专利名称：保洁机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能机器人领域，特别地涉及一种保洁机器人。
背景技术：
传统的吸尘器对家庭室内做清扫等工作，需要依靠人工来完成，公告号为 CN2631410Y的专利公开了一种自动清扫的吸尘器，该吸尘器包括吸尘电机、尘盒、吸尘管路、电动刷和左右两轮，左右两轮分别由左右轮电机驱动，吸尘器上还设有感应障碍物的传感器，传感器与所述的左右轮电机的控制电路电连接。该吸尘器在工作时，其左右轮由装在吸尘器内的轮电机驱动而带动吸尘器移动，进行自动打扫，当在前进过程中碰到障碍物时， 前板受压，前板与机身之间的相对位置发生变化，前板内侧的挡板与传感器的感应头之间产生位移。传感器把此位移信号传送到控制电路，改变左右轮电机的转速，从而改变左右轮的转速，使吸尘器转弯绕过障碍物继续前进。现有技术的这种吸尘器的缺点是第一，在进入下将部分或台阶部分时，容易跌落损坏，因为它不能感应清洁区域的下降部分或台阶部分；第二，在电池的充电电压减少至低于预定的标准时，需要人为进行充电后，才能再次返回到清洁区域执行清洁操作。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种保洁机器人，其不仅防止在楼梯、 桌面等地方使用时跌落，而且还具备智能充电的特点。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的一种保洁机器人，其特征在于，包括本体和回充座，所述的本体包括设于本体底部的清洁装置，设于本体内部的控制装置，设于本体外部的充电终端，以及与所述的充电终端相连接的充电电池，设于本体外部的感应装置和红外线接收器，以及由感应装置与控制装置控制连接的驱动机构；所述的回充座包括设于回充座外部的红外线发射器，以及与本体的充电终端相配接的充电输出电极。所述的本体和回充座的外部都设有感应窗。所述的驱动机构包括左右驱动轮和位于前部的导向轮，所述的左右驱动轮分别由左右轮电机驱动。所述的清洁装置包括吸尘风机总成，灰尘盒，滤网，以及吸尘管路，还包括边扫毛刷与圆筒状的中扫毛刷，所述的中扫毛刷接触设有相对旋转的圆筒状的地板刷，所述的中扫毛刷由中扫马达驱动，所述的边扫毛刷由边扫马达驱动。所述的灰尘盒设有拖板，在所述的拖板上设有拖布。所述的感应装置包括用于感应障碍和墙面的墙检感应器，以及用于感应悬崖的地检感应器。所述的控制装置包括主控芯片及管理驱动模块，所述的主控芯片与管理驱动模块连接。[0011]所述的管理驱动模块包括用于左右轮电机的左右轮驱动电路，用于中扫马达的中扫驱动电路，用于边扫马达的边扫驱动电路，用于吸尘风机的电流采样电路，用于左方位的左边地检电路，用于左中方位的左中地检电路，用于右方位的右边地检电路，用于右中方位的右中地检电路，用于左方位的左边红外接收和墙检电路，用于前方位的中间红外接收和墙检电路，用于右方位的右边红外接收和墙检电路，用于上方位的顶上红外接收电路，用于左方位的左边墙撞电路，用于右方位的右边墙撞电路，用于充电的电源输入检测电路、回充座输入检测电路和充电控制电路，用于充电电池的电流采样电路和电压采样电路。所述的回充座设有可放置香精的装饰灯。所述的控制装置带有遥控器。本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果第一，自动进行智能充电，本体通过其上的红外线接收器与回充座上的红外线发射器之间的通信，经过红外接收电路的解调后，传送到主芯片，当充电电池中的电能总量不足，下降到预定值时，回充座上的红外线发射器发出信号，本体上的红外线接收器接收信号，控制本体返回到回充座进行充电。