變胞原理的家用掃地機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種變胞原理的家用掃地機(jī)器人，其包括殼體、按鍵開(kāi)關(guān)、集塵盒、微型攝像頭、紫外線殺菌燈、USB接口、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、微型清潔布、滾輪、弧形毛刷等，集塵盒位于按鍵開(kāi)關(guān)上面且位于殼體一側(cè)，微型攝像頭和紫外線殺菌燈以及USB接口都在側(cè)邊殼體上，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、滾輪連接形成輪腿，髖關(guān)節(jié)以及膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)連接處都裝有直流伺服電機(jī)，踝關(guān)節(jié)帶有微型清潔布，殼體的另一側(cè)上安裝了球型六桿機(jī)構(gòu)，球型六桿機(jī)構(gòu)外側(cè)兩端分別裝有弧形毛刷和探障傳感器，高清潔度擦布位于球型六桿機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)，吸塵孔下面依次裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和清掃電機(jī)。本發(fā)明能夠完成對(duì)樓梯的清掃任務(wù)，提高其工作效率，使之更加有效。
【專利說(shuō)明】
變胞原理的家用掃地機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是涉及一種變胞原理的家用掃地機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著掃地機(jī)器人的普及，掃地機(jī)器人可以代替人們完成室內(nèi)的清潔工作，減輕了人們的家務(wù)負(fù)擔(dān)，現(xiàn)在市面上的掃地機(jī)器人只能完成對(duì)于平面的清潔，對(duì)于復(fù)式樓和別墅內(nèi)的樓梯，卻存在著清潔死角，不能有效完成清掃任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種變胞原理的家用掃地機(jī)器人，其能夠完成其對(duì)樓梯的清掃任務(wù)，提高其工作效率，使之更加有效。
[0004]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:一種變胞原理的家用掃地機(jī)器人，其特征在于，其包括殼體、按鍵開(kāi)關(guān)、集塵盒、微型攝像頭、紫外線殺菌燈、USB接口、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、微型清潔布、滾輪、弧形毛刷、高清潔度擦布、吸塵孔、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、清掃電機(jī)、球型六桿機(jī)構(gòu)、探障傳感器、直流伺服電機(jī)，集塵盒位于按鍵開(kāi)關(guān)上面且位于殼體一側(cè)，微型攝像頭和紫外線殺菌燈以及USB接口都在側(cè)邊殼體上，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、滾輪連接形成輪腿，髖關(guān)節(jié)以及膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)連接處都裝有直流伺服電機(jī)，踝關(guān)節(jié)帶有微型清潔布，殼體的另一側(cè)上安裝了球型六桿機(jī)構(gòu)，球型六桿機(jī)構(gòu)外側(cè)兩端分別裝有弧形毛刷和探障傳感器，高清潔度擦布位于球型六桿機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)，吸塵孔下面依次裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和清掃電機(jī)。
優(yōu)選地，所述髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、直流伺服電機(jī)構(gòu)成一個(gè)走行機(jī)構(gòu)。
[0005]優(yōu)選地，所述殼體的形狀為圓形。
[0006]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明能夠?qū)⒆儼麢C(jī)構(gòu)和輪腿式走行機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，完成其對(duì)樓梯的清掃任務(wù)，提高其工作效率，使之更加有效。本發(fā)明通過(guò)應(yīng)用變胞原理以及輪腿式爬樓機(jī)器人走行機(jī)構(gòu)，可以使家用機(jī)器人完成由原來(lái)只能對(duì)樓梯等落差較大的平面的蔽障繞行到完成對(duì)落差較大平面的平穩(wěn)清潔工作，使其得到更加廣泛的應(yīng)用，提高工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明裝置頂部的示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明裝置底部的示意圖。
[0010]圖4是本發(fā)明裝置變胞機(jī)構(gòu)四輪腿態(tài)示意圖。
[0011]圖5是本發(fā)明輪腿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖6是本發(fā)明裝置變胞機(jī)構(gòu)三輪腿態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0014]如圖1至圖6所示，本發(fā)明變胞原理的家用掃地機(jī)器人包括殼體1、按鍵開(kāi)關(guān)2、集塵盒3、微型攝像頭4、紫外線殺菌燈5、USB接口 6、髖關(guān)節(jié)7、膝關(guān)節(jié)8、踝關(guān)節(jié)9、車輪10、微型清潔布11、滾輪12、弧形毛刷13、高清潔度擦布14、吸塵孔15、驅(qū)動(dòng)電機(jī)16、清掃電機(jī)17、球型六桿機(jī)構(gòu)18、探障傳感器19、直流伺服電機(jī)20，集塵盒3位于按鍵開(kāi)關(guān)2上面且位于殼體I 一側(cè)，微型攝像頭4和紫外線殺菌燈5以及USB接口 6都在側(cè)邊殼體I上，髖關(guān)節(jié)7、膝關(guān)節(jié)8、踝關(guān)節(jié)
