一种吸尘机器人的制作方法

本实用新型涉及清洁吸尘领域，尤其涉及一种吸尘机器人。

背景技术：

家具行业在做无尘喷漆时，喷漆房内空气过滤所用的初级进风棉，一般安装在风机前级。当风机起动后，室内带尘空气在进入风机前，被初级过滤棉阻挡，而停留在初级棉表面。经过一段时间的使用，初级棉的表面积累了相当多的粉尘，严重影响风机送风的能力，为消除积尘，目前的方法主要分为三种：

第一种方法是用扫把、鸡毛扫作工具，将粉尘清除，由于清洁过程中干粉尘到处飞扬，严重影响了工人的呼吸，工人十分不情愿；

第二种方法是人工抓取汽车吸尘器的吸嘴吸粉尘，虽然飞扬减少，但效率低且有飞尘影响工人呼吸，再加上普遍的初级棉都放在离地2米以上高度，经常空中作业很容易造成事故；

第三种是用风机反吹法，虽然开机反吹能解决棉上的粘尘，但干粉尘向车间快速扩散，造成二次污染。粉尘若未被扫离作业区，则当风机重启送风时，被吹走的干粉尘又再被吸附在过滤棉上。它只解决短时间棉的过滤，但是造成工作环境的更大污染。

由于人工成本越来越高，大量的过滤棉没有得到及时的清洁，超负荷工作造成过滤效果大打折扣，造成了很多家具产品表面不合格而大幅增加返工成本，所以十分需要采用机器人来进行清洁工作。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是设计一种吸尘机器人，解决现有技术中清洁过滤棉的成本过大、造成污染的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种吸尘机器人，包括底座、支承架和吸尘嘴，所述支承架安装在底座上，支承架的高度与待处理的除尘过滤棉的高度上限相适应，所述支承架上设有一滑动平台，所述吸尘嘴安装在该滑动平台上，在底座内部安装有吸尘机，吸尘机与吸尘嘴相连，底座底部设有传动装置，所述传动装置包括传送机构和传动滑块，所述传动滑块放置在传送机构上，传动滑块上端连接底座底部，所述传送机构通过皮带传送或齿条齿轮传动。

进一步的，所述滑动平台通过同步带或多轴机械臂在支承架上移动，在滑动平台仅沿着支承架滑动时，同步带已经能够满足滑动平台移动的需要；多轴机械臂可以满足滑动平台实现曲线移动等复杂动作，当吸尘机器人需要发挥较复杂的动作，比如需要在二维或三维空间内进行吸尘作业时，就需要在支承架上安装一个二轴以上的机器人臂来控制滑动平台进行更加复杂的运动，可以适用对各种形状的除尘过滤棉的除尘。

进一步的，所述传动滑块与底座的连接处两侧设有自由空间，传动滑块在自由空间内驱动底座移动，可以防止启动时传动滑块与底座互锁导致不能移动。

进一步的，所述传送机构两侧设有导轨，所述底座底部两侧设有方向轮。在启动时吸尘机器人底座因为稳定性需要以及安装许多部件的缘故重量较大，如果直接用皮带或齿条齿轮传送机器人底座，由于机器人底座与皮带间的摩擦力较大，将需要很大的动力，消耗的电能也就很大。将底座通过方向轮支撑后再放入导轨中用皮带拖动或用齿条齿轮传动，则驱动底座时阻力减小很多，不仅消耗的电能减少，控制的精度也提高了，提高了吸尘机器人吸尘作业时的稳定性。所述方向轮至少为4个，4个或4个以上的方向轮支撑底座，能够使底座平稳地在导轨上运动。若机器人需要走更加复杂的路径，可直接采用步进电机控制底座走汽车式四轮驱动，使底座不受导轨的约束而大大增加机器人移动的灵活性。

进一步的，所述底座每次移动的距离为吸尘嘴宽度的92%-98%，底座每次移动的距离不能够超过或刚好是吸尘嘴的宽度，因为这样做会导致在清洁时过滤棉会有一部分得不到吸尘，影响清洁效果，底座移动的距离也不能太短，否则机器人会需要移动很多次，吸尘嘴的吸尘次数增加，消耗的电量增大，造成不必要的浪费，将底座每次移动的距离为吸尘嘴宽度的92%-98%较为适合，既可以保证将过滤棉的尘除尽，又保证了除尘效率及节约能源。