第二，实现智能避障和探测悬崖，主控芯片存储本体的控制程序，避障算法和红外通信算法，控制驱动左右轮前进、后退、左转及右转，悬崖感应传感器用于探测前方的阶梯等悬崖路状，防止机器人跌落，当有障碍时，墙检感应器会给出信号，主控芯片收到信号后作出反应，使机器人绕过障碍，不会碰伤、损坏家具，以完成各种避障动作，在本体遇到楼梯、台阶时，用于判断本体运动方向的高度差是否超出限高范围，防止本体从高处坠落。第三，可按不同路径规划进行多种模式的清扫，由感应装置与控制装置控制驱动机构，使机器人能够自主行走，速度可选择慢速、快速，能够执行多功能清扫，按照不同的路径规划工作，如左螺旋式、右螺旋式、折线式、直线式、沿墙模式、绕柱模式、自由模式等，遥控器可人为控制所需的清扫方向和地点，方便快捷实现清扫，保洁效果更加彻底。
图1为本实用新型的本体的结构示意图；图2为本实用新型的本体的底面结构示意图；图3为本实用新型的本体的灰尘盒的安装示意图；图4为本实用新型的本体的风机总成的安装示意图；图5为本实用新型的本体的风机盒盖的安装示意图；图6为本实用新型的本体的过滤网的安装示意图；图7为本实用新型的本体的拖布的安装示意图；图8为本实用新型的本体的拖板的安装示意图；图9为本实用新型的本体的中扫毛刷及地板刷的安装示意图；图10为本实用新型的本体的边扫毛刷的安装示意图；图11为本实用新型的本体的左右驱动轮的安装示意图；图12为本实用新型的本体的前导向轮的安装示意图；图13为本实用新型的本体的充电电池安装示意图；图14为本实用新型的回充座的结构示意图；[0032]图15为本实用新型的本体到回充座进行充电的示意图[0033]图16为本实用新型的主电路电气原理图；[0034]图17为本实用新型的按键控制电路原理图；[0035]图18为本实用新型的左轮驱动电路原理图；[0036]图19为本实用新型的右轮驱动电路原理图；[0037]图20为本实用新型的地检电路原理图；[0038]图21为本实用新型的红外接收和墙检电路原理图；[0039]图22为本实用新型的前撞电路原理图；[0040]图23为本实用新型的中扫驱动电路原理图；[0041]图24为本实用新型的边扫驱动电路原理图；[0042]图25为本实用新型的LED指示电路原理图。
具体实施方式
图1所示的为本实用新型的保洁机器人的本体1，其包括前壳2，前壳2安装于本体1的前方，前壳2在受外力时可相对本体1上下左右移动，外力消除后可自动复位。参照图2，本体1底部设有清洁装置，本体1设有灰尘盒3与提手4，灰尘盒按键5、电源指示按键6和功能按键7设于本体1的上面，所述的功能按键7包括速度调节按键、开始/停止清扫按键与返回充电按键。所述的前壳2的顶部设有红外信号接收头8，在前壳2的前部设有感应窗9，在感应窗9的下部为充电极片10，在本体1的侧后方为电源开关15和DC插座 16。如图3至图13所示，灰尘盒3可拆卸连接于本体1的后部，出风窗12设于灰尘盒 3之上，按下灰尘盒按键5，可把灰尘盒3抽出来，吸尘风机总成25可从灰尘盒3弹出，吸尘风机产生负压把灰尘从吸尘管路吸入灰尘盒3中，将吸尘风机总成25翻转，扳开两个扣件， 打开风机盒盖，打开过滤网层支架沈，露出其中设置的过滤网27，将灰尘盒3翻转，露出设置的拖板13，在拖板13上安装有拖布14，拖布可方便撕下，便于清洗。本体1的底部设有地板刷17和中扫毛刷18，中扫毛刷18与地板刷17接触并相对旋转，中扫马达驱动设在前吸尘管路入口处的中扫毛刷18转动，并带动滚筒式地板刷17旋转，把大小灰尘扫入前吸尘管路内，边扫毛刷M通过边扫主轴上的螺丝拆卸连接于底部边侧，在机器人工作时，边扫毛刷M可进行转动清扫，确保房间的每一个角落都能被打扫干净。左轮19和右轮20通过螺丝安装在本体1底部左右两方，前轮21为导向轮，直接对准卡位连接于本体1的底部前方。