專利名稱：一種智能尋贓物吸塵器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于家電領域，涉及一種改進了控制模式的自動吸塵器，特別涉及一種智能尋贓物吸塵器。
背景技術(shù)：
目前在歐美日等發(fā)達國家，吸塵機器人開發(fā)較早，應用范圍也較廣，近些年，已經(jīng)開發(fā)出多種面向市場的智能吸塵機器人。如日本產(chǎn)吸塵器、澳大利亞的V4吸塵機器人、瑞士三葉蟲吸塵器、美國倫巴(Roomba)吸塵器、韓國推出的ICLEB0。繼國內(nèi)全力推出KV8智能清潔機器人，各款清潔機器人都相繼推出，功能也在不斷的完善，雖然在反映靈敏度有些不如歐美，價格上卻占了很大的優(yōu)勢，性價比是最高的的。符合我們中國國情，是我們的大眾產(chǎn)品，也是受國內(nèi)眾多消費者青睞的最重要的原因。同時，很多高等院校也對清潔機器人作樂很多的研究工作，并取得了很大的成果。但是我國·在這方面的研究技術(shù)仍舊落后于歐美國家。目前國內(nèi)與國外的吸塵機器人的研究與開發(fā)工作都取得了一些成績，但是仍舊有許多問題需要解決或改善，主要涉及到下面幾個方面(I)價格過高；(2)智能化與自主化程度低；( 3 )吸塵技術(shù)不夠理想；(4)自動充電與電源技術(shù)有待改進。目前，需要亟待解決的問題聚焦到以下兩點，提高吸塵器的清掃能力和解決智能化程度和價格之間的矛盾。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于，提供一種價格能夠被大眾所接受，清掃能力強和智能化程度高的吸塵器。為了實現(xiàn)上述任務，本實用新型采用如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)一種智能尋贓物吸塵器，包括吸塵裝置、底盤和車輪，在底盤上部中軸線位置從前到后依次安裝有光電傳感器，吸塵口和吸塵裝置，光電傳感器與控制裝置相連，吸塵口貫通底盤并與吸塵裝置相連，在吸塵裝置的下方的底盤上部安裝有控制裝置，吸塵裝置一側(cè)安裝有第一電動機，第一電動機與其同一側(cè)的傳動軸相連，傳動軸與另一側(cè)的傳動軸相連；底盤的下部吸塵口前面安裝有萬向輪，底盤下部前端兩側(cè)安裝有水平掃盤，水平掃盤與底盤上部的傳動軸相連，水平掃盤后方靠近中軸線位置安裝有與控制裝置相連的灰塵傳感器，灰塵傳感器后面安裝有滾筒毛刷，滾筒毛刷一側(cè)連接安裝有第二電動機，底盤下部后端兩側(cè)安裝有車輪，每個車輪上安裝有一個獨立的第三電動機。本實用新型還具有以下技術(shù)特征所述的傳動軸之間采用皮帶相連傳動。[0015]所述的第一電動機為直流減速電動機。所述的控制裝置包括單片機、驅(qū)動單元和電源，所述的單片機型號為MC9S12XS128MAL。所述的灰塵傳感器至少為兩個。所述的水平掃盤為兩個，二者的旋轉(zhuǎn)方向相反并且均向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，傳動軸與水平掃盤之間采用錐齒輪相連。所述的滾筒毛刷旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)。所述的第二電動機為渦輪蝸桿電動機。所述的第三電動機為直流減速電動機。本實用新型由于改善了清掃結(jié)構(gòu)，增加了吸塵器的清掃效果，僅僅靠吸塵裝置來吸取垃圾來清潔居室環(huán)境顯然是不夠的，清理較大體積的垃圾需要的清掃裝置就必須得到加強。由于控制算法不過度依賴硬件，所以并不需要高端的控制器和多種傳感器，因而產(chǎn)品價格可以降低。增加了尋找臟污，重點清理的功能，增強了吸塵器的工作效率，避免機器重復清掃干凈的區(qū)域。

圖I是本實用新型底盤上部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型底盤下部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型信號傳遞流程圖。圖中各個標號的含義是I-水平掃盤，2-錐齒輪，3-滾筒毛刷，4-第一電動機，
5-吸塵口，6-皮帶，7-光電傳感器，8-控制裝置，9-吸塵裝置，10-車輪，11-萬向輪，12-底盤，13-灰塵傳感器，14-第二電動機，15-傳動軸，16-第三電動機。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體內(nèi)容作進一步詳細地說明。
具體實施方式
