一种履带式中央空调管道清机器人的制作方法

文档序号:15120661发布日期:2018-08-07 22:51阅读:129来源:国知局

本实用新型涉及垃圾桶技术领域,具体涉及一种履带式中央空调管道清机器人。



背景技术:

随着经济的迅速发展和人们生活水平的逐步提高,中央空调开始走向普及化。因为中央空调风道系统与室内空气接触,所以风道内清洁程度直接关系着人们的身体健康。但是由于中央空调风道的保养却得不到重视而且不易清扫,因此中央空调风道造成的室内空气污染始终危害着人们的健康。近年来随着各种传染性疾病的爆发以及人们健康意识的提高,人们才开始重视中央空调风道的清洁问题,政府也开始颁布一系列强制性政策。但是由于传统人工清洁方式清扫不彻底且易留死角,并且清扫产生的粉尘危害人体健康。中央空调主要应用于一些楼宇结构中,因为国内中央空调风道没有规范化,大都纵横交错且截面大小不同,因而机器人在进行作业时必须实现检测、吸尘集尘、消毒等功能。同时机体须适应风道大小才能灵活运转。

现在的机器人设计中,大都会采用三轮式结构,前轮一般采用万向轮牵引,左右分别为驱动轮。虽然三轮式的结构简单易于操作,但是在机器人操作过程中的稳定性不足,且由于万向轮的径向阻力非常小,所以很容易偏向。



技术实现要素:

为克服所述不足,本实用新型的目的在于提供一种履带式中央空调管道清机器人,实现了吸尘集尘一体化,清洁消毒同步化。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种履带式中央空调管道清机器人,包括车体、清洁刷、单片机、消毒装置,所述车体包括车盘、履带装置,车盘的两侧装配有多个履带轮,履带安装在履带轮上,车盘两侧后端的履带轮为轮驱轮,每个驱动轮分别通过联轴器与一个驱动电机连接,车盘的后侧设有集尘箱,集尘箱与负压泵联通,负压泵与单片机相连,车盘的前端安装有云台,云台与第一电机机械连接,云台的前端通过第三转轴与清洁臂的后端相连,第三转轴上设有第二从动轮,云台的后端固定设有第二电机,第二电机的输出端通过联轴器与第四转轴连接,第四转轴上装配有第二主动轮,第二主动轮通过第二皮带与第二从动轮相连;

所述清洁臂的前端通过轴承座装配有第五转轴,第五转轴的前端与清洁刷相连,第五转轴的后端通过联轴器与第三电机相连,来控制清洁刷的自由旋转;

所述车盘后端装有消毒装置,消毒装置包括喷雾高压泵和消毒瓶构成,所述喷雾高压泵与单片机相连。

具体地,所述驱动电机、第一电机、第二电机、第三电机分别通过电位器与单片机相连。

具体地,所述清洁刷包括清洁罩、清洁轴,清洁轴装配在清洁罩内,刷毛以螺旋状分布在清洁轴上。

具体地,所述集尘箱由亚克力板材制成,集尘箱内部设有过滤器,集尘箱与负压泵联通,集尘箱通过软质塑料管与清洁罩相连。

具体地,所述单片机通过E12-TTL无线通信模块与远程监控结构无线连接。

具体地,所述车体上安装有摄像头、照明灯。

具体地,所述远程监控结构设有LCD显示屏。

具体地,所述单片机采用STC12C5A60S2单片机。

具体地,所述驱动电机、第一电机、第二电机、第三电机采用 AQMH2407ND电机驱动芯片。

本实用新型具有以下有益效果:该机器人可以深入风道中进行作业活动,并自动收集清理下来的污物,待清洗完成后自动喷洒消毒液,基本实现了吸尘集尘一体化,清洁消毒同步化;然后通过无线传输设备反馈给工作人员;功能齐全,运转灵活,清扫彻底且不留下死角;投入应用后有利于改善室内空气质量和促进国内清洗行业的迅速发展。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的底面结构示意图。

图3为本实用新型系统框图。

图4为本实用新型程序图。

图5为本实用新型单片机的电路图。

图中1车盘,2履带轮,21驱动轮,22驱动电机,3履带,4集尘箱,5消毒瓶,6喷雾高压泵,7云台,71第一从动轮,72第二皮带,73第一电机,8第二从动轮,9第二主动轮,91第二电机,10 第二皮带,11清洁臂,12第三电机,13第三联轴器,14清洁刷,15 负压泵。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图5所示的一种履带式中央空调管道清机器人,包括车体、单片机、消毒装置,国内中央空调风道内部表面材料大部分为镀锌钢板,摩擦力极小,同时机器人在风道内部需克服较大的清洁阻力,所述车体包括车盘1、履带装置,车盘1的两侧装配有多个履带轮2,履带3安装在履带轮2上,两侧后端的履带轮2为轮驱轮21,每个驱动轮21分别通过联轴器与一个驱动电机22连接,当两侧电机转向相同时,小车直线前进或后退,当两侧的驱动电机22转向相反时,小车原地拐弯,使得机器人可以灵活实现前进后退拐弯等功能,操作简单,可以使机器人在风道内自由移动且不会出现行进迟缓、打滑等现象;

