一种水池自动清洗和净化的机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种水池自动清洗和净化的机器人，包括遥控器和车体，所述车体设有车轮，所述车体上还安装有中央控制模块、电源及动力模块、纵向运输模块、横向运输模块、刷洗模块、传感器及感知模块。本发明专利技术的有益效果是：1.大幅度减少水资源浪费；2.提出了基于UWB定位的无循环路径记忆算法，实现了耗时与耗能的最小化；3.在记忆路线后可以全自动运行，减小人力资源消耗；4.可以同时完成对池底和卵石的清理，克服了现有装置的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种水池自动清洗和净化的机器人
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种水池自动清洗和净化的机器人。
技术介绍
随着我国城镇化建设进程的加快，城中公园与大厦广场的数量逐渐增加，而水池景观则是这些公园与广场中常见的内容。而为了使水池显得层次丰富，人们有时会选择在池底铺上一层鹅卵石后再注水。但在注水后，因为大气中灰尘沉淀，以及藻类和微生物的滋生，过一段时间(夏天一般一周左右)水质就会发生明显变化，比如颜色开始变得墨绿，水池底部开始沉淀出一层水垢样微粒。时间再长点，石材上和鹅卵石上也开始附着一层厚厚的绿藻类的微生物，严重影响景观，甚至散发异味。为此，管理机构不得不定期进行人工清理。对于平整的池底，一般的流程是排水后直接用长柄刷子清理，将顽固污垢刷起，用高压水枪冲洗，排掉污水，再次冲洗，直到池底干净。在有鹅卵石等的情况下，工作会变得更加复杂，冲洗时要不断搅动鹅卵石，确保卵石表面每个角度都能被冲洗到，还要拨开卵石冲洗池底，直到池底表面和鹅卵石表面都被冲洗干净才能重新注水。这种方法存在两大弊端，一是耗时耗力，二是浪费水。一般的水池清理需要2-3人配合，清理缓慢，且如今人力成本大增，对管理机构是一笔不小的开销。在清理过程中，整个池底和鹅卵石都需要用水反复冲洗，而冲洗的水是不能回收利用的，也造成了大量的水资源浪费。不仅仅是景观水池，游泳池和其余的硬化的平底水池都存在类似的问题。在我国用水日渐紧张的情况下，这是要逐步优化和尽量避免的现象。根据目前的实际情况，清理有以下几类方法：1.人工清理：进行人工刷洗及冲洗，铺设有卵石时需要配备铁锹，长柄刷子及高压水枪。2.机械或者机器人清理：目前市面上可见的是水下吸尘器或者水下吸污机，可以在不排水的情况下清洗，绝大多数进行遥控操作。上述两种方法存在的缺陷：1.人工清理是最原始的方法，费人工，效率低，浪费水。2.当前的水下吸尘器或水下吸污机无法应用在铺设鹅卵石的池面，不具备相关清洗功能,也不具备自主智能巡线自动清洗功能。同时，大部分产品不具备监测池水清洁度的功能和过滤网堵塞后自动通知功能。
技术实现思路
本专利技术提供了一种水池自动清洗和净化的机器人，包括遥控器和车体，所述车体设有车轮，所述车体上还安装有中央控制模块、电源及动力模块、纵向运输模块、横向运输模块、刷洗模块、传感器及感知模块，所述遥控器：用于信息显示，所述遥控器接收来自传感器及感知模块和中央控制模块的车体数据、并将信息进行显示，所述遥控器还用于向中央控制模块发送人工指令；所述中央控制模块：用于将来自遥控器的人工指令处理后分发给车体各个模块，将当前运行模式和工作进度发送给遥控器(1)；所述中央控制模块实时接收来自传感器及感知模块的车体运行数据；所述电源及动力模块包括电源和传动系统，所述电源与所述传动系统相连，所述电源为蓄电池和/或外接线缆，所述传动系统功能包括对车轮的动力提供及对所述纵向运输模块、所述横向运输模块和所述刷洗模块的动力提供；所述纵向运输模块:用于将卵石从池底运输至所述横向运输模块；所述横向运输模块：用于翻转卵石及横向运输卵石；所述刷洗模块包括第一刷洗轮，所述第一刷洗轮位于所述横向运输模块上方，所述第一刷洗轮用于对所述横向运输模块上的卵石进行刷洗；所述传感器及感知模块包括UWB信号发射源。作为本专利技术的进一步改进，所述纵向运输模块包括底板、以及安装在所述底板上的第一链条和若干第一挡板，所述第一链条与所述第一挡板相连，所述第一链条带动第一挡板转动从而将池底的卵石运输至所述横向运输模块，所述底板能够升降。