CN2842504Y - 自动给水清地机器人 - Google Patents

Abstract

一种自动给水清地机器人，包括红外线探测器、单片机控制器、主驱动轮机、方向轮机、清洁头升降机、清污机、音乐伴奏器、电源、机身、存水箱、循环过滤水泵、积污箱等。它能按需要自动清洁地面，遇到障碍会自动倒退并转向，清洁头还能自动在存水箱内清污，水能循环过滤排污保持清洁，节约了水，减少了经常换水的麻烦。结束会播放音乐提醒主人关机。它使用十分方便，能解放大量劳动力，可广泛应用于宾馆、机关、企业、家庭等地方。实施本实用新型使人感到享受，很方便、很卫生、很实用，充分体现了以人为本的人性化服务。

Description

自动给水清地机器人

一、技术领域

本实用新型涉及一种自动给水清地机器人，具体地说涉及能帮助人们自动清洁地面，并能自动对机器人存水箱中的泥沙和污物进行过滤排污，使清洁地面后的混水经过滤保持清洁，达到节约用水和减少换水麻烦的自动给水清地机器人。

二、背景技术

众所周知，清洁地面是一种费时费力的繁琐劳动，涉及各行各业千家万户，但人类自古至今仍沿袭着原始的人力拖地方式。例如：在宾馆里，工作人员要不停地来回拖地，走廊、通道、大厅、大堂等每天要拖好几遍。在家里，人们一天工作下来已经很辛苦，回去还要拖地，累得腰酸背疼。假如家里是残疾人或体弱多病的中老年人，必需靠别人帮助才行，这样就很麻烦。

三、发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种人性化的服务，本实用新型用单片机控制四个电动机产生八个动作，能基本模仿人的拖地行为，实现了人的部分功能。机器人的底座是一部三个轮子组成的小车，即二个主驱动轮和一个方向轮，能完成前进、后退、转弯、停止等动作。由一只主驱轮电机和一只方向轮电机完成控制。车身上安装有清洁头，能升起、降落，清洁头能夹紧、放松或旋转，做到能在水中自动清洗及脱水绞干。由一只升降电机和一只清污电机完成控制。本机器人的身上装有一只或多只红外线探测器，能返回信号输入单片机。它可根据不同使用范围来编制各种软件，产生各种动作。在变化动作时有语音提示，在服务时有音乐伴奏，当机器人清洁地面全部结束后，它会愉快地唱一首歌，提醒主人关机。本实用新型还能自动对机器里自带水箱中的泥沙和污物进行过滤排污，使清洁地面后的混水经过滤保持清洁，达到节约用水和减少换水的麻烦。全部过程由单片机按程序自动执行，从而完成了模拟人的拖地劳动。它能模仿人的拖地动作，代替人的繁琐劳动，可以解放大量劳动力，做到他工作我休息，省时省力。实施本实用新型，既卫生又方便，还节约用水，充分体现了以人为本的人性化服务和环保价值。

本实用新型的目的是这样实现的，一种自动给水清地机器人，包括分组电源T1、T2、T3和红外线探测器SB、单片机控制器PROG、循环过滤泥沙水泵M5，其特征在于在所述单片机控制器PROG的输出端可以控制主驱动轮机M1、方向轮机M2、清洁头升降机M3、清洁头清污机M4、语音提示和音乐伴奏器BT，单片机控制器PROG的输入端通过光耦IC9、IC10与红外线探测器SB的输出端连接。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述主驱轮机M1可以根据需要在单片机控制器PROG的控制下使主驱动轮前进或后退或停止，方向轮机M2可以根据需要在单片机控制器PROG的控制下使方向轮向左或向右或回中，使机器人能在左、右、前、后作全方位运动。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述清洁头升降机M3可以根据需要在单片机控制器PROG的控制下通过清洁头升降装置使清洁头作垂直升降或具有一定角度的非垂直升降，清洁头清污机M4可以根据需要在单片机控制器PROG的控制下通过清污装置使清洁头作旋转式或往复式的自动清污及脱水，清洁头可以做成旋转式或往复式，制作清洁头的材料可以用各种金属或非金属。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述单片机控制器PROG可以用各种型号的单片机，可以用一片PROG或二片PROG1、PROG2组合，也可以用多片PROG组合。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述电源T1、T2、T3可以用各种型号及电压的电瓶或电池或可充电池，也可以用220V交流电经降压整流后变成的低压直流电作电源。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述红外线探测器SB的探测距离在50公分以内，红外探测方式可以是反射型或蔗光型，红外线探测器SB可以用一个，也可以扩展用多个，它的安装位置可以根据需要安装在机器人的前、后、左、右、上、下不同部位。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述循环过滤泥沙水泵M5可以清除机器人存水箱中的泥沙和污物，使水箱中的水保持清洁。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其特征在于所述语音提示和音乐伴奏器BT可以在机器人转换服务功能时进行语音提示，在服务时进行音乐伴奏。

