一种带控制电路扫地机系统

文档序号:1943665 发布日期:2021-12-10 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 一种带控制电路扫地机系统 (Sweeper system with control circuit ) 是由 庄建龙 李和娟 于 2021-08-20 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种带控制电路扫地机系统,包含:电源电路、主控电路、WIFI电路、行走电机电路、避障与加速传感器电路、毛刷电机电路、吸尘电机电路、视觉与激光定位回充电路,本发明结构简单合理,用户可通过手机APP远程控制扫地机,并具有自动避障和视觉定位回充的功能,具有良好的市场价值。(The invention discloses a sweeper system with a control circuit, which comprises: the intelligent sweeper is simple and reasonable in structure, a user can remotely control the sweeper through a mobile phone APP, and the intelligent sweeper has the functions of automatic obstacle avoidance and visual positioning recharging, and has good market value.)

一种带控制电路扫地机系统

技术领域

本发明涉及扫地机技术领域,尤其涉及一种带控制电路扫地机系统。

背景技术

扫地机是将扫地与吸尘相结合的一体化垃圾清扫机器,具有节能环保,工作效率高,清洁成本低,清洁效果好,安全性能高,经济回报率高的特点,但是现有的扫地机在用户实用完毕后,需要手动放到充电位置进行充电,无法实现自动充电的功能。

发明内容

本发明针对已有的扫地机的不足,提供一种用户可通过手机APP远程控制,并能进行视觉定位回充的扫地机系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

提供一种带控制电路扫地机系统,包含:电源电路、主控电路、WIFI电路、行走电机电路、避障与加速传感器电路、毛刷电机电路、吸尘电机电路、视觉与激光定位回充电路。

进一步地,电源电路包含芯片U19、U16、U18、U17,所述芯片U19的1管脚接地,2管脚第一引线接3.3V电压、第二引线经电容C85接地,3管脚第一引线接+5V电压、第二引线经电容C83接地、第三引线经电容C82接地,4、2管脚连接并经电容C84接地,所述芯片U19的型号为AMS1117-3.3 C165482。

进一步地,所诉芯片U16的1管脚经电阻R91的第一引线经电阻R92接地、第二引线接MOS管QIN1的栅极,2管脚经电阻R98接MOS管QOUT1的栅极,4管脚经电阻R95接所述MOS管QOUT1的源极,5管脚经电容C74接所述MOS管QOUT1的源极,6管脚经电容C73接所述MOS管QOUT1的源极,8管脚接所述MOS管QOUT1的源极,9管脚经电阻R75、保险F1接电池BT的正极,10管脚经电阻R96、所述电阻R97接所述MOS管QOUT1的源极,11管脚经电阻R90第一引线经电容C74、所述电阻R97接所述MOS管QOUT1的源极、第二引线接电池B4的2管脚、电池B3的1管脚,所述电池B4的1管脚经所述电阻R97接所述MOS管QOUT1的源极,所述芯片U16的12管脚经电阻R84第一引线经电容C70、所述电阻R97接所述MOS管QOUT1的源极、第二引线接所述电池B3的2管脚、电池B2的1管脚,13管脚经电阻R79第一引线经电容C66、所述电阻R97接所述MOS管QOUT1的源极、第二引线接所述电池B2的的2管脚、电池B1的1管脚,14管脚经电阻R77第一引线接所述电池B1的2管脚第二引线经所述保险F1接所述电池BT的正极,15管脚经电阻R76、所述保险F1接所述电池BT的正极,16管脚经电阻R94接地,所述MOS管QIN1的源极接地,漏极接所述MOS管QOUT1的漏极,所述芯片U18的1管脚接地,2管脚第一引线接经电阻R102接所述电池BT的正极、第二引线经电阻R99接所述电池地,3管脚第一引线接所述电池BT的正极、第二引线接电阻R103的2管脚,4管脚经所述电阻R103的1管脚、电容C89接充电触点J2,5、9管脚经二极管D14接所述充电触点J2,5、9管脚与4管脚之间设置有电感L5,6管脚接充电触点J1,7管脚第一引线经电阻R100接所述电池地、第二引线经电阻R101接所述电池BT的正极,8管脚第一引线经电容C88接所述触点J2、第二引线经电阻R104、电容C91接所述充电触点J2,所述充电触点J1、J2之间设置有电容C86、C87,所述充电触点J2接所述电池地,所述芯片U17的1管脚第一引线接所述电池BT的正极、第二引线经电容C79接地,2管脚第一引线经电感L4、电感L1输出+5V电压、第二引线经二极管D13接所述电池地,3管脚与所述电感L4的1管脚连接,4、5、6、7、8管脚接所述电池地,所述芯片U16的型号为IP3255AAV,所述MOS管QIN1、QOUT1的型号为NCEP6O20AS,所述芯片U18的型号为EUP3467 AWIR1,所述芯片U17的型号为XL1509-5.0E1。