左轮19和右轮20，以及前轮21共同支撑着整个本体，左右轮分别由左右轮电机驱动而带动本体实现正反转、原地转向、变速行走等各种行走功能。前壳2受外力时可相对本体1上下左右移动，外力消除后可在弹簧的作用下自动复位，在前壳2的内侧，延伸出左右两根光电开关摆杆，在前进的过程中，如果机器人的前方有障碍物，则前壳的对应侧受压，光电开关摆杆把位移信号传送到电机的控制电路，变换左右轮的转速，使机器人智能避障。打开底部电池盖22，露出充电电池观，另外，在底部设置有地检感应器23，判断本体运动方向的高度差是否超出限高范围，防止本体从高处坠落。图14所示的为本实用新型的保洁机器人的回充座包括设于回充座外部的红外线发射头30，电源指示灯31和充电指示灯32均设置在回充座上，在回充座上还设有LED装饰灯33，其上可放置少量香精以起到净化空气的作用，装饰灯开关34设置于其上，在回充座上，与本体的充电终端相配接的充电输出电极包括充电正极35和充电负极36，另外，回充座还具有充电电源DC插口 37，在回充座上还设有感应窗38。如图15所示，红外线发射器发射光学信号引导本体返回到回充座，本体的充电极片10与回充座的充电正极35、充电负极36进行对接，以进行充电。图16为本实用新型的主电路电气原理图，主控芯片与各管理驱动模块连接，所述的管理驱动模块包括用于左右轮电机的左右轮驱动电路，用于中扫马达的中扫驱动电路， 用于边扫马达的边扫驱动电路，用于吸尘风机的电流采样电路，用于左方位的左边地检电路，用于左中方位的左中地检电路，用于右方位的右边地检电路，用于右中方位的右中地检电路，用于左方位的左边红外接收和墙检电路，用于前方位的中间红外接收和墙检电路，用于右方位的右边红外接收和墙检电路，用于上方位的顶上红外接收电路，用于左方位的左边墙撞电路，用于右方位的右边墙撞电路，用于充电的电源输入检测电路、回充座输入检测电路和充电控制电路，用于充电电池的电流采样电路和电压采样电路。主芯片为STM32F101，LQFP100，其PE2脚控制右轮前进，PE3脚控制右轮后退，PE4 脚检测右轮速度，PE5脚控制右轮离地，PCO脚接中扫电流采样，PCl脚接吸尘风机电流采样，PC2脚接左轮电流采样，PC3脚接右轮电流采样，PAO-WKUP脚控制电池电压，PAl脚控制电池温度，PA2脚控制充电电流，PA3脚控制左边地检，PA4脚控制左中地检，PA5脚控制右中地检，PA6脚控制右边地检，PA7脚控制左边地检，PC4脚控制左中墙检，PC5脚控制中间墙检，PBO脚控制右中墙检，PBl脚控制右边墙检，PE7脚红外接收电源控制，PE8脚左红外信号，PE9脚前红外信号，PElO脚右红外信号，PEll脚顶上红外信号，PE12脚左前撞，PE13 脚右前撞，PE14脚中扫前进，PE15脚中扫后退，PBlO脚中扫向前控制，PB14脚紫外信号控制，PB15脚显示片选，PD8脚显示时钟，PD9脚显示数据，PDlO脚边扫电流，PDll和PD12脚电源输入检测，PD13脚蜂鸣器控制，PD14脚背光控制，PC6脚充电PWM，PC7脚灰尘风机控制，PC8脚中扫电机控制，PC9脚显示电源控制，PA8脚边扫控制，PA9脚UART1_TX，PAlO脚 UART1_RX, PA12脚墙检发射控制，PEl脚左轮后退开关，PEO脚控制左轮前进开关，PB9脚左轮向后控制，PB8脚左轮向前控制，PB7脚右轮向前控制，PB6脚右轮向后控制，PB5脚前轮速度，PD7脚左轮离地开关，PD6脚左轮速度检测，PD5脚红外发射，PD4脚地检发射，PD3脚按键2，PD2脚按键1，PDO脚按键0。如图17所示，C73、按键0连接主芯片的PDl脚，Cl、按键1连接主芯片的PD2脚， C25、按键2连接主芯片的PD3脚如图18所示，左轮由左轮电机驱动，通过电阻Rl连接主芯片的PD6脚，为左轮速度检测，通过电阻R2连接主芯片的PD7脚，为左轮离地开关。