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CN112690703A - 一种新型自主移动机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型自主移动机器人，包括移动主体，移动主体内部包括主控单元、动力模组、感应模组、通信模组和清洁机构；本发明在移动主体的前侧的底部设置凹槽，并设置在凹槽内设置集成箱，凹槽的侧面设有伸缩机构，伸缩机构带动安装架和安装架上的盘刷进行清扫；日常使用盘刷缩入至移动主体的底部，清扫出的碎屑和垃圾在盘刷的作用下自动进入至集尘箱，如果需要清扫移动主体无法进入的缝隙，则伸出盘刷进行清扫，并利用伸缩机构将清扫出的碎屑和垃圾驱动至集尘箱内，从而有效地满足对移动主体不能进入的缝隙的清扫。

Description

一种新型自主移动机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体是一种新型自主移动机器人。
背景技术
扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的垃圾收纳盒，从而完成地面清理的功能。一般来说，将完成清扫、吸尘、擦地工作的机器人，也统一归为扫地机器人。
现有的扫地机器人在进行扫地作业时，会遇到各种复杂的地形，例如沙发或者柜子与地板之间的缝隙，如果缝隙过小，扫地机器人无法进入，便只能清洁缝隙的边缘部分，无法彻底清洁。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种新型自主移动机器人，能够对各种死角进行清洁。
本发明的一种新型自主移动机器人，包括移动主体，移动主体内部包括主控单元、动力模组、感应模组、通信模组和清洁机构；
动力模组包括驱动电机、电机控制器、驱动轮、转向电机和转向轮，驱动轮设置在移动主体的底部的后端，移动主体的底部的前端设有轮架，轮架与移动主体转动连接，转向轮设置在轮架上，驱动电机通过第一传动机构与驱动轮连接，转向电机通过第二传动机构与转向电机连接，驱动电机和转向电机均与电机控制器连接，电机控制器与主控单元连接；
感应模组包括激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器，激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器均与主控单元连接；
通信模组包括无线局域网通信模块和移动通信模块，无线局域网通信模块和移动通信模块均与主控单元连接；
移动主体前侧的底部设有凹槽，凹槽连通移动主体的前侧的底部，凹槽内设有可拆卸的集尘箱，集尘箱设有开口，开口朝向移动主体的前侧，凹槽的两侧设有伸缩架，伸缩架的末端设有清洁机构；
清洁机构包括安装架、盘刷和清洁电机，安装架设置在伸缩架的末端，两个盘刷对称地设置在安装架的左右两端，两个清洁电机固定设置在安装架上并通过导线与电机控制器连接，两个清洁电机通过第三传动机构与盘刷连接。
进一步地，所述主控单元包括控制芯片和存储器，控制芯片和存储器通过数据总线连接，存储器用于存储运动路径信息。
进一步地，所述伸缩架构包括设置在所述凹槽两侧的内部的直线电机和设置在直线电机的活动杆上的延长杆，所述安装架设置在延长杆的末端，直线电机与所述电机控制器连接。
进一步地，所述第一传动机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述移动主体的底部的的后端设有轴杆，两个所述驱动轮分别固定设置在转轴的两端，第一齿轮设置在所述驱动电机的转轴上，第二齿轮设置在轴杆上，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，第一齿轮的尺寸小于第二齿轮的尺寸。
进一步地，所述第二传动机构包括第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮设置在所述转向电机的转轴上，第四齿轮设置在所述轮架上，第三齿轮和第四齿轮啮合连接，第三齿轮的尺寸小于第四齿轮的尺寸。
进一步地，所述第三传动机构包括第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮和第八齿轮，第五齿轮和第六齿轮分别设置在两个所述清洁电机的转轴上，第七齿轮和第八齿轮分别设置在两个所述盘刷的转轴上，第五齿轮和第七齿轮啮合连接，第六齿轮和第八齿轮啮合连接，第五齿轮和第六齿轮的尺寸一致，第七齿轮和第八齿轮的尺寸一致。
进一步地，所述安装架包括水平安装板和竖直挡板，水平安装板与所述延长杆的末端固定连接，两块竖直挡板设置在水平安装板的两端，两个所述盘刷分别设置在水平安装板底部的两端。