进一步地,所述主控电路包含主控芯片U3、接口SWD1,所述芯片U3的67管脚经发光二极管LED2、电阻R17接3.3V电压,8管脚经电容C5接地,9管脚经电容C7接地,8、9管脚之间设置有晶振Y1,6管脚经电阻R29接3.3V电压,11、19、28、50、75、100管脚接3.3V电压,22管脚经电阻R31接3.3V电压,20管脚经电阻R30接地,10、27、49、74、99管脚接地,21管脚经电感U7接3.3V电压,73管脚经电容C12接地,48管脚经电容C10接地,94管脚经电阻R28接3.3V电压,13管脚经电容C8接地,12管脚经电容C6接地,12、13管脚之间设置有晶振Y2,95管脚第一引线经电阻R01接地,第二引线接开关S01的2管脚,所述开关S01的1管脚接3.3V电压,所述主控芯片U3的37管脚经电阻R8接3.3V电压,32管脚第一引线经电阻R85接电池BT正极、第二引线经电阻R87接电池地,所述接口SWD1的1、2、3管脚分别连接所述芯片U3的SWCLK、SWDIO、NRST管脚4管脚接地,5管脚接3.3V电压,滤波电容C9、C11、C12、C13、C14、C15、C16的1管脚接3.3V电压,2管脚接地,所述主控芯片U3的型号为STM32F446VCT6,所述LED2的型号为Green/LED,所述磁珠U6的型号为MPZ1 608S181ATAHO,所述开关S01的型号为SW-PB。

进一步地,所述WIFI电路包含芯片U2、接口P1,所述芯片U2的18、17、3、1管脚分别经电阻Rb1、Rb2、Rb3、Rb4接3.3V电压,16管脚经电阻Rb5接地,8管脚经电容C1、C2的1管脚、电阻R15接3.3V电压,所述电容C1、C2的2管脚接地,21、22管脚分别接所述主控芯片U3的RXD、TXD管脚,所述接口P1的4管脚接3.3V电压,3管脚接地,2、1管脚分别接所述主控芯片U3的TXD、RXD管脚,所述芯片U2的型号为ESP-12E,所述接口P1的型号为Header 4。

进一步地,所述行走电机电路包含芯片A1、U10、A2、U9,接口P2、P3,芯片A1的1管脚第一引线经电阻R02接地、第二引线经电阻R51接所述主控芯片U3的RR管脚,2管脚第一引线经电阻R03接地、第二引线经电阻R49接所述主控芯片FR管脚,3管脚接地,4管脚经电容C30、C31的1管脚,电阻R48接所述电池BT的正极,所述电容C30、C31的2管脚接地,所述芯片A1的5、6管脚连接所述芯片U10的1、2管脚,8管脚第一引线经电容1与所述芯片U9的1、2管脚连接、第二引线与接口H1的2管脚连接,7管脚连接所述接口H1的2管脚,7、8管脚相连接,所述接口H1的1管脚与所述芯片U10的3、4管脚连接,所述芯片U9的8管脚第一引线经电容C33接地、第二引线接+5V电压,7管脚接所述主控芯片U3的ADC1管脚,5管脚接地,所述芯片A2的1管脚第一引线经电阻R05接地、第二引线经电阻R56接所述主控芯片U3的RL管脚,2管脚第一引线经电阻R06接地、第二引线经电阻R55接所述主控芯片U3的FL管脚,3管脚接地,4管脚经电容C34、C35的1管脚、电阻R58接所述电池BT的正极,所述电容C39、C38的2管脚接地,所述芯片A2的5、6管脚连接所述芯片U10的1、2管脚,8管脚第一引线经电容4与所述芯片U10的1、2管脚连接、第二引线与接口H2的2管脚连接,7管脚连接所述接口H1的2管脚,7、8管脚相连接,所述接口H2的1管脚与所述芯片U10的3、4管脚连接,所述芯片U10的8管脚第一引线接+5V电压、第二引线经电容C36接地,7管脚接所述主控芯片U3的ADC2管脚,所述接口P2的1管脚经电容C25、C26的1管脚接+5V电压,2管脚接地,3、4管脚分别接所述主控芯片U3的S1、S2管脚,所述电容C25、C26的2管脚接地,所述接口P3的1管脚经电容C28、C29的1管脚接+5V电压,2管脚接地,3、4管脚分别接所述主控芯片U3的S3、S4管脚,所述电容C28、C29的2管脚接地,所述芯片A1、A2的型号为RZ7899_JX ,所述芯片U10、U11的型号为CC6902SO-10A。

