专利名称：多功能静电遥控清扫车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静电清洁装置，具体涉及一种多功能静电遥控清扫车，属于清洁技术领域。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，大家对自己居住、工作的环境要求也与 日俱进。环境卫生条件是环保要求中非常重要的方面，不仅房间地面要无垃圾、无尘土，而且房间里的空气要无烟雾、无扬尘，空气质量的考核指标要从PMlO过渡到PM2. 5。传统的地面清扫装置有机械式的如电动扫把，也有空气负压式的如吸尘器。现有的空气清洁装置有采用滤纸、海绵过滤式的，也有采用活性碳、树脂等吸附式的。但上述装置都无法实现既能清扫地面又能清洁空气，目前尚未见有同时清扫地面和清洁空气的一机多功能的清扫装置。近年来，高压静电技术开始进入清洁技术领域，其应用静电吸附细小物粒的原理，使用静电高压对粉尘进行极化与感应，从而实现除尘净化环境的目的。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术的不足，提供一种多功能静电遥控清扫车，以实现同时完成清扫地面和净化空气的工作，达到操作方便、结构简单、一机多能的效果。本发明是通过如下技术方案实现的一种多功能静电遥控清扫车，其包括地面静电吸尘模块、空气静电吸附清洁模块和电控制模块，其中，地面静电吸尘模块位于所述清扫车接近地面的最下部，空气静电吸附清洁模块位于该地面静电吸尘模块的上方，电控制模块设置于所述清扫车的外壳内，其包括有静电高压发生器，该电控制模块连接地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块并遥控清扫车的运行。所述的地面静电吸尘模块包括底盘、前轮、后轮、静电发生棒、若干传动轮、环形传动带、静电除尘纸和驱动电机，其中，前轮和后轮分别安装在底盘前部和后部的下方，静电发生棒设置于底盘中部的下方，若干传动轮分别旋转地架设于底盘上，环形传动带绕置于所有传动轮上形成一环形并由静电发生棒与地面之间穿过，静电除尘纸附置于环形传动带的外表面上，驱动电机设置于底盘后部的下方，并连接且驱动后轮。所述的静电除尘纸为聚丙烯水刺无纺布。所述的环形传动带的下表面距离地面5-10mm。所述的空气静电吸附清洁模块包括柱形外壳、顶罩、静电高压极板和风机，其中，柱形外壳固定于所述底盘上，静电高压极板和风机固定在柱形外壳的顶部，该风机位于静电高压极板的前方，顶罩扣置于柱形外壳的上部。所述的底盘、柱形外壳和顶罩为塑料件。所述的顶罩上开设有多个通风孔。
所述的电控制模块还包括有手动遥控子模块、动力驱动子模块、传感器子模块、电源子模块和单片机子模块，其中，手动遥控子模块包括独立的遥控器和安装在所述清扫车上的接收器，动力驱动子模块同时接收来自单片机子模块和手动遥控子模块的信号，并且连接和控制地面静电吸尘模块的若干传动轮和驱动电机以及空气静电吸附清洁模块的风机，传感器子模块包括有红外传感器、温湿度传感器和PM2. 5传感器，电源子模块连接并供电予手动遥控子模块、动力驱动子模块、传感器子模块、单片机子模块和静电高压发生器，单片机子模块接收来自传感器子模块的信号并且连接和控制手动遥控子模块、动力驱动子模块、静电高压发生器以及地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块，所述静电高压发生器连接地面静电吸尘模块的静电发生棒以及空气静电吸附清洁模块的静电高压极板。所述的动力驱动子模块包括有ULN2803，电源子模块包括有LM2596，传感器子模块包括有LM567。所述的静电高压发生器输出负极高压电，电压峰值为25kV。 本发明利用细小的尘埃颗粒在高电压静电场内感应带电能够被吸附的原理，采用皮带式静电除尘结构，通过静电高压发生器使静电发生棒和静电高压极板带电，形成高压静电场，从而将地面和空气中的尘埃集附起来，同时达到清洁地面和净化空气的目的。本发明具有如下优点I、一机多能一所述多功能静电遥控清扫车设有地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块，因此能够同时或分别完成清洁地面和净化空气的工作。2、结构简单——本发明采用了静电除尘结构，因而具有结构简单、操作方便、能耗较小的优点。3、自动化程度高一不仅手动遥控子模块使本发明具有遥控功能，增强了操作的娱乐性，而且传感器子模块使本发明具有自动避障功能，能够自行实现所述清扫车行走路线的调整。4、环保性好一本发明的静电除尘纸为聚丙烯水刺无纺布，其不同于分子结构稳定性强、极难降解的聚乙烯，聚丙烯的化学结构不牢固，分子链很容易断裂，从而可以有效地被降解成为无毒形态，因此符合环保要求。