进一步的，支承架底部设有一升降起始开关，顶部设有一升降复位开关，除尘过滤棉的底部一端设有移动起始开关，底部另一端设有移动复位开关，底座在移动起始开关处开始移动，移动一定距离后停止，滑动平台从支承架底部向上移动，当移动到支承架顶部时碰触到升降复位开关，之后向下移动至支承架底部，碰触到升降起始开关，完成一个吸尘程序，底座继续移动一定距离，如此循环往复，直至底座碰触到移动复位开关，底座作反方向移动继续重复上述吸尘程序，直至碰触到移动起始开关，吸尘机器人电源断开，完成一次吸尘作业。通过这些开关可实现底座在传送机构上的移动与复位和滑动平台的升降起始与复位。

进一步的，所述滑动平台上安装有摄像头，在吸尘机工作状态下，通过摄像头可以将吸尘情况实时传递到指定地点，以此检查吸尘嘴的情况。

进一步的，所述吸尘嘴内安装有负压传感器，检测过滤棉表面和吸尘嘴内的负压，当负压增大时，表明过滤棉的表面上粉尘密度很高，需要给信号，增加吸尘次数，来使负压传感器恢复正常值。

进一步的，所述吸尘嘴上安装有软性吸尘橡胶圈，确保吸尘嘴和过滤棉的有效接触。

进一步的，软性吸尘橡胶圈上安装有重锤式跟踪器，以使软性吸尘橡胶圈在过滤棉的表面发生变形时仍然能够可靠地贴近其表面。

本实用新型的吸尘机器人设有控制模块，用于控制传送机构和滑动平台的运动。控制系统由步进电机（包括底座步进电机、滑动平台步进电机）和JS数显时间继电器组成，根据作业场地的要求，可以将电源线、蓄电池，n个步进电机和动力接收系统安装在底座上。底座步进电机与传送机构连接控制传送机构的运动，滑动平台步进电机与滑动平台连接，控制滑动平台的运动，JS数显时间继电器与步进电机相连，通过输出的时间电源信号控制步进电机的起动与停止。步进电机的转速和驱动力由步进电机控制器和H860驱动器（或用电脑模块）设定，根据机器人的总重量和作业吸尘嘴的宽度，选择出合适的参数。吸尘机开启工作状态时，JS数显时间继电器输出一个有限时间的电源给底座步进电机使底座向指定方向移动一步，底座移动一步后，在JS转换下输出一个有效时间电源，被延时几秒后，滑动平台步进电机启动，使得滑动平台沿支承架向上移动。当滑动平台运行到棉的上限位时，传送一个信给滑动平台步进电机，作反向复位运行。当滑动平台回到原起点时，滑动平台步进电机停止，经过一个延时后，JS数显时间继电器自动转换，向机器人底座电机再送出一个有限时段的电源。如此循环，直到底座运行到棉的宽度限位，底座步进电机自动反转。在重复上述移动吸尘动作n次后，底座重新回到原起点，吸尘机械人电源被断开，完成一次吸尘作业。

本实用新型的工作过程：当吸尘机器人接到起动指令后，在控制模块的控制下，传送机构运动，设置在其上的传动滑块带动机器人底座开始运动，底座以一定的速度和时间从过滤棉一端开始移动设定的距离后暂时停止移动，吸尘机也开始工作。同时控制模块发出信号，经过若干秒延时后，滑动平台在支承架上向上移动，吸尘嘴和过滤棉作软接触开始吸尘，上行速度与粘附在过滤棉上的粉尘成反比，粉尘多则吸尘嘴运行速度慢；滑动平台运动到支承架最高处，步进电机控制器上预先选定点动往返模式，滑动平台再返回向下移动，吸尘嘴重复吸尘动作直至滑动平台到达支承架底部，完成一个吸尘程序，吸尘机仍然开动；此时控制系统控制机器人底座再移动一步并暂时停止移动，吸尘嘴重复吸尘程序n次后底座运行到过滤棉的另一端，底座步进电机自动反转，底座返回向起点运动，在重复上述吸尘程序n次后，底座重新回到原起点，吸尘机器人电源断开，完成一次吸尘作业。

本实用新型的有益效果：采用这样的结构后，可以自动、远距离地控制机器人的操作，避免了人和过滤棉上粉尘的接触，减少了由此可能带来的工人肺部职业病和高空作业的跌伤危险，由于无需工人在过滤棉旁边清洁，过滤棉所占体积大幅减少，为车间增加更多的作业场地；并且吸尘机器人可以根据棉上的粉尘密度，经压差传感器检测出信号，实现自动开启吸尘机器的动作，不受时间限制，吸尘次数在吸尘机吸力一定时，可通过增加吸尘嘴在同一座标的吸尘次数，实现棉的最佳过风效果，减少了人工费用，提高家具质量。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步阐明。

