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CN101301186B四段式清扫机器人[caired.com-彩红网3D模型下载CG模型平面素材专利检索网站源码]

本发明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。
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技术领域

[0001] 本发明涉及一种室内清扫机器人,特别是一种四段式清扫机器人。 背景技术

[0002] 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。

[0003] 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(Evolution Robotic)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。

[0004] 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。实用新型专利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。

[0005] 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Roomki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。

发明内容

[0006] 本发明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。

[0007] 本发明的技术方案是:

[0008] 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。

[0009] 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。

[0010] 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,且旋转方向相同或者相反。

[0011] 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。

[0012] 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。

[0013] 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、以及传感器信号采集与处理模块。

[0014] 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。

[0015] 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。

[0016] 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。

[0017] 本发明的有益效果:

[0018] 本发明采用了两个边刷,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;本发明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 [0019] 图1 为本发明机器人系统结构框图。

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