图I为本发明的示意图。图2为本发明的结构示意图。图3为本发明地面静电吸尘模块的结构示意图。图4为本发明空气静电吸附清洁模块的结构示意图。
具体实施例方式本专利提供了一种多功能静电遥控清扫车，用于清洁地面和净化空气。所述清扫车采用皮带式静电除尘结构，其除尘部分分为两部分地面静电吸尘部分和空气静电吸附部分。地面静电吸尘部分主要应用静电带电体吸附细小物体的原理，利用静电发生棒产生的高压，使静电除尘纸成为带电体，通过极化与感应作用，使其近处出现异种电荷，从而吸引轻小物体达到地面除尘效果；空气静电吸附部分应用带电颗粒在电场中受到电场力的作用，向异性电极运动并集附于其上的原理，通过风机将含尘空气吸入高电压静电场内，静电高压极板放电击穿空气，使其中的尘埃颗粒带电并集附于极板之上，从而达到浄化空气的目的。下面结合附图和实施例对本发明作进ー步说明。如图I和2所示，所述多功能静电遥控清扫车包括地面静电吸尘模块、空气静电吸附清洁模块和电控制模块；其中，地面静电吸尘模块位于所述清扫车接近地面的最下部，空气静电吸附清洁模块位于该地面静电吸尘模块的上方，电控制模块设置于所述清扫车的外壳内，其连接地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块并遥控清扫车的运行。请參阅图3，所述的地面静电吸尘模块包括底盘3、前轮4、后轮6、静电发生棒5、若干传动轮I、环形传动带2、静电除尘纸8和驱动电机7。所述底盘3为塑料件。所述前轮4为便于转向的万向轮，其安装在底盘3前部的下方。所述后轮6设有两个，安装在底盘3后部的下方。所述静电发生棒5设置于底盘3中部的下方并接近地面，其能够带有5-10kV的负极高压电，并使与其相近的物体带电。所述若干传动轮I分别架设于底盘3上井能够旋 转，本实施例中传动轮I为四个，底盘3上方两个，下方两个。所述环形传动带2绕置于所有传动轮I上形成ー环形，并且由静电发生棒5与地面之间穿过，该环形传动带2的下表面距离地面5-10mm。所述静电除尘纸8为聚丙烯水刺无纺布，用于吸附地面的尘埃，其附置于环形传动带2的外表面上，受静电发生棒5作用其能够附带负极高压电；该静电除尘纸8由聚丙烯纺丝直接铺成网热粘结而成，其强度较一般短纤产品高，且强度无方向性，纵横向強度相近；目前塑料袋的原材料大多是聚こ烯，聚こ烯的化学分子结构具有相当强的稳定性，极难降解，而聚丙烯的化学结构不牢固，分子链很容易断裂，从而可以有效地降解，并且可在无毒的形态中进入下一步环境循环，因此静电除尘纸8符合环保要求。所述的驱动电机7设置于底盘3后部的下方，并且连接后轮6，从而驱动后轮6行走。请參阅图4和图1，所述的空气静电吸附清洁模块包括柱形外壳11、顶罩14、静电高压极板9和风机10。所述柱形外壳11为塑料件，固定于所述底盘3上，其内部形成容纳地面静电吸尘模块各部件的空间。所述静电高压极板9和风机10固定在柱形外壳11的顶部，该静电高压极板9能够附带负极高压电，该风机10位于静电高压极板9的前方，用于将含尘空气送入静电高压极板9内。所述顶罩14为塑料件(见图1)，从而整个多功能静电遥控清扫车的外壳为塑料件，确保其稳定运行的安全性与方便性；该顶罩14扣置于柱形外壳11的上部，形成容纳空气静电吸附清洁模块各部件的空间，所述顶罩14上开设有多个通风孔16以便含尘空气的进出；该顶罩14上还设置有指示灯15以显示所述清扫车的工作状态。请參阅图2，所述的电控制模块包括有静电高压发生器12、手动遥控子模块、动カ驱动子模块、传感器子模块、电源子模块和单片机子模块。