9、車輪10、滾輪12連接形成輪腿，髖關(guān)節(jié)7以及膝關(guān)節(jié)8和踝關(guān)節(jié)9連接處都裝有直流伺服電機(jī)20，踝關(guān)節(jié)9帶有微型清潔布11，殼體I的另一側(cè)上安裝了球型六桿機(jī)構(gòu)18，球型六桿機(jī)構(gòu)18外側(cè)兩端分別裝有弧形毛刷13和探障傳感器及電路19，高清潔度擦布14位于球型六桿機(jī)構(gòu)18內(nèi)側(cè)，吸塵孔15下面依次裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)16和清掃電機(jī)17。
[0015]如圖1，按下按鍵開(kāi)關(guān)2，機(jī)器人利用微型攝像頭4和探障傳感器19對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)集成電路對(duì)其進(jìn)行控制，紫外線殺菌燈5用于完成地面消毒工作。
[0016]如圖2，若位于平面時(shí)，輪腿機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)，依靠四個(gè)輪子完成位置變化。
[0017]如圖3，利用高清潔度擦布14完成對(duì)地面的拖地工作，利用弧形毛刷13和兩個(gè)清掃電機(jī)17對(duì)灰塵和小型雜物進(jìn)行清掃，利用吸塵孔15對(duì)雜物進(jìn)行吸附，吸塵孔由驅(qū)動(dòng)電機(jī)16控制，吸附后的雜物位于集塵盒3中，此外還可利用紫外線殺菌燈5完成地面消毒。
[0018]如圖4，當(dāng)微型攝像頭4和探障傳感器19測(cè)量到如樓梯一樣約20cm的高度差時(shí)，通過(guò)電路對(duì)位于球型六桿機(jī)構(gòu)18電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)其姿態(tài)的改變，從而實(shí)現(xiàn)自由度的變化。當(dāng)其靠近高度差變化時(shí)，位于變胞機(jī)構(gòu)上的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)輪式機(jī)構(gòu)向走行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，所述髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、直流伺服電機(jī)構(gòu)成一個(gè)走行機(jī)構(gòu)，髖關(guān)節(jié)7安裝有直流伺服電機(jī)20，膝關(guān)節(jié)8和踝關(guān)節(jié)9接頭處安裝直流伺服電機(jī)20。本發(fā)明通過(guò)球型六桿機(jī)構(gòu)減小了工作空間，避免殼體的磕碰，此時(shí)利用踝關(guān)節(jié)自帶的微型清潔布完成對(duì)樓梯的清潔，此外還可以在樓梯上實(shí)現(xiàn)紫外線殺菌燈殺菌，吸塵孔及驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成吸塵和小顆粒雜質(zhì)、清掃電機(jī)清掃雜物類聚功能。
[0019]如圖5為輪腿機(jī)構(gòu)細(xì)節(jié)圖。如圖6，微型攝像頭4和探障傳感器19以及內(nèi)部控制電路對(duì)高度差進(jìn)行識(shí)別，控制膝關(guān)節(jié)8和踝關(guān)節(jié)9間電機(jī)轉(zhuǎn)向變換實(shí)現(xiàn)輪腿個(gè)數(shù)的變換，完成高度差的變換。
[0020]本發(fā)明在現(xiàn)有球形六桿變胞機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用變胞原理以及輪腿式爬樓機(jī)器人走行機(jī)構(gòu)，可以使家用機(jī)器人完成由原來(lái)只能對(duì)樓梯等落差較大的平面的蔽障繞行到完成對(duì)落差較大平面的平穩(wěn)清潔工作，使其得到更加廣泛的應(yīng)用，提高工作效率。
[0021]本發(fā)明利用變胞原理，采用球形六桿機(jī)構(gòu)作為底架，利用其遇到障礙物構(gòu)態(tài)變化導(dǎo)致其自由度發(fā)生變化，完成掃地機(jī)器人上下樓以及對(duì)樓梯的清掃工作。
[0022]當(dāng)微型攝像頭和探障傳感器測(cè)量到如樓梯一樣約20cm的高度差之前以及在樓梯面上，通過(guò)電路對(duì)位于變胞球型六桿機(jī)構(gòu)電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)其姿態(tài)的改變，從而實(shí)現(xiàn)自由度的變化。當(dāng)其高度差變化時(shí)，位于變胞機(jī)構(gòu)上的電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)輪式機(jī)構(gòu)向腿式機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，該結(jié)構(gòu)輪腿由髖關(guān)節(jié)，膝關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)和車輪組成，其工作通過(guò)直流伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而完成。第一個(gè)姿態(tài)是四個(gè)腿工作狀態(tài)，腿式髖關(guān)節(jié)有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，縱擺和橫擺，膝關(guān)節(jié)有一個(gè)自由度縱擺，踝關(guān)節(jié)與車輪鎖定自由度為零，車輪與地面之間點(diǎn)接觸，有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副三個(gè)自由度，一個(gè)腿具有六個(gè)自由度，以此四桿在樓梯進(jìn)行平移時(shí)，連桿高度提升了機(jī)器人高度，相對(duì)圓盤(pán)減小了運(yùn)動(dòng)空間，避免機(jī)器人磕碰，此時(shí)通過(guò)電路控制仍能完成吸塵小顆粒雜質(zhì)，擦拭地面，紫外線殺菌功能。