按照本实用新型提供的自动给水清地机器人，其原理是，首先在单片机控制器PROG的集成块内编好程序。开始时打开电源开关K1和钥匙开关K2，清洁头升降机M3开始动作，清洁头从存水箱内升起，脱水并放到地面，主驱动轮机M1动作，机器人前进带动清洁头清洁地面。红外线探测器SB探测有没有障碍，如果有，就发出信号，控制机器人停止。清洁头升降机M3升起，方向轮机M2动作，主驱动轮机M1后退，机器人换方向，再重复开始时动作，清洁头升降机M3放到地面，机器人前进。在清洁地面一段时间后，清洁头升降机M3可以自动升起并放到存水箱里自动清洗脱污。在钥匙开关K2开启时，K2-2接通，循环过滤泥沙水泵M5动作，泥沙和污物随水流排出存水箱，泥沙和污物沉淀在积污器中，水流经过滤后返回存水箱，使水箱中的水保持清洁。这样既节约了大量的水，又减少了经常换水的麻烦。

四、附图说明

下面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型自动给水清地机器人的结构和特点，附图中：

图1是本实用新型的实施例一的电路图。

图2是本实用新型的实施例一的结构图。

在本实用新型的实施例一中：

如图1所示：M1是主驱轮电机，可使机器人前进、后退或停止。M2是方向轮电机，可使机器人左转、右转或停止。M3是清洁头升降电机，可使清洁头升起或放下。M4是拖把清污电机，可使清洁头夹紧、松开或旋转，能把清洁头在水中清洗干净和脱水。M5是循环过滤泥沙水泵，使清洁地面后的混水经过滤保持清洁。K1是电源开关，K2是钥匙开关。IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7、IC8、IC9、IC10是光耦，用作隔离，防止电机和继电器干扰单片机。IC11是三端稳压器，C1、C2、C3是电源滤波电容，组成稳压直流电，供给继电器用电。J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8、是继电器，用来控制电动机开、关、正转、反转。VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6、VT7、VT8是小功率开关三极管，控制继电器的动作，D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9是保护二极管。R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8是单片机输出限流电阻，R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23是控制电路中的分压电阻。BT是语音提示和音乐伴奏器，受单片机PROG的程序控制，VT9是它的控制三极管。电源T1、T2为一组，由2只12V蓄电池组成，分别供给5只直流电机和继电器用电。T3为另一组，由三节干电池组成4.5V供给PROG单片机用电。本机用二块PROG单片机，PROG1负责控制主驱轮电机M1及方向轮电机M2的正转及反转，共有4路输出P11、P12、P13、P14，输入端是P15，通过IC9接J9-1，J9是继电器受红外线探测器SB的控制。PROG2负责控制升降电机M3及清污电机M4的正转及反转，也有4路输出P21、P22、P23、P24，输入端是P25，通过IC10接J9-1，也受红外线探测器SB的控制。PROG1的第15路输入端和PROG2的第25路输入端并接是使二块单片机同步。

如图2所示：包括机身1，方向电机2，伺服装置3，方向轮4，主驱电机5，减速装置6，主驱动轮7，清洁头8，清污装置9，清污电机10，清洁头升降装置11，清洁头升降电机12，障碍传感装置13，单片机14，电瓶和电池15，存水箱16，排污口17，扬声器18，指示灯19，电源开关20，排污口21，积污箱22，过滤网23，水泵24，出水管25，充电插座26。

在机身1下方装有方向轮4和主驱动轮7，方向电机2通过伺服装置3和方向轮4连接，可使方向轮向左、回中、向右。主驱动电机5通过减速装置6和主驱动轮7连接，可使主驱动轮前进、后退、停止。机身外边装有清洁头8，清污电机10通过清污装置9和清洁头8连接，可使清洁头8自动清污。清洁头升降电机12通过升降转向装置11使清洁头升降并进入水箱16内。水箱16安装在机身1内，其下方有排水口17，以方便脏水排出。机身内还装有电瓶、电池15和单片机14，电瓶、电池可用蓄电池及充电器，电源也可用220V交流电经降压整流后使用。机身上方装有多只障碍传感装置13，传感装置13能返回信号给单片机14，单片机14内装有扬声器18、指示灯19、电源开关20。积污箱22安装在存水箱16的下方，存水箱16有管道与积污箱22连通，积污箱22的侧面上方安装有过滤网23和水泵24，污水经过滤后由水泵24加压经出水管25返回存水箱16内。污物沉淀在积污箱22内，通过排污口21排出。充电插座26可外接电源对电瓶、电池充电。

