四段式清扫机器人制造技术

本发明专利技术为一种四段式清扫机器人，包括位于圆形底盘上的电源系统，运动系统，传感器系统、控制系统和清扫系统，所述清扫系统包括位于所述底盘前、后位的前主刷装置、后主刷装置、位于所述底盘左、右位的左边刷装置、右边刷装置和位于所述底盘后侧的真空吸尘装置；前、后主刷装置由独立电机驱动，有各自的集尘腔，一个边刷和一个主刷共用一个电机，构成一套独立的清扫系统。两套清扫系统可以协同工作，也可以单独工作。四段清扫过程为：边刷将灰尘扫入机器人底部；前主刷将灰尘扫入集尘腔；后主刷将灰尘扫入集尘腔；真空吸装置将残余灰尘吸入过滤腔。本发明专利技术提出的四段式清扫机构，解决了由于现有产品设计而产生的清扫不干净、主刷容易堵塞的问题。

Four stage cleaning robot

The invention relates to a four stage cleaning robot, including in the power supply system, the circular chassis motion system, control system and sensor system, cleaning system, the cleaning system comprises the chassis of front and rear position in front of the main brush device, after the main brush device is positioned on the chassis, left and right the left and right brush brush device and device is positioned on the back side of the chassis of the vacuum cleaner; before and after the main brush device driven by independent motor, a dust collecting chamber respectively, a side brush and a brush with one motor, composed of a set of independent cleaning system. The two cleaning systems can work together or work separately. The four cleaning process is: brushing the dust to sweep the bottom of the robot; the front main brush sweeps dust into the dust collecting chamber; the rear main brush sweeps dust into the dust collecting chamber; the vacuum suction device draws residual dust into the filter chamber. The four section cleaning mechanism proposed by the invention solves the problems that the cleaning is not clean and the main brush is easy to jam due to the existing product design.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种室内清扫机器人，特别是一种四段式清扫机器人。
技术介绍
清扫机器人又称吸尘机器人，融合了移动机器人和吸尘器技术，是目前家用电器领域最 具挑战性的热门研发课题。从2000年后清扫机器人商用化产品接连上市，成为服务机器人领 域中的一种新型高技术产品，具有可观的市场前景。日本日立自上世纪八十年代后期便开始研发吸尘机器人。日本松下、韩国三星、LG、韩 诺机器人(Hanool Robotics)、瑞典伊莱克斯、荷兰飞利浦、德国凯驰(Karcher)、英国戴松 (Dyson)、澳大利亚地板机器人(Floorbotics)、美国优乐卡(Eureka)及艾罗伯特(iRobot)、 进化机器人(EvolutionRobotic)等公司均在或曾积极开发并提供了一些样品或小批量产品。 国内哈尔滨理工大学、浙江大学、海尔集团等一些研究机构和企业也做了一些研究工作， 并有相关产品推向市场，但大多是模仿国外的产品，没有技术上的实质性突破，缺少自己的 知识产权。技术专利99234964.8 "全自动清扫机器人"提出了使用超声波探头探测前 方障碍物的方法，并可以红外遥控方式控制机器人，机器人可自动定时启动或红外遥控完成 其清扫工作。目前清扫机器人的功能主要包括自主清扫、障碍物规避、自我保护、简单的路径规划和 遍历、红外遥控功能，有些还有自主充电和自主倾倒垃圾等功能。现有的很多清扫机器人产 品大都采用单一主刷和一个真空吸装置的方式，其缺点是吸和扫一体，主刷成为真空吸的障 碍，吸尘口过大，吸力不足，扫不干净。美国iRobot公司的Roomba是目前占市场份额最大的 产品，专利US 6,883 201 B2 "自主地板清扫机器人"公布了其采用的三段式清扫技术，改进 了单一主刷的扫吸一体的缺点，其缺点是副刷一侧容易积累灰尘，过多的灰尘会会再掉在地 板上，也可能附着过多堵塞副刷。因主刷和副刷共用一个电机控制，如果一个刷子被堵清扫 工作就会被中断。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种提高清扫质量 和可靠性的四段式清扫机器人。