进一步地,所述避障与加速传感器电路包含芯片U7、比较器U1、U5、U6,所述芯片U4的1、2、3、4、9、10、12、13、14管脚第一引线分别经电阻R6、R9、R11、R13、R16、R14、R12、R10、R7接3.3V电压,第二引线接所述主控芯片U3的SDO、SDX、SCX、INT1、INT2、OCS、CS、SCL、SDA管脚,5管脚接3.3V电压,6、7管脚接地,8管脚经电容C3、C4的1管脚接3.3V电压,所述电容C3、C4的2管脚接地,所述比较器U1的5管脚第一引线经电阻R4接3.3V电压,第二引线接红外接收管CGQ1的2管脚,6管脚接电阻R5的2管脚,7管脚第一引线经电阻R2接3.3V电压、第二引线接所述主控芯片U3的Bizhang1管脚,所述电阻R5的3管脚接3.3V电压,1管脚接所述红外接收管CGQ1的1管脚,所述红外接收管CGQ1的1管脚接地,红外发射管IR1的正极经电阻R3接3.3V电压、负极接地,所述比较器U5的2管脚接电阻R22的2管脚,3管脚第一引线经电阻R21接3.3V电压、第二引线接红外接收管CGQ2的2管脚,4管脚第一引线接所述电阻R22的1管脚、第二引线接所述红外接收管CGQ2的1管脚,1管脚第一引线接所述主控芯片U3的Bizhang2管脚、第二引线经电阻R19接3.3V电压,8管脚第一引线接3.3V电压、第二引线经电阻R18、发光二极管LED3接所述主控芯片U3的Bizhang2管脚,所述电阻R22的3管脚接3.3V电压,所述红外接收管CQG2的1管脚接地,红外发射管IR2的正极经电阻R20接3.3V电压、负极接地,所述比较器U6的2管脚接电阻R27的2管脚,3管脚第一引线经电阻R26接3.3V电压,第二引线接红外接收管CGQ3的2管脚,4管脚第一引线接所述电阻R27的1管脚,第二引线接所述红外接收管CGQ3的1管脚,1管脚第一引线接所述主控芯片U3的Bizhang3管脚、第二引线经电阻R24接3.3V电压,8管脚第一引线接3.3V电压、第二引线经电阻R23、发光二极管LED4接所述主控芯片U3的Bizhang3管脚,所述电阻R27的3管脚接3.3V电压,所述红外接收管CGQ3的1管脚接地,红外发射管IR3的正极经电阻R25接3.3V电压、负极接地。

进一步地,所述毛刷电机电路包含芯片U8、MOS管Q1、Q2、Q4、Q5,所述芯片U8的1管脚接主控芯片U3的LED管脚,2管脚第一引线经电阻R33接5管脚、第二引线经电阻R42接地、第三引线经电容C24接地,3管脚第一引线经电阻R37接5管脚、第二引线经电容C23接地、第三引线经电阻R43接地,4管脚第一引线经电阻R40接5管脚、第二引线经电容C20接地、第三引线经电阻R44接地6管脚经电阻R41接+5V电压,8管脚接地,所述MOS管Q1的漏极接所述电池BT的正极,栅极接三极管Q3的集电极,源极经电阻R34接所述芯片U8的2管脚,所述三极管Q3的集电极经电阻R32的第一引线经二极管D1接所述电池BT的正极、第二引线经电容C19、电阻R34接所述芯片U8的2管脚,基极经电阻R35接所述芯片U8的13管脚,发射极接地,所述MOS管Q2的栅极第一引线接所述芯片U8的16管脚、第二引线经电阻R36接地,漏极经电阻R34接所述芯片U8的2管脚,源极接地,所述MOS管Q4的漏极接所述电池BT的正极,栅极接三极管Q6的集电极,源极经电阻R38接所述芯片U8的3管脚,所述三极管Q6的集电极经电阻R45的第一引线经二极管D3接所述电池BT的正极、第二引线经电容C27、电阻R38接所述芯片U8的3管脚,基极经电阻R46接所述芯片U8的13管脚,发射极接地,所述MOS管Q5的栅极第一引线接所述芯片U8的15管脚、第二引线经电阻R47接地,漏极经电阻R38接所述芯片U8的3管脚,源极接地,所述MOS管Q7的漏极接所述电池BT的正极,栅极接三极管Q9的集电极,源极经电阻R39接所述芯片U8的4管脚,所述三极管Q9的集电极经电阻R50的第一引线经二极管D5接所述电池BT的正极、第二引线经电容C32、电阻R39接所述芯片U8的4管脚,基极经电阻R452接所述芯片U8的10管脚,发射极接地,所述MOS管Q8的栅极第一引线接所述芯片U8的14管脚、第二引线经电阻R53接地,漏极经电阻R39接所述芯片U8的4管脚,源极接地,所述芯片U8的型号为STC1 5W408AS-35I-SOP16,所述MOS管Q1、Q2、Q4、Q5、Q7、Q8的型号为NCE30H10K,所述三极管Q3、Q6、Q9的型号为S8050。