图1为本实用新型的吸尘机器人的侧视图；

图2为本实用新型的吸尘机器人的工作状态示意图；

图3位本实用新型的吸尘机器人的传动滑块与底座的连接示意图。

具体实施方式

结合图1和图2，本实用新型的具体实施方式如下：

一种吸尘机器人，包括底座1、支承架2和吸尘嘴3，所述支承架2安装在底座1上，支承架2的高度与待处理的除尘过滤棉5的高度上限相适应，所述支承架2上设有一滑动平台4，所述吸尘嘴3安装在该滑动平台4上，在底座1内部安装有吸尘机30，吸尘机30与吸尘嘴3相连，底座1底部设有传动装置，所述传动装置包括传送机构和传动滑块6，所述传动滑块6放置在传送机构上，传动滑块6上端连接底座1底部，所述传送机构通过皮带传送或齿条齿轮传动。

本申请是通过电动部件来进行机器人的各种操作的，除此之外还可以采用气动部件、液压部件或常规机电组合全动操作。

在本申请的一个较佳实施例中，传送机构通过皮带来传送机器人，这适用于短距离移动，在某些具体情形下机器人需要移动较长距离（如移动10米以上的距离）时，就可以使用齿条齿轮传动来代替同步皮带传动。

进一步的，所述滑动平台4通过同步带21或多轴机械臂在支承架2上移动，在滑动平台4仅沿着支承架2滑动时，同步带21已经能够满足滑动平台4移动的需要；多轴机械臂可以满足滑动平台4实现曲线移动等复杂动作，当吸尘机器人需要发挥较复杂的动作，比如需要在二维或三维空间内进行吸尘作业时，就需要在支承架2上安装一个二轴以上的机器人臂来控制滑动平台4进行更加复杂的运动，可以适用对各种形状的除尘过滤棉的除尘。本申请中滑动平台4是通过同步带21在支承架2内滑动的。

进一步的，传动滑块6与底座1的连接处两侧设有自由空间，在皮带开始运动时，传动滑块6的上端随之移动，当传动滑块6的上端碰触到自由空间的一端时，可带动底座1开始运动，当运动设定的距离后皮带停止运动，自由空间的另一端受到传动滑块6的阻挡，底座1随之停止运动。传动滑块6在自由空间内驱动底座1移动，可以防止启动时传动滑块6与底座1互锁导致不能移动。

进一步的，传送机构两侧设有导轨8，底座1底部两侧设有方向轮7。在启动时吸尘机器人底座1因为稳定性的需要以及安装许多部件的缘故重量较大，如果直接用皮带或齿条齿轮传送机器人底座，由于机器人底座与皮带间的摩擦力较大，将需要很大的动力，消耗的电能也就很大。本实施例中方向轮7设置在导轨8上，将底座1通过方向轮7支撑后再放入导轨8中用皮带拖动或用齿条齿轮传动，则驱动底座1时阻力减小很多，不仅消耗的电能减少，控制的精度也提高了。方向轮7至少为4个，4个或4个以上的方向轮7支撑底座1，能够使底座1平稳地在导轨8上运动，在本实施例中有4个方向轮7，分别布置在底座1的4个角。

进一步的，底座1每次移动的距离为吸尘嘴3宽度的92%-98%，底座1每次移动的距离不能够超过或刚好是吸尘嘴3的宽度，因为这样做会导致在清洁时过滤棉5会有一部分得不到吸尘，影响清洁效果，底座1移动的距离也不能太短，否则机器人会需要移动很多次，吸尘嘴3的吸尘次数增加，消耗的电量增大，造成不必要的浪费，将底座每次移动的距离为吸尘嘴宽度的92%-98%较为适合，既可以保证将过滤棉的尘除尽，又保证了除尘效率及节约能源。本实施例中选择底座1每次移动距离为吸尘嘴3宽度的95%。