所述的静电高压发生器12安装在柱形外壳11的上部，其上面设置有用于调节的静电高压旋钮13，该静电高压发生器12连接地面静电吸尘模块的静电发生棒5以及空气静电吸附清洁模块的静电高压极板9，并且能够向之持续输出负极高压电，电压高达5-10kV，电压峰值为25kV，而电流〈1mA。该静电高压发生器12采用市面上现有产品的高压模块即可。所述手动遥控子模块包括独立的遥控器和安装在所述清扫车上的接收器，其能够代替单片机子模块提供控制信号，人工干预所述清扫车的运行。本实施例中所述遥控器使用航模用2. 4GHz遥控器，经测试，它的编码方式为PPM，高频调制方式GFSK，放射功率20db，其具有工作功率低、对人体伤害较小、操控手感方便等优点，同时还增加了操作的娱乐性。本实施例中所述接收器接收来自遥控器的无线信号，它有256位分辨率，6通道输出PWM信号，经测试，信号周期为20ms，占空比范围为2. 5%_12. 5%，占空比以7. 5%为中线，偏小和偏大分别控制驱动电机7的左转和右转。所述动カ驱动子模块包括有ULN2803，用作为低逻辑电平数字电路和较高的电流要求之间的接ロ，从而提高单片机的驱动能力。该动カ驱动子模块中使用改装常见的角度反馈舵机，使其能够与手动遥控子模块兼容，它接收来自手动遥控子模块的信号，将其按不同占空比解码来控制自带的电机运行 ，同时它接收单片机子模块的信号，井能将单片机子模块的弱电控制信号放大以带动负载。所述动カ驱动子模块连接地面静电吸尘模块的若干传动轮I和驱动电机7以及空气静电吸附清洁模块的风机10，并且控制它们的运行，以自主地控制清扫车的运动。为了将逻辑信号放大驱动负载，动カ驱动子模块使用集成达林顿管芯片将信号放大，提高了电压幅度和电流带载能力。所述传感器子模块用以实现红外避障，其包括有LM567、红外传感器、温湿度传感器和PM2. 5传感器，该传感器子模块与单片机不在ー块PCB板上，二者使用杜邦线连接。所述LM567具有较强的抗干扰能力。所述红外传感器检测清扫车距离周围物体的距离，若达到一定阀值，会触发相应的逻辑信号发送给单片机子模块。所述温湿度传感器同时检测空气中的温湿度信息，所述PM2. 5传感器检测空气的PM2. 5信息。该传感器子模块将这系列的检测数值按预定的协议发送给单片机子模块，以控制所述地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块的运行功率。所述的电源子模块连接手动遥控子模块、动カ驱动子模块、传感器子模块、单片机子模块和静电高压发生器，并且将电池电压整合到需要的电压向它们供电。该电源子模块包括有LM2596稳压芯片，其将清扫车上接入的电池电压作为输入，变为+5V电压输出，另外直接输出电池电压供地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块使用。所述的单片机子模块用以控制整车的运行，其主要包括单片机控制板及其能够与PC机通信的串口下载芯片。该单片机子模块与传感器子模块连接，并接收来自传感器子模块的清扫车周围的障碍信息等，然后进行运算确定清扫车的调整行走路线及其运行功率；该单片机子模块连接并发出控制信号控制手动遥控子模块、动カ驱动子模块、静电高压发生器以及地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块。本发明工作的基本过程如下机器工作时，静电高压发生器12使静电发生棒5和静电高压极板9带电；传动轮I转动，同时静电发生棒5对静电除尘纸8发射离子风并使之带电，在随环形传动带2运动的过程中，静电除尘纸8吸附地面上细小的不易清扫的垃圾，如灰尘、毛发等等，从而完成清洁地面的工作；风机10将带尘空气送入静电高压极板9中的高电压静电场内，通过高压放电作用使其中的尘埃颗粒带上电荷，带电颗粒在电场中受到电场カ的作用，向带相反极性的电极运动并集附于其上，从而完成浄化空气的工作。
权利要求
1.ー种多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述清扫车包括地面静电吸尘模块、空气静电吸附清洁模块和电控制模块，其中，地面静电吸尘模块位于所述清扫车接近地面的最下部，空气静电吸附清洁模块位于该地面静电吸尘模块的上方，电控制模块设置于所述清扫车的外壳内，其包括有静电高压发生器，该电控制模块连接地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块并遥控清扫车的运行。
