一种智能室内清洁器

1.本发明涉及室内清洁领域，特别涉及一种智能室内清洁器。


背景技术：

2.智能室内清洁器是一种进行室内智能清洁的支撑设备，经过长期的发展，工业机器人技术已经越来越成熟，但服务机器人近年来得到了科学研究者和企业的重视，并逐渐进入普通人的家庭，其发展历史相对较短，目前学术界对服务机器人没有严格的定义，国际机器人联合会概述的服务机器人将服务机器人定义为一个“半自主”或“自主”的机器人，能够执行有益于人类健康的服务，服务机器人广泛应用，如教育、娱乐、特殊、购物指南、问候、医疗、金融、物流、电子商务、商务秘书等，其中，家庭清洁机器人是目前销售最广泛、使用最广泛的服务机器人，有多种家庭清扫机器人，包括扫地机器人、清扫机器人、窗口清扫机器人、空气清扫机器人和吸尘机器人，清扫机器人是家庭清扫机器人中最重要的成员，市场占有率超过96%，随着科技的不断发展，人们对于智能室内清洁器的制造工艺要求也越来越高。
3.现有的智能室内清洁器在使用时存在一定的弊端，首先，智能清洁器的出现是为了服务人类，减少人类用于家庭清洁的体力及时间，但昂贵的价格以及一旦坏了可能就要换新的问题让很多家庭对智能清洁器只能望而却步，不利于人们的使用，还有，不能很好的满足市场需求，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出一种智能室内清洁器。


技术实现要素：

4.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种智能室内清洁器，以小型直流电机驱动控制室内清洁器的运行，并通过传感器模块来检测道路上的障碍，控制小车自动避障，来做到有效的避障这一目的，同时指导小车完成左右转方向的动作，并且在小车的运行途中完成清洁的功能，整个系统电路结构简单，可靠性高，可以有效解决背景技术中的问题。
5.（二）技术方案为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种智能室内清洁器，包括清洁器车体，所述清洁器车体的上端定位安装有电路板，所述电路板的一侧连接有后方传感器，所述电路板的另一侧连接有前方传感器，所述电路板的上端设置有后方传感显示屏与前方传感显示屏，所述清洁器车体的前端设置有前轮，所述清洁器车体的后端设置有后轮。
6.优选的，所述清洁器车体的底部定位安装有支架，所述支架的后端定位连接有清洁器后板，所述清洁器后板的底部连接有清洁抹布，所述支架的前端定位连接有清洁器前板，所述清洁器前板的底部连接有不吸水海绵。
7.优选的，所述清洁器车体通过后轮与前轮进行活动，所述电路板与后方传感器之间电器连接，所述电路板与前方传感器之间电器连接，所述后方传感器与后方传感显示屏
之间电器连接，所述前方传感显示屏与前方传感器之间电器连接。
8.优选的，所述清洁器车体与支架之间设置有定位座，所述清洁器车体的底部通过定位座与支架的上端定位连接，所述支架的后端与清洁器后板之间进行定位，所述支架的前端与清洁器前板之间进行定位。
9.优选的，所述电路板的内部安装有单片机stc89c52模块、传感器模块、电机模块、辅助电源模块以及系统复位模块，所述单片机stc89c52模块连接有传感器模块、电机模块、辅助电源模块以及系统复位模块。
10.优选的，所述单片机stc89c52模块的输入端与传感器模块、系统复位模块的输出端电性连接，所述单片机stc89c52模块的输出端与电机模块的输入端电性连接，所述辅助电源模块给单片机stc89c52模块提供电能。
11.优选的，所述传感器模块内部设置有红外发射器以及红外接收器，所述单片机stc89c52模块的输出端连接红外发射器的输入端的位置，由红外发射器检测障碍的位置，检测到障碍后反射信号传输到红外接收器，所述红外接收器将接受的信号传输到单片机stc89c52模块的位置。
12.优选的，所述清洁器车体工作的流程为按下开关，通过后轮与前轮对清洁器车体进行行驶活动，后方传感器与前方传感器检测两侧是否有障碍，如果有，后退并左转，如果没有，则继续行驶，检测左前方是否存在障碍物，如果有，则右转，如果没有，则继续行驶，检测右前方是否有障碍物，如果有则左转，如果没有，则继续之前的检测前方是否存在障碍物，反复循环，直至停止。