本发明的有益效果是：本发明的一种新型自主移动机器人，通过动力模组提供移动主体的行进动力和转向功能；感应模组感应环境信息，从而实现自动避障；通过通信模组接收控制信息或者发送打扫情况的信息；同时，本发明在移动主体的前侧的底部设置凹槽，并设置在凹槽内设置集成箱，凹槽的侧面设有伸缩机构，伸缩机构带动安装架和安装架上的盘刷进行清扫；日常使用盘刷缩入至移动主体的底部，清扫出的碎屑和垃圾在盘刷的作用下自动进入至集尘箱，如果需要清扫移动主体无法进入的缝隙，则伸出盘刷进行清扫，并利用伸缩机构将清扫出的碎屑和垃圾驱动至集尘箱内，从而有效地满足对移动主体不能进入的缝隙的清扫。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图一；
图3为本发明的内部结构示意图二；
图4为本发明的内部测试结构示意图；
图5为本发明的控制结构框图。
附图标记如下：1-移动主体、2-动力模组、3-第一传动机构、4-第二传动机构、5-第三传动机构、6-清洁机构、7-直线电机、8-集尘箱、11-凹槽、21-驱动电机、22-驱动轮、23-转向电机、24-转向轮、31-第一齿轮、32-第二齿轮、41-第三齿轮、42-第四齿轮、51-第五齿轮、52-第六齿轮、53-第七齿轮、54-第八齿轮、61-清洁电机、62-盘刷、63-安装架、64-竖直挡板、71-延长杆、221-轴杆、241-轮架。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
如图1-图5所示：本实施例的一种新型自主移动机器人，包括移动主体1，移动主体1内部包括主控单元、动力模组2、感应模组、通信模组和清洁机构6；
动力模组2包括驱动电机21、电机控制器、驱动轮22、转向电机23和转向电机24，驱动轮22设置在移动主体1的底部的后端，移动主体1的底部的前端设有轮架241，轮架241与移动主体1转动连接，转向电机24设置在轮架241上，驱动电机21通过第一传动机构3与驱动轮22连接，转向电机23通过第二传动机构4与转向电机23连接，驱动电机21和转向电机23均与电机控制器连接，电机控制器与主控单元连接；
感应模组包括激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器，激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器均与主控单元连接，激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器均用于感应和识别障碍物，为自动避障算法提供硬件支持；
通信模组包括无线局域网通信模块和移动通信模块，无线局域网通信模块和移动通信模块均与主控单元连接，通过无线局域网通信模块和移动通信模块实现远程控制和信息交互；
移动主体1前侧的底部设有凹槽11，凹槽11连通移动主体1的前侧的底部，凹槽11内设有可拆卸的集尘箱8，集尘箱8设有开口，开口朝向移动主体1的前侧，凹槽11的两侧设有伸缩架，伸缩架的末端设有清洁机构6；
清洁机构6包括安装架63、盘刷62和清洁电机61，安装架63设置在伸缩架的末端，两个盘刷62对称地设置在安装架63的左右两端，两个清洁电机61固定设置在安装架63上并通过导线与电机控制器连接，两个清洁电机61通过第三传动机构5与盘刷62连接。
本发明的一种新型自主移动机器人，通过动力模组2提供移动主体1的行进动力和转向功能；感应模组感应环境信息，从而实现自动避障；通过通信模组接收控制信息或者发送打扫情况的信息；同时，本发明在移动主体1的前侧的底部设置凹槽11，并设置在凹槽11内设置集成箱，凹槽11的侧面设有伸缩机构，伸缩机构带动安装架63和安装架63上的盘刷62进行清扫；日常使用盘刷62缩入至移动主体1的底部，清扫出的碎屑和垃圾在盘刷62的作用下自动进入至集尘箱8，如果需要清扫移动主体1无法进入的缝隙，则伸出盘刷62进行清扫，并利用伸缩机构将清扫出的碎屑和垃圾驱动至集尘箱8内，从而有效地满足对移动主体1不能进入的缝隙的清扫。
本实施例中，主控单元包括控制芯片和存储器，控制芯片和存储器通过数据总线连接，存储器用于存储运动路径信息，主控芯片采用ARM构架的STM32F103单片机，通过串行接口与激光雷达、红外距离传感器、超声波传感器、无线局域网通信模块(WIFI模块)和移动通信模块(4G模块)对应连接，电机控制器采用双H桥电机驱动芯片L298N，一个L298N可同时控制两路直流电机，因此设置3个电机控制器进行控制，本实施例中的动力模组2、感应模组、通信模组和清洁机构6均采用总线与主控芯片连接
本实施例中，伸缩架构包括设置在凹槽11两侧的内部的直线电机7和设置在直线电机7的活动杆上的延长杆71，安装架63设置在延长杆71的末端，直线电机7与电机控制器连接，直线电机7内部依然采用转子电机+丝杠螺母结构的方式进行驱动，因此仍然可以通过电机控制器进行控制。
本实施例中，第一传动机构3包括第一齿轮31和第二齿轮32，移动主体1的底部的的后端设有轴杆221，两个驱动轮22分别固定设置在转轴的两端，第一齿轮31设置在驱动电机21的转轴上，第二齿轮32设置在轴杆221上，第一齿轮31与第二齿轮32啮合连接，第一齿轮31的尺寸小于第二齿轮32的尺寸，驱动电机21通过齿轮传动的方式带动驱动轮22，提供移动主体1行进的动力，同时，第一齿轮31和第二齿轮32的尺寸关系使得第一齿轮31和第二齿轮32相当于减速齿轮组，从而增大驱动轮22的扭矩。