本专利技术的技术方案是一种四段式清扫机器人，包括位于圆形底盘上的电源系统，运动系统，传感器系统、控 制系统和清扫系统，所述清扫系统包括位于所述底盘前、后位的前主刷装置、后主刷装置、 位于所述底盘左、右位的左边刷装置、右边刷装置和位于所述底盘后侧的真空吸尘装置。所述前主刷装置、后主刷装置中分别设有独立的主刷、电机和集尘腔，所述主刷与所述 电机相连；所述前主刷装置中集尘腔位于其主刷前方，所述后主刷装置的集尘腔位于其主刷 后方；所述左边刷装置、右边刷装置中分别设有边刷，所述边刷与所述前主刷装置、后主刷 装置中的电机一对一相连；所述真空吸尘装置中设有真空吸电机。所述前主刷装置、后主刷装置中的主刷为对称或不对称设置，旋转方向相同或者相反。所述运动系统由万向轮组件和左驱动轮装置、右驱动轮装置构成；所述万向轮组件位于 所述机器人的前后轴线上，其中万向轮通过轮轴设于安装架上，轮座套接在所述轮轴上；所 述左驱动轮装置、右驱动轮装置与所述控制系统相连，其中驱动电机设有编码器，采用闭环 控制，为差动式运动。所述左边刷装置中的边刷与所述前主刷装置中的电机相连，所述右边刷装置中的边刷与 所述后主刷装置中的电机相连。所述控制系统由处理器及其外围电路构成，包括控制所述运动系统的运动控制模块、控 制所述清扫系统的清扫模块、以及传感器信号釆集与处理模块。所述运动控制模块采用PWM信号驱动所述运动系统中的驱动电机，并将反馈信号传送到 所述处理器，所述处理器采用PID控制算法做闭环运动控制。所述清扫模块采用PWM信号同时或分别控制所述清扫系统中的前主刷装置和后主刷装置。四段式清扫机器人中前主刷装置、后主刷装置的两个主刷旋转方向相同或相反，并有单 独的集尘腔。两组独立的主刷可以对称，也可以是不对称。四段清扫过程为1、边刷将机器 人边缘的碎屑灰尘等扫入机器人底部。2、前主刷将碎屑灰尘扫入集尘腔。3、后主刷将碎屑 灰尘扫入集尘腔。4、真空吸尘装置将余下的细小碎屑和灰尘吸入过滤腔。本专利技术的有益效果本专利技术采用了两个边刷，能将机器人左右两侧边缘的碎屑等扫入机器人主刷的路径中，使墙角、边缘处扫得更加干净；两组独立的主刷清扫机构，前后主刷相互补充，能够将碎屑、 灰尘等杂物最大限度地扫入集尘腔；本专利技术的一个边刷和一个独立主刷共用一个电机，构成 一套独立的清扫系统。两套清扫系统可以协同工作，也可以单独工作；两套系统可以同相旋转，也可以反相旋转，独立工作，相互补充，提高了清扫质量和可靠性；真空吸尘装置单独 采用一个电机控制，真空吸尘装置放在两个主刷装置后面，能将残余的碎屑灰尘等吸入过滤 器，增强了清扫的效果。附图说明图1为本专利技术机器人系统结构框图。图2为本专利技术外观图。图3为本专利技术左视图。图4为本专利技术左视剖面图。图5为本专利技术仰视图。图6为本专利技术仰视剖面图。图7为本专利技术俯视透视图。图8为本专利技术控制系统框图。具体实施方式参照图l， 一种四段式清扫机器人，主要由壳体IO,控制系统20，电源系统30，运动系 统40,传感器系统50和四段式清扫系统60組成。控制系统20，电源系统30,运动系统40， 传感器系统50和四段式清扫系统60与壳体10相连接构成机器人系统。因为要提到机器人的前后，下面提到的附图中标有F和A的线指机器人的对称轴线，F指 目U万。参照图2、 3和4，壳体10主要由上盖11、底盘12、碰撞环13、转折隔板14、装饰板 16组成。控制系统20，电源系统30，运动系统40，传感器系统50和四段式清扫系统60都 装在底盘12上。底盘12呈盘形，上盖ll呈盖状，上盖11覆盖在底盘12上，与之相配合紧 密连接，将控制系统20，电源系统30，运动系统40，传感器系统50和四段式清扫系统60 封在机器人腔体里，以保护这些装置。上盖11和底盘12用螺丝或者卡口连接。转折隔板14 位于上盖11和底盘12形成的腔体中间，覆盖在电源系统30,运动系统40,传感器系统50 和四段式清扫系统60之上。控制系统20的控制电路板21固定在转折隔板14之上。转折隔 板14将控制系统20与电源系统30，运动系统40，传感器系统50和四段式清扫系统60分开， 便于保护控制系统的电路，以及维护的方便。参照图2，装饰板16是一个圆环形的塑料板，在装饰板的环孔中安装电源和清扫开关17， 开关17的控制信号线接到控制系统20的控制电路板21上。参照图2，集尘箱65与底盘12和上盖11由机械卡口连接。集尘箱与上盖11之间的拆卸按钮15为上盖11上的一部分。按下拆卸按钮15可将集尘箱65从机器人壳体10上拆下来， 以便倾倒垃圾或维修。参照图2，传感器盒51与上盖11相连。传感器盒51内装虚拟墙和充电引导传感器，其 控制线接到控制系统20的控制电路板21上。参照图2、 3和4，弧形的碰撞环13由左右各一个碰撞臂连接在上盖11的前部，向外突 出，碰撞环13相对上盖11是可活动的。碰撞臂是传感器系统50中碰撞传感器的一个组件， 一端接在上盖11上， 一端接在碰撞环13上。当碰撞环13被挤压后退时，碰撞臂被推动移位， 碰撞传感器向控制系统20发出I/0信号，机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四段式清扫机器人，包括位于圆形底盘上的电源系统，运动系统，传感器系统、控制系统和清扫系统，其特征在于：所述清扫系统包括位于所述底盘前、后位的前主刷装置、后主刷装置、位于所述底盘左、右位的左边刷装置、右边刷装置和位于所述底盘后侧的真空吸尘装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋金鹏，张明民，付西光，卢秋红，胡晋璟，
申请(专利权)人：上海中为智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]