13.（三）有益效果与现有技术相比，本发明提供了一种智能室内清洁器，具备以下有益效果：该一种智能室内清洁器，以小型直流电机驱动控制室内清洁器的运行，并通过传感器模块来检测道路上的障碍，控制小车自动避障，来做到有效的避障这一目的，同时指导小车完成左右转方向的动作，并且在小车的运行途中完成清洁的功能，整个系统电路结构简单，可靠性高，清洁功能工具是日常可见的一次性抹布及不吸水海绵，原料较为常见，同时通过红外传感器、接触传感器、一个小型的马达以及一个清扫装置，将这几者通过stc89c52单片机融合为一体，组成一个完整的室内清洁器机器人，利用了红外测距传感的原理，通过连续发射来自前方的红外线并连续接收反射红外线来检测前方障碍物的存在，一旦接收装置检测红外光，则通过stc89c52单片机驱动两个电机进行合理避障，同时因为有一个可360度自由式旋转的辅助轮，因此，我们可以实现避障功能，如前进，后退，转弯等，当然在整个室内清洁器的运行过程中，借助依附在清洁器上的清洁部件，对经过的地面进行有效的清洁，以此达到清洁的目的，系统用stc89c52单片机控制整个清洁器系统，同时传感器模块中的红外传感能为清洁器能有效避障，前者检测前方是否有无障碍物，有则绕道而行，无则继续向前，电机驱动帮助清洁器能平稳的在地面上运行，另外辅助电源为单片机、电机进行供电，保证工作的有效性，选用了两组红外传感器组用来检测前方大型障碍物，用红外光电传感器勘测到物体即将输出脉冲输入单片机，控制电机驱动模块，实现避障的功能，整个智能室内清洁器结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
14.图1为本发明一种智能室内清洁器的整体结构示意图。
15.图2为本发明一种智能室内清洁器中支架的结构示意图。
16.图3为本发明一种智能室内清洁器中室内清洁器总体框架图的结构示意图。
17.图4为本发明一种智能室内清洁器中传感器与单片机关系图的结构示意图。
18.图5为本发明一种智能室内清洁器中最小系统对应结构图的结构示意图。
19.图6为本发明一种智能室内清洁器中复位电路图的结构示意图。
20.图7为本发明一种智能室内清洁器中电源供电原理图的结构示意图。
21.图8为本发明一种智能室内清洁器中h桥等效原理图的结构示意图。
22.图9为本发明一种智能室内清洁器中电机驱动原理图的结构示意图。
23.图10为本发明一种智能室内清洁器中传感器模块原理图的结构示意图。
24.图11为本发明一种智能室内清洁器中程序流程图的结构示意图。
25.图中：1、清洁器车体；2、后轮；3、后方传感器；4、电路板；5、后方传感显示屏；6、前方传感显示屏；7、前方传感器；8、前轮；9、支架；10、清洁器后板；11、清洁抹布；12、清洁器前板；13、不吸水海绵。
具体实施方式
26.下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.实施例一：如图1、2所示，一种智能室内清洁器，包括清洁器车体1，清洁器车体1的上端定位安装有电路板4，电路板4的一侧连接有后方传感器3，电路板4的另一侧连接有前方传感器7，电路板4的上端设置有后方传感显示屏5与前方传感显示屏6，清洁器车体1的前端设置有前轮8，清洁器车体1的后端设置有后轮2。
30.进一步的，清洁器车体1的底部定位安装有支架9，支架9的后端定位连接有清洁器
后板10，清洁器后板10的底部连接有清洁抹布11，支架9的前端定位连接有清洁器前板12，清洁器前板12的底部连接有不吸水海绵13。
31.进一步的，清洁器车体1通过后轮2与前轮8进行活动，电路板4与后方传感器3之间电器连接，电路板4与前方传感器7之间电器连接，后方传感器3与后方传感显示屏5之间电器连接，前方传感显示屏6与前方传感器7之间电器连接。
32.进一步的，清洁器车体1与支架9之间设置有定位座，清洁器车体1的底部通过定位座与支架9的上端定位连接，支架9的后端与清洁器后板10之间进行定位，支架9的前端与清洁器前板12之间进行定位。