[0023]在樓梯相接處，通過(guò)髖關(guān)節(jié)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)以及膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)處一電機(jī)反轉(zhuǎn)三電機(jī)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)由四桿向三桿過(guò)度，其中一桿先到達(dá)下面一階臺(tái)階并向前移動(dòng)，另兩桿完成高度差移動(dòng)，此后膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)之間所有電機(jī)正轉(zhuǎn)，連桿機(jī)構(gòu)恢復(fù)四桿運(yùn)行狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明的工作原理如下:根據(jù)變胞原理，采用對(duì)電機(jī)控制，使機(jī)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加以變化，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的自由度的變化，主要利用探障傳感器和微型攝像頭對(duì)高度差的測(cè)量，傳遞到主板，通過(guò)對(duì)電機(jī)控制，改變其構(gòu)態(tài)變化，從而實(shí)現(xiàn)輪式工作，四腿工作，三腿工作三種構(gòu)態(tài)變化。本發(fā)明機(jī)器人利用側(cè)置的USB接孔完成充電，按下開(kāi)關(guān)，機(jī)器人利用微型攝像頭和測(cè)障傳感器對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)集成電路對(duì)其進(jìn)行控制，若位于平面時(shí)，變胞球型六桿機(jī)構(gòu)的輪腿機(jī)構(gòu)處于收縮狀態(tài)，依靠四個(gè)輪子完成位置變化。利用高清潔度擦布完成對(duì)地面的拖地工作，利用弧形毛刷和清掃電機(jī)對(duì)灰塵和小型雜物進(jìn)行清掃在利用吸塵風(fēng)扇對(duì)雜物進(jìn)行吸附，吸附后的雜物位于集塵盒中，此外還可利用紫外線燈完成地面消毒。
[0025]本發(fā)明可以用于室內(nèi)樓梯的清掃，改善了現(xiàn)有家用清潔機(jī)器人無(wú)法打掃樓梯等跨度較大位置的缺陷，減少室內(nèi)清掃死角，提高工作效率，在進(jìn)行樓梯清潔時(shí)通過(guò)四桿對(duì)機(jī)器人高度增加，減小運(yùn)行空間從而避免機(jī)器人磕碰，在實(shí)際應(yīng)用中更為廣泛。綜上所述，本發(fā)明能夠?qū)⒆儼麢C(jī)構(gòu)和輪腿式走行機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)合，完成其對(duì)樓梯的清掃任務(wù)，提高其工作效率，使之更加有效。
以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變胞原理的家用掃地機(jī)器人，其特征在于，其包括殼體、按鍵開(kāi)關(guān)、集塵盒、微型攝像頭、紫外線殺菌燈、USB接口、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、微型清潔布、滾輪、弧形毛刷、高清潔度擦布、吸塵孔、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、清掃電機(jī)、球型六桿機(jī)構(gòu)、探障傳感器、直流伺服電機(jī)，集塵盒位于按鍵開(kāi)關(guān)上面且位于殼體一側(cè)，微型攝像頭和紫外線殺菌燈以及USB接口都在側(cè)邊殼體上，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、滾輪連接形成輪腿，髖關(guān)節(jié)以及膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)連接處都裝有直流伺服電機(jī)，踝關(guān)節(jié)帶有微型清潔布，殼體的另一側(cè)上安裝了球型六桿機(jī)構(gòu)，球型六桿機(jī)構(gòu)外側(cè)兩端分別裝有弧形毛刷和探障傳感器，高清潔度擦布位于球型六桿機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)，吸塵孔下面依次裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和清掃電機(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的變胞原理的家用掃地機(jī)器人，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、車輪、直流伺服電機(jī)構(gòu)成一個(gè)走行機(jī)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的變胞原理的家用掃地機(jī)器人，其特征在于，所述殼體的形狀為圓形。
【文檔編號(hào)】A47L11/40GK106073640SQ201610433668
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月18日
【發(fā)明人】孫欣, 薛曉剛, 劉樹(shù)林, 張宏利
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)