作为本专利技术的进一步改进，所述横向运输模块包括滚轮、第二链条、第二挡板，所述第二挡板和所述滚轮数量均为多个，多个滚轮纵向排列，所述第二链条与多个所述第二挡板相连，所述第二链条驱动所述第二挡板转动，相邻两个所述第二挡板之间具有间隙，相邻两个所述滚轮之间具有间隙，通过多个所述滚轮的转动使卵石原地翻转，通过所述第二挡板的转动将两个滚轮之间的卵石向后横向运输。作为本专利技术的进一步改进，所述刷洗模块包括第一刷洗轮，所述第一刷洗轮设有硬质刷毛，所述第一刷洗轮至少为两个，所述第一刷洗轮与相邻两个滚轮之间的间隙对齐，所述第一刷洗轮通过弹簧悬挂于所述滚轮上方，所述第一刷洗轮通过转动刷洗卵石。作为本专利技术的进一步改进，所述刷洗模块还包括第二刷洗轮，所述第二刷洗轮位于所述车体底部，所述第二刷洗轮持续转动刷洗池底。作为本专利技术的进一步改进，该机器人还包括水体净化模块，所述刷洗模块还包括设置于所述第二刷洗轮周围的第三挡板，所述第三挡板构成具有开口的空间，所述空间连接至所述水体净化模块，所述水体净化模块包括水泵和水体过滤系统，所述水体过滤系统包括滤网，所述水泵将车体内和第二刷洗轮所在空间的污水吸入水体过滤系统过滤，水体被过滤后将返回水池，所述滤网可拆卸。作为本专利技术的进一步改进，所述传感器及感知模块包括水质检测传感器、滤网堵塞传感器、遥控器信号接收和发送子模块，所述传感器及感知模块获得车体各个部分和外界的信息，包括电量剩余、水质数值、滤网使用情况、运行模式、工作进度和车体位置信息，发送给遥控器和中央控制模块。作为本专利技术的进一步改进，所述水体过滤系统还包括滤网容量传感器和水质传感器，利用滤网容量传感器监测滤网使用情况，利用水质传感器实时监测水质，监测结果将被反应在遥控器上；所述车体上设有高度可调的支架，所述UWB信号发射源安装在所述支架上。作为本专利技术的进一步改进，所述遥控器接收来自传感器及感知模块和中央控制模块的车体数据包括电量剩余、水质数值和滤网使用情况、当前运行模式和工作进度，并将上述信息显示，所述遥控器具备低电量和滤网剩余容量过低时的声音告警功能，所述遥控器还用于向中央控制模块发送人工指令包括开关机、切换至手动模式并人工控制行进方向、开始记忆模式和复位；所述中央控制模块实时接收来自传感器及感知模块的车体运行数据包括电量剩余、滤网使用情况、车体位置信息。作为本专利技术的进一步改进，该机器人还包括基于UWB定位的无循环路径记忆算法，定位通过UWB定位技术实现，在池岸设置若干锚节点对车体的两个具有独立编号的UWB信号发射源分别进行定位，结合两个UWB信号发射源的位置计算得出车体方位和朝向；路径初始化和自动清洗工作的定位及行进线程均使用无循环路径记忆算法；初始化时，借助设置于池岸的锚节点对两个UWB信号发射源分别定位，以两个UWB信号发射源连线的中点作为车体此时的位置；然后全程持续检测并计算车体位置，并采样为若干个按顺序存储的坐标序列，所述坐标序列组成自动清理工作时的运行轨迹；自动清洗时，车体实时子任务为使车体位置沿保存好的运动轨迹移动至下一个采样好的目标点；在调整车体朝向至正对目标点后，车体自动前进，当车体位置重合于目标点时停下；再次调整朝向，重复上述工作，直至经过所有目标点。本专利技术的有益效果是：1.大幅度减少水资源浪费；2.提出了基于UWB定位的无循环路径记忆算法，实现了耗时与耗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水池自动清洗和净化的机器人，其特征在于，包括遥控器(1)和车体，所述车体设有车轮(20)，所述车体上还安装有中央控制模块(2)、电源及动力模块(3)、纵向运输模块(4)、横向运输模块(5)、刷洗模块(6)、传感器及感知模块(8)，/n所述遥控器(1)：用于信息显示，所述遥控器(1)接收来自传感器及感知模块(8)和中央控制模块(2)的车体数据、并将信息进行显示，所述遥控器(1)还用于向中央控制模块(2)发送人工指令；/n所述中央控制模块(2)：用于将来自遥控器(1)的人工指令处理后分发给车体各个模块，将当前运行模式和工作进度发送给遥控器(1)；所述中央控制模块(2)实时接收来自传感器及感知模块(8)的车体运行数据；