33.实施例二：在实施例二的基础上，如图1-4所示，一种智能室内清洁器，包括清洁器车体1，清洁器车体1的上端定位安装有电路板4，电路板4的一侧连接有后方传感器3，电路板4的另一侧连接有前方传感器7，电路板4的上端设置有后方传感显示屏5与前方传感显示屏6，清洁器车体1的前端设置有前轮8，清洁器车体1的后端设置有后轮2。
34.进一步的，电路板4的内部安装有单片机stc89c52模块、传感器模块、电机模块、辅助电源模块以及系统复位模块，单片机stc89c52模块连接有传感器模块、电机模块、辅助电源模块以及系统复位模块。
35.进一步的，单片机stc89c52模块的输入端与传感器模块、系统复位模块的输出端电性连接，单片机stc89c52模块的输出端与电机模块的输入端电性连接，辅助电源模块给单片机stc89c52模块提供电能。
36.进一步的，传感器模块内部设置有红外发射器以及红外接收器，单片机stc89c52模块的输出端连接红外发射器的输入端的位置，由红外发射器检测障碍的位置，检测到障碍后反射信号传输到红外接收器，红外接收器将接受的信号传输到单片机stc89c52模块的位置。
37.实施例三：在实施例一与实施例二的基础上，如图1-11所示，一种智能室内清洁器，包括清洁器车体1，清洁器车体1的上端定位安装有电路板4，电路板4的一侧连接有后方传感器3，电路板4的另一侧连接有前方传感器7，电路板4的上端设置有后方传感显示屏5与前方传感显示屏6，清洁器车体1的前端设置有前轮8，清洁器车体1的后端设置有后轮2。
38.进一步的，清洁器车体1工作的流程为按下开关，通过后轮2与前轮8对清洁器车体1进行行驶活动，后方传感器3与前方传感器7检测两侧是否有障碍，如果有，后退并左转，如果没有，则继续行驶，检测左前方是否存在障碍物，如果有，则右转，如果没有，则继续行驶，检测右前方是否有障碍物，如果有则左转，如果没有，则继续之前的检测前方是否存在障碍物，反复循环，直至停止。
39.实施例四：如图5-10所示，stc89c52是单片机与微机rom / eprom，所以最小系统简单可靠，用stc89c52单片机构成最小应用系统，只要连接到单片机的时钟电路和复位电路即可，由于集成度，最小的应用系统只能作为一些小的控制单元；复位电路顾名思义就是进行系统初始化的设置，这就相当于是系统的还原设置一样，就好像电脑按一下电源键开机重启，计算器的清零一样，单片机在开机时或在工作中出
现故障，导致无法正常工作，或者是软件编写错误，造成程序死循环，这个时候就可以按下复位按钮，回到初始状态，跳出故障，就可以解决这些问题。复位电路一般有上电复位、手动复位和自动复位电路三种，单片机的第九个引脚是rst引脚，这个是复位输入引脚，只要有连续两个机器周期单片机复位引脚输入“1”高电平，或者提供两个以上的机器周期的高电平，这样可以让单片机复位了；本设计电源采用两节可充电锂电池供电，工作电压为2.4~4.2v，容量为14500毫安。相对于镍氢充电电池，锂电池具有重量轻、自放电少、放电性能优越的优点，而本次设计采用的电池是磷酸铁锂，这种新兴锂离子电池正极材料，具有安全性好，不会爆炸，循环性能佳等优点，但其能量密度远低于钴酸锂和三元材料，因此比较适用于电动汽车、电动工具等领域；电机采用的是碳刷抗干扰带减速电机，可以有效降低电机在运转过程中产生的噪音。带减速的电机就是普通电机加上了减速箱，这样便降低了转速，增加了扭力，使得普通电机有的更广泛的使用空间，带减速的电由于降低了转速，增加了扭力，被大多数智能小车套件中列为智能小车动力标配，这种电机的控制一般都用双h桥方案，用l293芯片组成的电路进行控制，能实现pwm脉宽调制调速，控制上采用单片机进行 pwm 调速控制，pwm控制可以方便的控制小车整体速度；采用两路红外传感器模块，再多准备两路红外传感器模块用以替换可能出现问题的红外传感器模块。