2.根据权利要求I所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的地面静电吸尘模块包括底盘、前轮、后轮、静电发生棒、若干传动轮、环形传动带、静电除尘纸和驱动电机，其中，前轮和后轮分别安装在底盘前部和后部的下方，静电发生棒设置于底盘中部的下方，若干传动轮分别旋转地架设于底盘上，环形传动带绕置于所有传动轮上形成ー环形并由静电发生棒与地面之间穿过，静电除尘纸附置于环形传动带的外表面上，驱动电机设置于底盘后部的下方，并连接且驱动后轮。
3.根据权利要求2所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的静电除尘纸为聚丙纟布水刺无纺布。
4.根据权利要求2所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的环形传动带的下表面距离地面5-10mm。
5.根据权利要求2所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的空气静电吸附清洁模块包括柱形外壳、顶罩、静电高压极板和风机，其中，柱形外壳固定于所述底盘上，静电高压极板和风机固定在柱形外壳的顶部，该风机位于静电高压极板的前方，顶罩扣置于柱形外壳的上部。
6.根据权利要求5所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的底盘、柱形外壳和顶罩为塑料件。
7.根据权利要求5所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的顶罩上开设有多个通风孔。
8.根据权利要求5所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的电控制模块还包括有手动遥控子模块、动カ驱动子模块、传感器子模块、电源子模块和单片机子模块，其中，手动遥控子模块包括独立的遥控器和安装在所述清扫车上的接收器，动カ驱动子模块同时接收来自单片机子模块和手动遥控子模块的信号，并且连接和控制地面静电吸尘模块的若干传动轮和驱动电机以及空气静电吸附清洁模块的风机，传感器子模块包括有红外传感器、温湿度传感器和PM2. 5传感器，电源子模块连接并供电予手动遥控子模块、动カ驱动子模块、传感器子模块、单片机子模块和静电高压发生器，单片机子模块接收来自传感器子模块的信号并且连接和控制手动遥控子模块、动カ驱动子模块、静电高压发生器以及地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块，所述静电高压发生器连接地面静电吸尘模块的静电发生棒以及空气静电吸附清洁模块的静电高压极板。
9.根据权利要求8所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的动カ驱动子模块包括有ULN2803，电源子模块包括有LM2596，传感器子模块包括有LM567。
10.根据权利要求1、2、5或8所述的多功能静电遥控清扫车，其特征在于所述的静电高压发生器输出负极高压电，电压峰值为25kV。
全文摘要
一种多功能静电遥控清扫车，其包括地面静电吸尘模块、空气静电吸附清洁模块和电控制模块，其中，地面静电吸尘模块位于所述清扫车接近地面的最下部，空气静电吸附清洁模块位于该地面静电吸尘模块的上方，电控制模块设置于所述清扫车的外壳内，其包括有静电高压发生器，该电控制模块连接地面静电吸尘模块和空气静电吸附清洁模块并遥控清扫车的运行。本发明具有一机多能、结构简单、自动化程度高、环保性好、能耗低的优点，能够同时或分别完成清洁地面和净化空气的工作。
文档编号A47L13/40GK102846285SQ201210356339
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者阚翔, 周游, 范刘洋, 蔡元楠, 李卓唯 申请人:上海交通大学