进一步的，支承架2底部设有一升降起始开关21，顶部设有一升降复位开关22，除尘过滤棉5的底部一端设有移动起始开关51，底部另一端设有移动复位开关52。底座1在移动起始开关21处开始移动，移动一定距离后停止，滑动平台4从支承架2底部向上移动，当移动到支承架2顶部时碰触到升降复位开关22，之后向下移动至支承架2底部，碰触到升降起始开关21，完成一个吸尘程序，底座1继续移动一定距离，如此循环往复，直至底座1碰触到移动复位开关52，底座1作反方向移动，继续重复上述吸尘程序，直至碰触到移动起始开关51，吸尘机器人电源断开，完成一次吸尘作业。通过这些开关可实现底座1在传送机构上的移动与复位和滑动平台4的升降起始与复位。

进一步的，在滑动平台4上安装有摄像头41，摄像头41为WiFi摄像头，在吸尘机30工作状态下，通过WiFi摄像头41可以将吸尘情况实时无线传递到指定地点，以此检查吸尘嘴3的情况。

进一步的，吸尘嘴3内安装有负压传感器31，检测过滤棉5表面和吸尘嘴3内的负压，当负压增大时，表明过滤棉5的表面上粉尘密度很高，需要给信号，增加吸尘次数，来使负压传感器31恢复正常值。

进一步的，吸尘嘴3上安装有软性吸尘橡胶圈32，在吸尘嘴3与过滤棉5接触进行吸尘作业的时候确保吸尘嘴3和过滤棉5的有效接触。

进一步的，软性吸尘橡胶圈32上安装有重锤式跟踪器33，以使吸尘橡胶圈32在过滤棉5的表面发生变形时仍然能够可靠地贴近其表面。

吸尘机器人设有控制模块，用于控制传送机构和滑动平台的运动。控制系统由步进电机（包括底座步进电机、滑动平台步进电机）和JS数显时间继电器组成，根据作业场地的要求，可以将电源线、蓄电池，n个步进电机和动力接收系统安装在底座1上。

本实施例中吸尘机器人的工作过程如下：在初始状态下，当吸尘机器人接到起动指令后，底座步进电机和吸尘机30开始工作，机器人从过滤棉5的一端（出发端）开始出发，底座步进电机驱动皮带开始运动，设置在皮带上的传动滑块6带动机器人底座1开始移动，底座移动的距离为吸尘嘴3宽度的92%-98%，本实施例优选的，每次传送机构移动的距离为吸尘嘴3宽度的95%，底座步进电机停止，皮带暂时停止传动，机器人底座1停止不动；在JS转换下输出一个有效时间电源，被延时几秒后，滑动平台步进电机启动，支承架2上的滑动平台4开始从底部向上运动，带动吸尘嘴3向上移动，吸尘嘴3和过滤棉5作软接触开始吸尘，在吸尘嘴3的吸力下，过滤棉5表面的粉尘被经过的吸尘嘴3吸走，吸尘嘴3的上行速度与粘附在过滤棉5上的粉尘成反比，粉尘多则运行速度慢；滑动平台4运行到过滤棉5的最高处时碰触到支承架2顶部的升降复位开关22，滑动平台4开始沿支承架2向下移动，吸尘嘴3继续做第二次吸尘，直至回到支承架2底部，滑动平台4碰触到支承架2底部的升降起始开关21，滑动平台步进电机停止，滑动平台4停止运动，完成一个吸尘程序；升降起始开关21被碰触时向外发送信号，经过一个延时后，JS数显时间继电器自动转换，向底座步进电机再送出一个有限时段的电源，底座步进电机驱动皮带重新开始运动，底座1再次移动吸尘嘴3宽度的95%的距离，吸尘嘴3重复一次吸尘程序；如此循环往复，直至底座1运行到过滤棉5的另一端，碰触到过滤棉5另一端底部设置的移动复位开关52，底座步进电机自动反转，皮带反方向传动机器人，在重复吸尘嘴吸尘程序n次后，底座1回到过滤棉5的一端（出发端），碰触到此处设置的移动起始开关51，吸尘机器人的电源断开，完成一次吸尘作业。

本实施例的技术效果：采用这样的结构后，可以自动、远距离地控制机器人的操作，避免了人和过滤棉上粉尘的接触，减少了由此可能带来的工人肺部职业病和高空作业的跌伤危险，由于无需工人在过滤棉旁边清洁，过滤棉所占体积大幅减少，为车间增加更多的作业场地；并且吸尘机器人可以根据棉上的粉尘密度，经压差传感器检测出信号，实现自动开启吸尘机器的动作，不受时间限制，吸尘次数在吸尘机吸力一定时，可通过增加吸尘嘴在同一座标的吸尘次数，实现棉的最佳过风效果，减少了人工费用，提高家具质量。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。