本实施例中，第二传动机构4包括第三齿轮41和第四齿轮42，第三齿轮41设置在转向电机23的转轴上，第四齿轮42设置在轮架241上，第三齿轮41和第四齿轮42啮合连接，第三齿轮41的尺寸小于第四齿轮42的尺寸，转向电机23通过齿轮传动的方式带动轮架241，从而转动轮架241上的转向电机24，在行进时对移动主体1进行方向调节，同时，第三齿轮41和第四齿轮42的尺寸关系使得转向更加精确。
本实施例中，第三传动机构5包括第五齿轮51、第六齿轮52、第七齿轮53和第八齿轮54，第五齿轮51和第六齿轮52分别设置在两个清洁电机61的转轴上，第七齿轮53和第八齿轮54分别设置在两个盘刷62的转轴上，第五齿轮51和第七齿轮53啮合连接，第六齿轮52和第八齿轮54啮合连接，第五齿轮51和第六齿轮52的尺寸一致，第七齿轮53和第八齿轮54的尺寸一致，第五齿轮51和第六齿轮52的转向相反，使得第七齿轮53和第八齿轮54的转向相反，从而可以将碎屑和垃圾带入至集尘盒内。
本实施例中，安装架63包括水平安装板和竖直挡板，水平安装板与延长杆71的末端固定连接，两块竖直挡板64设置在水平安装板的两端，两个盘刷62分别设置在水平安装板底部的两端，竖直挡板防止碎屑和垃圾向外倾洒。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新型自主移动机器人，其特征在于：包括移动主体，移动主体内部包括主控单元、动力模组、感应模组、通信模组和清洁机构；
动力模组包括驱动电机、电机控制器、驱动轮、转向电机和转向轮，驱动轮设置在移动主体的底部的后端，移动主体的底部的前端设有轮架，轮架与移动主体转动连接，转向轮设置在轮架上，驱动电机通过第一传动机构与驱动轮连接，转向电机通过第二传动机构与转向电机连接，驱动电机和转向电机均与电机控制器连接，电机控制器与主控单元连接；
感应模组包括激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器，激光雷达、红外距离传感器和超声波传感器均与主控单元连接；
通信模组包括无线局域网通信模块和移动通信模块，无线局域网通信模块和移动通信模块均与主控单元连接；
移动主体前侧的底部设有凹槽，凹槽连通移动主体的前侧的底部，凹槽内设有可拆卸的集尘箱，集尘箱设有开口，开口朝向移动主体的前侧，凹槽的两侧设有伸缩架，伸缩架的末端设有清洁机构；
清洁机构包括安装架、盘刷和清洁电机，安装架设置在伸缩架的末端，两个盘刷对称地设置在安装架的左右两端，两个清洁电机固定设置在安装架上并通过导线与电机控制器连接，两个清洁电机通过第三传动机构与盘刷连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型自主移动机器人，其特征在于：所述主控单元包括控制芯片和存储器，控制芯片和存储器通过数据总线连接，存储器用于存储运动路径信息。
3.根据权利要求1所述的一种新型自主移动机器人，其特征在于：所述伸缩架构包括设置在所述凹槽两侧的内部的直线电机和设置在直线电机的活动杆上的延长杆，所述安装架设置在延长杆的末端，直线电机与所述电机控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型自主移动机器人，其特征在于：所述第一传动机构包括第一齿轮和第二齿轮，所述移动主体的底部的的后端设有轴杆，两个所述驱动轮分别固定设置在转轴的两端，第一齿轮设置在所述驱动电机的转轴上，第二齿轮设置在轴杆上，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，第一齿轮的尺寸小于第二齿轮的尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种新型自主移动机器人，其特征在于：所述第二传动机构包括第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮设置在所述转向电机的转轴上，第四齿轮设置在所述轮架上，第三齿轮和第四齿轮啮合连接，第三齿轮的尺寸小于第四齿轮的尺寸。
6.根据权利要求1所述的一种新型自主移动机器人，其特征在于：所述第三传动机构包括第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮和第八齿轮，第五齿轮和第六齿轮分别设置在两个所述清洁电机的转轴上，第七齿轮和第八齿轮分别设置在两个所述盘刷的转轴上，第五齿轮和第七齿轮啮合连接，第六齿轮和第八齿轮啮合连接，第五齿轮和第六齿轮的尺寸一致，第七齿轮和第八齿轮的尺寸一致。
7.根据权利要求3所述的一种新型自主移动机器人，其特征在于：所述安装架包括水平安装板和竖直挡板，水平安装板与所述延长杆的末端固定连接，两块竖直挡板设置在水平安装板的两端，两个所述盘刷分别设置在水平安装板底部的两端。
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