40.工作原理：本发明包括清洁器车体1、后轮2、后方传感器3、电路板4、后方传感显示屏5、前方传感显示屏6、前方传感器7、前轮8、支架9、清洁器后板10、清洁抹布11、清洁器前板12、不吸水海绵13，是基于单片机的室内清洁系统，其核心是stc89c52单片机，单片机完成对室内清洁功能的核心，stc89c52是一种低功耗，高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器，本设计研究的主要内容是以小型直流电机驱动控制室内清洁器的运行，并通过传感器模块来检测道路上的障碍，控制小车自动避障，来做到有效的避障这一目的，同时指导小车完成左右转方向的动作，并且在小车的运行途中，完成清洁的功能，对绿色环保的考虑，本次设计清洁功能工具是日常可见的一次性抹布及不吸水海绵，本次设计整个系统电路结构简单，可靠性高，实验测试结果基本满足设计要求，同时通过红外传感器、接触传感器、一个小型的马达以及一个清扫装置，将这几者通过stc89c52单片机融合为一体，组成一个完整的室内清洁器机器人，利用了红外测距传感的原理，通过连续发射来自前方的红外线并连续接收反射红外线来检测前方障碍物的存在，一旦接收装置检测红外光，则通过stc89c52单片机驱动两个电机进行合理避障，同时因为有一个可360度自由式旋转的辅助轮，因此，我们可以实现避障功能，如前进，后退，转弯等，当然在整个室内清洁器的运行过程中，借助依附在清洁器上的清洁部件，对经过的地面进行有效的清洁，以此达到清洁的目的，系统用stc89c52单片机控制整个清洁器系统，同时传感器模块中的红外传感能为清洁器能有效避障，前者检测前方是否有无障碍物，有则绕道而行，无则继续向前，电机驱动帮助清洁器能平稳的在地面上运行，另外辅助电源为单片机、电机进行供电，保证工作的有效性，选用了两组红外传感器组用来检测前方大型障碍物，用红外光电传感器勘测到物体即将输出脉冲输入单片机，控制电机驱动模块，实现避障的功能，当传感器亮时，为低电平，当传感器不亮即为高电平，其基本硬件为红外发射器和接收器，因为在实际运行过
程当中，当传感器反射能力很弱的时候，反射接收回来的红外光很少，便达不到传感器的预先调节好的基本量，以此传感器便置高电平输出为1，当传感器是反射的，它反映了大量的红外光，达到预先调节好的基本量，便是传感器输出为0，在单片机判断前方是否有障碍物的时候只需要判断传感器输出端输出是0还是1，便能进行有效的对应操作，因此可见，在单片机判断前方是否有障碍物的时候只需要判断传感器输出端输出是0还是1，便能进行有效的对应操作，抹布可以清洁污垢的原理是摩擦起电产生相互吸引力，以此达到吸附地面污垢的目的，而餐桌上的一次性手巾由于所制作材料的特殊性，吸附能力效果尤其显著，因此，只要将用过的一次性手巾改造成我们所需要的清洁抹布就行，将清洗过的一次性手巾合理裁剪，剪成可完全覆盖清洁器轮胎的长度，再将其包裹在清洁器的轮胎上，随着清洁器的运行，清洁功能也便开始运行，这样就不需要考虑额外的耗电去驱动一台吸尘器来进行清洁功能，这样不但做到了绿色环保，还不需要考虑额外的消费支出，不吸水海绵13本名是碳纳米管海绵，它有一个最大的特点就是不吸水但吸油，碳纳米海绵本质上是碳纳米管在无序堆积后形成的三维多孔网络，其可以实现在油水混合的环境下选择性地吸附自身重量100倍以上的油污，对柴油、汽油、稀释原油、食用油等几种工业和生活常见油污都具有很好的吸附能力，将此种可以使水油分离的材料安置在清洁器的后支撑位上，伴随着小车的缓慢前进，可以有效地将地面上残留的油污吸附起来，达到清洁地面油污的目的，此种海绵的重复利用也十分简单，只需要挤压海绵就可以将吸收的油污释放，以此达到重复利用的目的，将其置于清洁器当中，可以使清洁器在运行过程中更好的清洁地面，保证地面无污渍，而且这两种清洁工具可重复利用率极其高，绿色环保，并且价格十分低廉，较市面上普通的吸尘器而言，价格优势巨大，拆装简单，灵活多变。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二（一号、二号）等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。