进一步地,所述吸尘电机电路包含芯片U11、MOS管Q10、Q11、Q13、Q14、Q17、Q18,所述芯片U11的2管脚第一引线经电阻R58接5管脚、第二引线经电阻R69接地、第三引线经电容C54接地、第四引线经电阻R59接所述MOS管Q10的源极,3管脚第一引线经电阻R61接5管脚、第二引线经电阻R70接地、第三引线经电容C53接地、第四引线经电阻R62接所述MOS管Q13的源极,4管脚第一引线经电阻R65接5管脚、第二引线经电阻R71接地、第三引线经电容C43接地、第四引线经电阻R66接所述MOS管Q17的源极,6管脚经电阻R67接+5V电压,所述MOS管Q10的漏极接所述电池BT的正极,栅极接三极管Q12的集电极,源极与所述MOS管Q11的漏极连接,所述MOS管Q11的栅极第一引线接所述芯片U11的12管脚、第二引线经电阻R63接地,源极接地,所述三极管Q12的集电极经电阻R57的第一引线经二极管D7接所述电池BT的正极、第二引线经电容C37接所述MOS管Q10的漏极,基极经电阻R60接所述芯片U11的13管脚,所述MOS管Q13的漏极接所述电池BT的正极,栅极接三极管Q15的集电极,源极与所述MOS管Q14的漏极连接,所述MOS管Q14的栅极第一引线接所述芯片U11的15管脚、第二引线经电阻R74接地,源极接地,所述三极管Q15的集电极经电阻R72的第一引线经二极管D9接所述电池BT的正极、第二引线经电容C55接所述MOS管Q14的漏极,基极经电阻R73接所述芯片U11的12管脚,所述MOS管Q17的漏极接所述电池BT的正极,栅极接三极管Q19的集电极,源极与所述MOS管Q18的漏极连接,所述MOS管Q18的栅极第一引线接所述芯片U11的14管脚、第二引线经电阻R89接地,源极接地,所述三极管Q19的集电极经电阻R82的第一引线经二极管11接所述电池BT的正极、第二引线经电容C567接所述MOS管Q17的漏极,基极经电阻R88接所述芯片U11的10管脚,所述芯片U11的型号为STC15W408AS-35I-SOP16,所述MOS管Q10、Q11、Q13、Q14、Q17、Q18的型号为NCE30H10K,所述三极管Q12、Q15、Q19的型号为S8050。

进一步地,所述视觉与激光定位回充电路包含芯片U13、U12、U14、高运算放大器U15,所述芯片U13的1、3管脚接+5V电压,2管脚接地,5管脚第一引线接2.8V电压、第二引线经电容C42接地、第三引线经电阻R68接DOVDD、第四引线经电阻R64接AVDD,4管脚经电容C50接地,所述芯片U12的1、3管脚第一引线接2.8V电压、第二引线经电容C38接地,2管脚接地,4管脚经电容C47接地,5管脚接DVDD,所述芯片U14的1管脚第一引线经电容C60接虚拟地AGND、第二引线接所述AVDD,8管脚接所述虚拟地AGND,20管脚第一引线经电容C61接地,第二引线接所述DOVDD,11管脚第一引线经电容C63接地、第二引线接所述DVDD,6、21、17、15、14、13、16管脚分别接所述主控芯片U3的51、52、53、31、29、93、54管脚12管脚经电容C68接所述虚拟地AGND,7管脚经电容C69接所述虚拟地AGND,22管脚接地,所述高运算放大器U15的4管脚接地5管脚第一引线经电阻R81接场效应管Q16的2管脚、第二引线经电阻R87接地、第三引线经电容C71接地,6管脚接所述场效应管Q16的1管脚,7管脚第一引线接所述主控芯片U3的36管脚、第二引线经电阻R80接所述场效应管Q16的3管脚,8管脚接所述场效应管Q16的2管脚,电容C64的两端与所述电阻R80的两端连接,所述场效应管的2管脚第一引线接+5V电压、第二引线经电容C62接地、第三引线经电容C59接地,3管脚经发光二极管LED5接地,1管脚经电阻R85接地。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