左轮驱动电路包括三极管 Q5，其发射极与三极管Q2的集电极连接，并与电阻R15连接，三极管Q41的发射极连接Q2 的发射极，Q41的基极通过电阻R92连接Q5的集电极，三极管Q12的发射极连接电阻R65， 基极连接电阻R95，再连接二极管D51，Q12的集电极通过电阻R44连接场效应晶体管Q45， Q45再连接场效应晶体管Q17，为左轮后退开关。三极管Q7，其发射极与三极管Q25的集电极连接，并与电阻R20连接，三极管Q42的发射极连接Q25的发射极，Q42的基极通过电阻 R93连接Q7的集电极，三极管Q22的发射极连接电阻R66，基极连接电阻R94，再连接二极管D59，Q22的集电极通过电阻R109连接场效应晶体管Q46，Q46再连接场效应晶体管Q18，为
左轮前进开关。如图19所示，右轮由右轮电机驱动，通过电阻R3连接主芯片的PE4脚，为右轮速度检测，通过电阻R4连接主芯片的PE5脚，为右轮离地开关。右轮驱动电路包括三极管 Q6，其发射极与三极管Q39的集电极连接，并与电阻R16连接，三极管Q43的发射极连接Q39 的发射极，Q43的基极通过电阻RlOl连接Q6的集电极，三极管Q21的发射极连接电阻R67， 基极连接电阻R62，再连接二极管D61，Q21的集电极通过电阻R108连接场效应晶体管Q47， Q47再连接场效应晶体管Q19，为右轮后退开关。三极管Q8，其发射极与三极管Q40的集电极连接，并与电阻R21连接，三极管Q44的发射极连接Q40的发射极，Q44的基极通过电阻 Rl 17连接Q8的集电极，三极管Q23的发射极连接电阻R68，基极连接电阻Rl 19，再连接二极管D62，Q23的集电极通过电阻R118连接场效应晶体管Q48，Q48再连接场效应晶体管Q20， 为右轮前进开关。如图20所示，左边地检电路包括Dl和D10，D1为PT204，D10为IR204，连接至主芯片的左边地检控制脚PA7，左中地检电路包括D3和Dl 1，D3为PT204，Dl 1为顶204，连接至主芯片的左中地检控制脚PA4，右中地检电路包括D2和D12，D2为PT204，D12为顶204，连接至主芯片的右中地检控制脚PA5，右边地检电路包括D4和D13，D4为PT204，D13为顶204， 连接至主芯片的右边地检控制脚PA6。如图21所示，左边红外接收和墙检电路包括D5、D14和U7，D5为PT204，D14为 IR204,U7的型号采用FM-4038LN-5AS，连接至主芯片的左边墙检脚PA7，中间红外接收和墙检电路包括 D6、D15、U8、D7、D16、D8、D17, D6 为 PT204, D15 为 IR204, D7 为 PT204, D16 为 IR204，D8为PT204，D17为IR204，U8的型号为IRM-8601S，连接至主芯片的中间墙检脚PC5， 顶上红外接收电路包括TO，TO的型号为IRM-8601S，右边红外接收和墙检电路包括D9、D18 和TO，D9为PT204，D18为IR204，TO的型号采用FM-4038LN-5AS，连接至主芯片的右边墙检脚 PB1。如图22所示，左边前撞电路包括Q4和D21，Q4为PT_^8_6C，D21为IR-928-6C，其连接到主芯片的PE12脚，右边前撞电路包括Q3和D22，Q3为PT_^8_6C，D22为IR-928-6C， 其连接到主芯片的PE13脚。如图23所示，Q49的基极通过R159连接到主芯片的PBlO脚，Q50的基极连接R163， 至主芯片的PE15脚，Q51的基极通过R172连接到主芯片的PE14脚，Q52的基极连接R173， 至主芯片的PC8脚。