五、具体实施方式

实施本实用新型的自动给水清地机器人，首先把单片机控制器PROG编好程序。其程序的设计思路实施例一如下：

(1)开启电源，音乐5-10秒准备

(2)升降电机M3动作，清洁头从水箱里升起并脱水，再放到地面约45秒

(3)单片机PROG2进入等待状态，等待输入口P25的输入信号

(4)单片机PROG1控制主驱轮电机M1动作，机器人前进带动清洁头开始拖地

(5)遇到障碍红外线探测器SB动作，输入口P15和P25同时输入信号

(6)PROG1延时8秒等待，PROG2控制清洁头升起8秒

(7)PROG2延时6秒等待，PROG1控制机器人掉头6秒

(8)主驱电机M1反转，机身向后退1秒

(9)方向电机M2正转，方向轮右转，1秒钟后方向电机M2停

(10)主驱电机M1反转3秒，机器人后退掉头达180度

(11)方向电机M2反转1秒，方向轮回正，掉头完成

(12)PROG1延时8秒等待，PROG2控制的升降电机M3动作8秒，清洁头放下

(13)重复(3)-(12)动作3-5次

(14)可***PROG2控制的清洁头清污程序

(15)音乐10-30秒提醒主人关机

(16)结束

首先将钥匙开关K2开启，再打开电源开关K1，二组12v蓄电池T1、T2供电动机及继电器用电，另一组4.5v电池T3供PROG1和PROG2用电，PROG1控制SB播放5秒音乐，单片机按程序开始动作，PROG1延时45秒，等待PROG2控制的升降电机M3动作。单片机PROG2控制清洁头从水箱里升起并脱水，再放到地面共45秒，单片机PROG2进入等待状态，等待输入口P25的输入信号。单片机PROG1控制主驱轮电机M1动作，机器人前进带动清洁头开始拖地。前方遇到障碍，红外线探测器SB动作，继电器J9吸合，输入口P15和输入口P25同时输入信号，PROG1延时8秒等待，PROG2控制清洁头升起8秒，PROG2延时6秒等待，PROG1控制的主驱电机MI和方向电机M2正反转，机器人掉头，主驱电机M1反转，机身向后退1秒，方向电机M2正转，方向轮右转，1秒钟后方向电机M2停，主驱电机M1反转3秒，机器人后退掉头达180度，方向电机M2反转1秒，方向轮回正，掉头完成。PROG1延时8秒等待，PROG2控制的升降电机M3动作8秒，清洁头放下。单片机PROG2进入等待状态，等待输入口P25的输入信号。单片机PROG1控制主驱轮电机M1动作，机器人前进带动清洁头开始拖地。重复到前方遇到障碍，重复以上次序，重复次数可由程序设定，机器人不断地来回清洁地面。清洁头的清污，由PROG2的程序来完成。PROG2控制升降电机M3动作，清洁头升起再放到水箱中，清污电机M4动作，清洁头夹紧再松开或旋转，完成清污。清洁头升起再夹紧，把水绞干，再松开完成脱水。如果继续工作，就重复到单片机PROG2进入等待状态，等待输入口P25的输入信号，单片机PROG1控制主驱轮电机M1动作，机器人前进带动清洁头开始拖地程序。如果完成工作，则PROG1控制SB播放一段歌曲，提醒主人关机。本机关机后即自动复位，为下一次开机作好准备。

本实用新型适用于需固定场合、面积较大且每天需要清洗的地方。例：客厅、宾馆等。根据不同使用场地程序可作修改，但场地固定后机器人就可反复使用，好比流水线上的机器人重复劳动一样。本实用新型安装有充电插座25，使用结束后就可充电。

本实用新型使人感到享受，很方便、很卫生、很实用，真正体现了以人为本的价值。本实用新型能解放大量劳动力，能广泛应用于宾馆、机关、企业、家庭等地方。机器人走进日常生活已是当今世界发展方向，机器人为人类服务的时代已经到来，二十一世纪是机器人大发展的世纪，相信它一定能为人类作出杰出贡献。

Claims (8)

1、一种自动给水清地机器人，包括分组电源(T1)、(T2)、(T3)和红外线探测器(SB)、单片机控制器(PROG)、循环过滤泥沙水泵(M5)，其特征在于在所述单片机控制器(PROG)的输出端连接主驱动轮机(M1)、方向轮机(M2)、清洁头升降机(M3)、清洁头清污机(M4)、语音提示和音乐伴奏器(BT)，单片机控制器(PROG)的输入端通过光耦(IC9)、(IC10)与红外线探测器(SB)的输出端连接。

2、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述主驱轮机(M1)、方向轮机(M2)可以用导线与单片机控制器(PROG)连接。

3、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述清洁头升降机(M3)、清洁头清污机(M4)可以用导线与单片机控制器(PROG)连接。

4、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述单片机控制器(PROG)可以用一片(PROG)或二片(PROG1、PROG2)组合，也可以用多片(PROG)组合。

5、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述电源(T1)、(T2)、(T3)可以用电瓶或电池或可充电池，也可以用220V交流电经降压整流后变成的低压直流电作电源。

6、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述红外线探测器(SB)的探测距离在50公分以内，红外探测方式可以是反射型或蔗光型，红外线探测器(SB)可以用一个，也可以扩展用多个，安装在机器人的前、后、左、右、上、下不同部位。

7、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述循环过滤泥沙水泵(M5)安装在机器人存水箱中(16)的下方。

8、根据权利要求1所述的自动给水清地机器人，其特征在于所述语音提示和音乐伴奏器(BT)安装在机身1上方。

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