构7包括设置在主体1上的面板15和中控组件，所述中控组件设置在面板15的内部，所述中控组件包括中央控制模块20、与中央控制模块20连接的影像监测模块21、移动控制模块22、无线通讯模块23、语音控制模块24、显示控制模块25、按键控制模块26、状态指示模块27和工作电源模块28，所述中央控制模块20为plc，所述第一气泵10和第二气泵12均与移动控制模块22电连接；

所述工作电源模块28包括工作电源电路，所述工作电源电路包括变压器t1、第一电阻r1、第二电阻r2、第一三极管vt1、第二三极管vt2和保险丝fu，所述变压器t1的一次侧的一端与保险丝fu连接，所述变压器t1的一次侧的另一端与第一三极管vt1的集电极连接，所述第一三极管vt1的基极通过第一电阻r1与第二三极管vt2的集电极连接，所述第一三极管vt1的发射极通过第二电阻r2接地且与第二三极管vt2的基极连接，所述第二三极管vt2的发射极接地。

其中，中央控制模块20，用来对机器人进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块20是plc，也能够是单片机，实现了对机器人中的各个模块进行智能化控制，提高了机器人的智能化；影像监测模块21，用来进行影像监测的模块，在这里，通过摄像头3能够对机器人前方的情况进行实时检测，从而提高了机器人移动的可靠性；移动控制模块22，用来控制移动的模块，在这里，通过对第一气泵10、第二气泵12和驱动电机30进行控制，从而能够实现机器人的可靠移动；无线通讯模块23，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对机器人的信息进行远程监控，实现了机器人的智能化；语音控制模块24，用来进行语音控制的模块，在这里，通过对扬声器19进行控制，从而实现了对机器人的异常工作状态进行报警提示；显示控制模块25，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面16进行控制，能够对机器人的工作信息进行实时显示，提高了机器人的实用性；按键控制模块26，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键17的操控信息进行采集，从而能够对机器人进行实施现场操控，提高了机器人的可操作性；状态指示模块27，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯18的亮暗控制，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块28，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给机器人内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了机器人的可靠性。

其中，第二电阻r2为取样电阻，第二三极管vt2为保护管，在正常情况下第二三极管vt2处于截止状态，第一三极管vt1处于开关状态，当第一三极管vt1的工作电流超过设定值的时候，第二电阻r2的压降增加，从而大于0.7v，使得第二三极管vt2导通，从而能够将信号反馈给plc，使得其控制工作电源电路停止工作，起到了保护作用，从而提高了机器人工作的可靠性。

作为优选，所述面板15上还设有显示界面16、控制按键17、状态指示灯18和扬声器19，所述显示界面16与显示控制模块25电连接，所述控制按键17与按键控制模块26电连接，所述状态指示灯18与状态指示模块27电连接，所述扬声器19与语音提示模块电连接，所述面板15的内部还设有蓄电池29，所述蓄电池29与工作电源模块28电连接。

其中，显示界面16，用来对机器人的工作信息进行实时显示，从而提高了机器人的实用性；控制按键17，用来便于工作人员对机器人进行实施操控，提高了机器人的可操作性；状态指示灯18，能够对机器人的工作状态进行实时显示，提高了机器人的可靠性；扬声器19，用来对机器人的工作异常情况时，进行报警提示。

作为优选，为了实现机器人的可靠移动，所述驱动轮5和万向轮6均传动连接有驱动电机30，所述驱动电机30与移动控制模块22电连接。

作为优选，所述清扫机构8包括清扫刷。

作为优选，为了对前方的情况进行可靠的监测，所述主体1上设有摄像头3，所述摄像头3与影像监测模块21电连接。

作为优选，所述摄像头3为全景摄像头。

作为优选，所述主体1的一侧还设有充电插口4，所述充电插口4与plc电连接。

作为优选，通过太阳能够电池板能够将太阳能转换成电能，用来进行存储，以备给机器人续航用，所述主体1的上方还设有太阳能电池板2。

作为优选，所述显示界面16为液晶显示屏，所述控制按键17为轻触按键，所述状态指示灯18包括双色发光二极管。

作为优选，所述主体1的阻燃等级为v-0。

与现有技术相比，该基于物联网的行进能力强的智能清扫机器人中，通过辅助移动机构能够实现机器人的灵活移动，提高了机器人的实用性；不仅如此，在工作电源电路中，能够进行限流保护，提高了机器人工作的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。