车盘1的后侧设有集尘箱4,集尘箱4与负压泵15联通,负压泵15与单片机相连,车盘1的前端安装有云台7,云台7与第一电机73机械连接,云台7下方设有第一转轴,第一转轴的下端穿过车盘1装配有第一从动轮71,第一从动轮71通过第一皮带72与第一主动轮连接,第一主动轮装配在第二转轴上,第二转轴通过联轴器与第一电机73的输出端,云台7的前端通过第三转轴与清洁臂的后端相连,第三转轴上设有第二从动轮8,云台7的后端固定设有第二电机91,第二电机91的输出端通过联轴器与第四转轴连接,第四转轴上装配有第二主动轮9,第二主动轮9通过第二皮带10与第二从动轮8相连,实现清洁臂11的上下活动;

所述清洁臂11的前端通过轴承座装配有第五转轴,第五转轴的前端与清洁刷14相连,第五转轴的后端通过联轴器与第三电机12相连,来控制清洁刷14的自由旋转;

所述车盘后端装有消毒装置,消毒装置包括喷雾高压泵6和消毒瓶5构成,而且不影响机体其它功能的灵活实现,喷雾高压泵6动力足,覆盖面较广,不会有死角遗留,消毒瓶5内装有消毒液为无味无毒液体,非常适合在人群密集处或家居使用,所述喷雾高压泵6与单片机相连。

改变现有机器人只能做一维纵向运动的模式,采用横向纵向二维运动,拟合矩形清扫轨迹达到不留死角的效果,在清洁刷旋转运行时,机器人可以根据风道尺寸大小来控制清洁臂横向纵向摆动的幅度,形成矩形螺旋轨迹,保证风道内部每一个点都能被清洁清洁刷清洁至少一次,实现无死角清洁,机体前端使用带有横向驱动电机的云台来控制清洁臂横向摆动幅度。

具体地,所述驱动电机73、第一电机73、第二电机91、第三电机12分别通过电位器与单片机相连,解决了由于各部分电机负载差异,电机本身参数差异等因素造成机器人清洁臂行进中走偏的问题,保证了在一定精度上拟合应有轨迹清扫,满足清洁需求,同时增强了机器人本身的适应性和通用性,在横向纵向一个矩形轨迹周期内,保证了机器人行走距离小于清洁刷宽度,解决了机器人在风道内部的导向问题。

具体地,所述清洁刷14包括清洁罩141、清洁轴,清洁轴装配在清洁罩141内,刷毛142以螺旋状分布在清洁轴上,以提高清洁刷清洁效率,刷毛142通过塑料轴连接在清洁罩141内部,清洁罩141 以及其内部清洁轴为塑料材质,并通过限位装置保证了其不与清洁臂发生碰撞,有效保证了机器人的平衡性和稳定性,当机器人工作时,由第三电机12直接驱动清洁刷工作,保证了清洁刷在不同清洁阻力下仍能收到良好的清洁效果。

具体地,所述集尘箱4由亚克力板材制成,集尘箱4内部设有过滤器,集尘箱4通过软质塑料管与清洁罩141相连,吸力较大,可以适应不同程度的排污量,且不影响机体的灵活运转。

具体地,所述单片机通过E12-TTL无线通信模块与远程监控结构无线连接,远程监控结构主要由E12-TTL无线串口模块发挥作用,在机器人作业过程中,该结构可以控制机器人驱动电机、第一电机、第二电机、第三电机进行相应运动,E12-TTL模块是亿和电子科技有限公司推出的一款中心频率为433MHz的无线通信模块,它具有TTL电平的串口通信接口,支持波特率为1200-57600多达7种波特率,E12-TTL 模块采用进口高性能无线射频芯片,以及超低功耗性能单片机构成。用户无需关心复杂的无线通信设备以及传输算法,只需要通过TTL串口连接到设备,2个模块即可取代一条传统的串口线,省去布线工作,且比传统串口传输距离更远,用户也可以通过各种命令,以控制模块完成多种不同的操作,使用灵活。

具体地,所述车体上安装有摄像头、照明灯,安装在机器人前方以增加监控的视野范围,机器人在能见度低下的风道内工作必须使用辅助照明设备,因而将照明灯分布在摄像头周围,以减小灯光对摄像头的影响。

具体地,所述远程监控结构设有LCD显示屏,能将机体上所带摄像头反馈的视频信号实时显示在显示屏上,通过观察显示屏,工作人员可以对机器人所处状态进行判断,从而控制机器人前进后退或转弯、二维云台横向纵向摆动、自动拟合矩形清扫轨迹等运动。

具体地,所述单片机采用STC12C5A60S2单片机,STC12C5A60S2 单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上,如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、PWM发生器、内置看门狗、内置8路高速10位A/D转换、独特波特率发生器、中断系统及特殊功能寄存器等,它们都是通过片内单一总线连接而成,其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。

具体地,所述驱动电机22、第一电机73、第二电机91、第三电机12采用AQMH2407ND电机驱动芯片,由于其尺寸极小,支持电压范围广,最大可达24V,并且每路都支持三线控制使能端,使能信号可外接PWM,而且正反转控制信号可串联限位开关,它的控制信号使用灌电流驱动方式,并且支持绝大多数单片机直接驱动,此外,这种芯片使用光耦对全部信号进行隔离,拥有静电泄放回路。

此设计本质上使用的是单片机串口通信,串行通讯的特点是:数据按位顺序传送,最少仅需一根传输线即可完成,成本低但传送速度慢,串行通讯的距离可以从几米到几千米,根据信息的传送方向,串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种,信息只能单向传送为单工;信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工;信息能够同时双向传送则称为全双工。串行通讯又分为异步通讯和同步通讯两种方式,在单片机中,主要使用异步通讯方式。

本实用新型不局限于所述实施方式,任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化,凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案,均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

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