以下給出本實用新型的具體實施例，需要說明的是本實用新型并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎上做的等同變換均落入本實用新型的保護范圍。如圖I所示，在底盤12上部中軸線位置從前到后依次安裝有光電傳感器7，吸塵口5和吸塵裝置9，吸塵口 5貫通底盤12并與吸塵裝置9相連，在吸塵裝置9的下方的底盤12上部安裝有控制裝置8，吸塵裝置9 一側(cè)安裝有第一電動機4，第一電動機4為直流減速電動機，第一電動機4與其同一側(cè)的傳動軸15相連，傳動軸與另一側(cè)的傳動軸15通過皮帶6相連傳動。如圖I所示的方向，自帶減速器的第一電機4順時針旋轉(zhuǎn)帶動下面的傳動軸15和其上的錐齒輪2轉(zhuǎn)動，使得下面的水平掃盤I順時針向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，同時，下面的傳動軸15通過皮帶6傳動給上面的傳動軸15，上面的傳動軸15帶動其上的錐齒輪2轉(zhuǎn)動，由于上下錐齒輪2朝向相反，使得上下兩邊與水平掃盤I連接的錐齒輪2轉(zhuǎn)向相反，如圖2所示，底盤12的下部吸塵口 5前面安裝有萬向輪11，底盤12下部前端兩側(cè)安裝有水平掃盤I，水平掃盤I與底盤12上部的傳動軸15通過錐齒輪2相連，水平掃盤I后方靠近中軸線位置安裝有兩個灰塵傳感器13，灰塵傳感器13后面安裝有滾筒毛刷3，滾筒毛刷3 —側(cè)連接安裝有第二電動機14，第二電動機14為渦輪蝸桿電動機，底盤12下部后端兩側(cè)安裝有兩個獨立的車輪10，每個車輪10上安裝有一個獨立的第三電動機16。如圖所示的方向，由于錐齒輪2的旋轉(zhuǎn)方向相反，因此，水平掃盤I在傳動軸15的帶動下一個順時針向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，另一個逆時針向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，兩個水平掃盤I就可以將周圍的垃圾和灰塵向吸塵口 5的方向掃去。帶渦輪傳動的第二電機14帶動滾筒毛刷3順時針旋轉(zhuǎn)，滾筒毛刷3也會將其周圍的垃圾和灰塵掃向吸塵口 5，所有的清掃部件為將垃圾掃向吸塵口設計，方便吸塵器吸取垃圾，同時也達到起塵的目的，也就是將地面上附著的灰塵掃起來，方便灰塵傳感器米樣工作。如圖3所示，光電傳感器7和灰塵傳感器14將采集到的信號傳輸給控制裝置8中的單片機，單片機型號為MC9S12XS128MAL，單片機對信號進行處理后輸出給驅(qū)動單元，驅(qū)動單元通過控制第三電機16來實現(xiàn)對車輪10的控制，因為車輪是獨立的，采用輪轉(zhuǎn)速的不同來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向和倒車等一系列動作，進而提高吸塵器的智能化。本實用新型所述的臟物主要指灰塵，毛發(fā)，微小垃圾，食物殘渣等小顆粒固體垃圾。對于體積、面積和重量較大的垃圾的清掃主要依賴吸塵裝置的吸塵能力?；覊m傳感器13可以采集空氣中的灰塵，判斷灰塵濃度的大小，并向控制系統(tǒng)輸出電平信號。灰塵傳感器由光電傳感器制成，灰塵傳感器13米樣一段時間，有灰塵顆粒遮擋光線就會記錄一個低電平，光線正常傳播時記錄高電平，這樣一個采樣周期內(nèi)，低電平數(shù)除以電平時間總數(shù)就得到了反應灰塵濃度的數(shù)值，灰塵傳感器13把這個數(shù)值傳送給單片機進行處理。執(zhí)行過程第一，障礙識別。在小車向前前進過程中，如果遇到障礙，光電傳感器7會識別到障礙，并將信號傳遞給控制裝置8的單片機。單片機先控制小車停車，不再繼續(xù)前進。第二，轉(zhuǎn)向判斷。接下來單片機調(diào)入安裝在車兩側(cè)的灰塵傳感器13撲捉的信號，通過對兩個灰塵傳感器13的PWM信號的分析比較，判斷出灰塵更大的一側(cè)。第三，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。判斷完成后，單片機給第三電機信號，控制第三電機的動作，實現(xiàn)向灰塵更多的一側(cè)轉(zhuǎn)向90度。例如若比較兩個灰塵傳感器13采集的信號，判斷得出右邊灰塵濃度較高，控制裝置7發(fā)出指令，左右輪同時反轉(zhuǎn)使小車后退一個轉(zhuǎn)向半徑的距離，本產(chǎn)品轉(zhuǎn)向半徑為12cm，即后退12cm，然后右輪不動，左輪正轉(zhuǎn)，使機器轉(zhuǎn)向90度。路徑規(guī)劃光電傳感器7可以識別出不同位置的臟物多少，那么就控制機器去尋找臟物更多的地方。小車左右兩邊各裝了一個灰塵傳感器13用來采集信號，其本身采樣周期是毫秒級的，優(yōu)選90毫秒，處理器存儲下采樣4秒內(nèi)的電平值，然后取其平均值Xi，比較