如图M所示，Q30的基极连接R38和R76，Q31的发射极和集电极连接C34，基极连接C36，Q32的发射极他接D41，集电极连接D39，该电路连接到主芯片的PDlO脚和PA8脚。如图25所示，Q35的基极连接R43，至主芯片的PC9脚，Q34的基极连接R42，至主芯片的PD9脚，Q33的基极连接R41，至主芯片的PD8脚，Q15的基极连接R29，至主芯片的 PB15 脚。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种保洁机器人，其特征在于，包括本体和回充座，所述的本体包括设于本体底部的清洁装置，设于本体内部的控制装置，设于本体外部的充电终端，以及与所述的充电终端相连接的充电电池，设于本体外部的感应装置和红外线接收器，以及由感应装置与控制装置控制连接的驱动机构；所述的回充座包括设于回充座外部的红外线发射器，以及与本体的充电终端相配接的充电输出电极。
2.如权利要求1所述的保洁机器人，其特征在于所述的本体与回充座的外部都设有感应窗。
3.如权利要求2所述的保洁机器人，其特征在于所述的驱动机构包括左右驱动轮和位于前部的导向轮，所述的左右驱动轮分别由左右轮电机驱动。
4.如权利要求3所述的保洁机器人，其特征在于所述的清洁装置包括吸尘风机总成， 灰尘盒，滤网，以及吸尘管路，还包括边扫毛刷与圆筒状的中扫毛刷，所述的中扫毛刷接触设有相对旋转的圆筒状的地板刷，所述的中扫毛刷由中扫马达驱动，所述的边扫毛刷由边扫马达驱动。
5.如权利要求4所述的保洁机器人，其特征在于所述的灰尘盒设有拖板，在所述的拖板上设有拖布。
6.如权利要求5所述的保洁机器人，其特征在于所述的感应装置包括用于感应障碍和墙面的墙检感应器，以及用于感应悬崖的地检感应器。
7.如权利要求6所述的保洁机器人，其特征在于所述的控制装置包括主控芯片及管理驱动模块，所述的主控芯片与管理驱动模块连接。
8.如权利要求7所述的保洁机器人，其特征在于，所述的管理驱动模块包括用于左右轮电机的左右轮驱动电路，用于中扫马达的中扫驱动电路，用于边扫马达的边扫驱动电路， 用于吸尘风机的电流采样电路，用于左方位的左边地检电路，用于左中方位的左中地检电路，用于右方位的右边地检电路，用于右中方位的右中地检电路，用于左方位的左边红外接收和墙检电路，用于前方位的中间红外接收和墙检电路，用于右方位的右边红外接收和墙检电路，用于上方位的顶上红外接收电路，用于左方位的左边墙撞电路，用于右方位的右边墙撞电路，用于充电的电源输入检测电路、回充座输入检测电路和充电控制电路，用于充电电池的电流采样电路和电压采样电路。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的保洁机器人，其特征在于所述的回充座设有可放置香精的装饰灯。
10.如权利要求9所述的保洁机器人，其特征在于所述的控制装置带有遥控器。
专利摘要一种保洁机器人，包括本体和回充座，所述的本体包括设于本体底部的清洁装置，设于本体内部的控制装置，设于本体外部的充电终端，以及与所述的充电终端相连接的充电电池，设于本体外部的感应装置和红外线接收器，以及由感应装置与控制装置控制连接的驱动机构；所述的回充座包括设于回充座外部的红外线发射器，以及与本体的充电终端相配接的充电输出电极。本实用新型的优点是在电能减少时可以自动进行充电，能够完成各种避障动作和具备不会从悬崖和台阶等跌落的能力，另外，可按不同路径规划进行多种模式的清扫，从而方便快捷和彻底全面地实现保洁的目的。
文档编号A47L9/28GK201936191SQ20112002504
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月26日 优先权日2011年1月26日
发明者宋红丽 申请人:宋红丽