/n所述电源及动力模块(3)包括电源和传动系统，所述电源与所述传动系统相连，所述电源为蓄电池和/或外接线缆，所述传动系统功能包括对车轮(20)的动力提供及对所述纵向运输模块(4)、所述横向运输模块(5)和所述刷洗模块(6)的动力提供；/n所述纵向运输模块(4):用于将卵石从池底运输至所述横向运输模块(5)；/n所述横向运输模块(5)：用于翻转卵石及横向运输卵石；/n所述刷洗模块(6)包括第一刷洗轮(61)，所述第一刷洗轮(61)位于所述横向运输模块(5)上方，所述第一刷洗轮(61)用于对所述横向运输模块(5)上的卵石进行刷洗；/n所述传感器及感知模块(8)包括UWB信号发射源(81)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水池自动清洗和净化的机器人，其特征在于，包括遥控器(1)和车体，所述车体设有车轮(20)，所述车体上还安装有中央控制模块(2)、电源及动力模块(3)、纵向运输模块(4)、横向运输模块(5)、刷洗模块(6)、传感器及感知模块(8)，
所述遥控器(1)：用于信息显示，所述遥控器(1)接收来自传感器及感知模块(8)和中央控制模块(2)的车体数据、并将信息进行显示，所述遥控器(1)还用于向中央控制模块(2)发送人工指令；
所述中央控制模块(2)：用于将来自遥控器(1)的人工指令处理后分发给车体各个模块，将当前运行模式和工作进度发送给遥控器(1)；所述中央控制模块(2)实时接收来自传感器及感知模块(8)的车体运行数据；
所述电源及动力模块(3)包括电源和传动系统，所述电源与所述传动系统相连，所述电源为蓄电池和/或外接线缆，所述传动系统功能包括对车轮(20)的动力提供及对所述纵向运输模块(4)、所述横向运输模块(5)和所述刷洗模块(6)的动力提供；
所述纵向运输模块(4):用于将卵石从池底运输至所述横向运输模块(5)；
所述横向运输模块(5)：用于翻转卵石及横向运输卵石；
所述刷洗模块(6)包括第一刷洗轮(61)，所述第一刷洗轮(61)位于所述横向运输模块(5)上方，所述第一刷洗轮(61)用于对所述横向运输模块(5)上的卵石进行刷洗；
所述传感器及感知模块(8)包括UWB信号发射源(81)。


2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述纵向运输模块(4)包括底板(41)、以及安装在所述底板(41)上的第一链条(42)和若干第一挡板(43)，所述第一链条(42)与所述第一挡板(43)相连，所述第一链条(42)带动第一挡板(43)转动从而将池底的卵石运输至所述横向运输模块(5)，所述底板(41)能够升降。


3.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述横向运输模块(5)包括滚轮(51)、第二链条(52)、第二挡板(53)，所述第二挡板(53)和所述滚轮(51)数量均为多个，多个滚轮(51)纵向排列，所述第二链条(52)与多个所述第二挡板(53)相连，所述第二链条(52)驱动所述第二挡板(53)转动，相邻两个所述第二挡板(53)之间具有间隙，相邻两个所述滚轮(51)之间具有间隙，通过多个所述滚轮(51)的转动使卵石原地翻转，通过所述第二挡板(53)的转动将两个滚轮(51)之间的卵石向后横向运输。


4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述刷洗模块(6)包括第一刷洗轮(61)，所述第一刷洗轮(61)设有硬质刷毛，所述第一刷洗轮(61)至少为两个，所述第一刷洗轮(61)与相邻两个滚轮(51)之间的间隙对齐，所述第一刷洗轮(61)通过弹簧悬挂于所述滚轮(51)上方，所述第一刷洗轮(61)通过转动刷洗卵石。


5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述刷洗模块(6)还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博宇，田浩然，方明，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22