左右兩邊的灰塵濃度大小，讓小車向灰塵濃度較高的一邊轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的角度與~^成正
X1 +X2
t匕，也就是說每4秒將進行一次決策，如果兩邊的濃度差小于設定誤差值s(說明這個s是編程使用的一個控制量，并沒有嚴格的標準，它也與灰塵傳感器的型號，編程的方式等有關(guān)系，一般來說這個控制量既能夠保證機器對灰塵濃度有一定的靈敏度，又能夠確保機器在工作時不出現(xiàn)大的震蕩，即不出現(xiàn)機器不停地來回轉(zhuǎn)向，就認為這個控制量的值是合理的。s是通過試驗效果來調(diào)節(jié)的，通過試驗，得到結(jié)果是設定s=120是比較合理的)，小車不進行轉(zhuǎn)向。本產(chǎn)品為全自動的家用電器，只需給電源充電，需要使用時打開開關(guān)即可。
權(quán)利要求1.一種智能尋贓物吸塵器，包括吸塵裝置(9)、底盤(12)和車輪(10)，其特征在于，在底盤(12)上部中軸線位置從前到后依次安裝有光電傳感器(7)，吸塵口(5)和吸塵裝置(9)，光電傳感器(7)與控制裝置(8)相連，吸塵口(5)貫通底盤(12)并與吸塵裝置(9)相連，在吸塵裝置(9)的下方的底盤上部安裝有控制裝置(8)，吸塵裝置(9) 一側(cè)安裝有第一電動機(4)，第一電動機(4)與其同一側(cè)的傳動軸(15 )相連，傳動軸(15 )與另一側(cè)的傳動軸(15)相連；底盤(12)下部的吸塵口(5)前面安裝有萬向輪(11)，底盤(12)下部前端兩側(cè)安裝有水平掃盤(I )，水平掃盤(I)與底盤(12)上部的傳動軸(15)相連,水平掃盤(I)后方靠近中軸線的位置安裝有與控制裝置(8)相連的灰塵傳感器(13)，灰塵傳感器(13)后面安裝有滾筒毛刷(3 )，滾筒毛刷(3 ) 一側(cè)連接安裝有第二電動機(14 )，底盤(12 )下部后端兩側(cè)安裝有車輪(10 )，每個車輪(10 )上安裝有一個獨立的第三電動機(16 )。
2.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的傳動軸(15)之間采用皮帶(6)相連傳動。
3.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的第一電動機(4)為直流減速電動機。
4.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的控制裝置(8)包括單片機、驅(qū)動單元和電源，所述的單片機型號為MC9S12XS128MAL。
5.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的灰塵傳感器(13)至少為兩個。
6.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的水平掃盤(I)為兩個，二者的旋轉(zhuǎn)方向相反并且均向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，傳動軸(15)與水平掃盤(I)之間采用錐齒輪(2)相連。
7.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的滾筒毛刷(3)旋轉(zhuǎn)方向為順時針旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的第二電動機(14)為渦輪蝸桿電動機。
9.如權(quán)利要求I所述的智能尋贓物吸塵器，其特征在于，所述的第三電動機(16)為直流減速電動機。
專利摘要本實用新型公開了一種智能尋贓物吸塵器，包括吸塵裝置、底盤和車輪，在底盤上部中軸線位置從前到后依次安裝有光電傳感器、吸塵口、吸塵裝置和控制裝置，控制裝置，吸塵裝置一側(cè)安裝有與其同一側(cè)的傳動軸相連的第一電動機，傳動軸與另一側(cè)的傳動軸相連；底盤下部前端安裝有萬向輪，前端兩側(cè)安裝有水平掃盤，水平掃盤后方安裝有灰塵傳感器，灰塵傳感器后面安裝有滾筒毛刷，滾筒毛刷一側(cè)連接安裝有第二電動機，底盤下部后端兩側(cè)安裝有車輪，每個車輪上安裝有一個獨立的第三電動機。本實用新型由于改善了清掃結(jié)構(gòu)，增加了吸塵器的清掃效果，增加了尋找臟污，重點清理的功能，增強了吸塵器的工作效率，避免機器重復清掃干凈的區(qū)域。
文檔編號A47L7/00GK202739908SQ20122046149
公開日2013年2月20日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者張軍, 黃晨驥, 萬宏基, 趙文燦, 張劍橋 申請人:長安大學