具有避障和加速的功能,可通过手机APP利用WIFI电路连接扫地机系统进行调节和控制,当扫地机处于低电量状态会启动视觉定位自动找到充电孔进行充电。

附图说明

附图1为本发明电源电路的原理结构示意图;

附图2为本发明主控电路的原理结构示意图;

附图3为本发明WIFI电路的原理结构示意图;

附图4为本发明行走电机电路的原理结构示意图;

附图5为本发明避障与加速传感器电路的原理结构示意图;

附图6为本发明毛刷电机电路的原理结构示意图;

附图7为本发明吸尘电机电路的结构示意图;

附图8为本发明视觉与激光定位回充电路的原理结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例,但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。

下面结合附图1-8对本发明作以下详细地说明。

实施例1,如图1为本发明电源电路的原理结构示意图,本发明采用4个3.7V锂电池组成的电池组进行供电,用IP3255AAV芯片对电池组进行保护,采用EUP3467AWIR1芯片达到对扫地机快速充电的目的,XL1509-5.0E1稳压芯片输出5V稳定的电压,在经过降压芯片AMS1117-3.3 C165482产生3.3V稳定电压供电路使用。

实施例2,附图2为本发明主控电路的原理结构示意图,所述主控电路包含主控芯片U3、接口SWD1,所述芯片U2的67管脚经发光二极管LED2、电阻R8接3.3V电压,8管脚经电容C3接地,9管脚经电容C5接地,8、9管脚之间设置有晶振Y1,6管脚经电阻R20接3.3V电压,11、19、28、50、75、100管脚接3.3V电压,22管脚经电阻R22接3.3V电压,20管脚经电阻R21接地,10、27、49、74、99管脚接地,21管脚经电感U6接3.3V电压,73管脚经电容C10接地,48管脚经电容C8接地,94管脚经电阻R19接3.3V电压,13管脚经电容C6接地,12管脚经电容C4接地,12、13管脚之间设置有晶振Y2,95管脚第一引线经电阻R01接地,第二引线接开关S01的2管脚,所述开关S01的1管脚接3.3V电压,所述主控芯片U3的37管脚经电阻R6接3.3V电压,32管脚第一引线经电阻R85接电池BT正极、第二引线经电阻R87接电池地,所述接口SWD1的1、2、3管脚分别连接所述芯片U2的SWCLK、SWDIO、NRST管脚4管脚接地,5管脚接3.3V电压,滤波电容C7、C9、C11、C12、C13、C14、C15、C16的1管脚接3.3V电压,2管脚接地,所述主控芯片U3的型号为STM32F446VCT6,所述LED2的型号为Green/LED,所述磁珠U6的型号为MPZ1608S181ATAHO,所述开关S01的型号为SW-PB。

实施例3,附图3为本发明WIFI电路的原理结构示意图,采用芯片ESP-12E,拥有极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术,能够为客户提供高可靠性的连接方式。

实施例4,附图4为本发明行走电机电路的原理结构示意图,采用两个RZ7899作为驱动芯片,每个芯片可以承受3A的驱动电流和3V-25V的驱动电压,可以使用主控芯片引脚控制输出状态,两路输出均可控制一个直流电机前进、后退,制动。

实施例5,附图5为本发明避障与加速传感器电路的原理结构示意图,采用低功耗、低噪声16位惯性测量芯片BMI160,为扫地机提供高度精准的室内导航和准确避开前方的障碍物,在全工作模式下并启用加速计和陀螺仪时,该芯片电流消耗通常为950μA,因此可以让电池组始终开启。

实施例6,附图8为本发明视觉与激光定位回充电路的原理结构示意图,采用两个稳压芯片PAM3101DAB180和一个数字图像传感器0V7670组成,5V电压经过两个稳压芯片PAM3101DAB180输出稳定的AVDD、DVDD供数字图像传感器0V7670使用,数字图像传感器0V7670具有体积小、工作电压低的优点,能够很好地满足扫地机实时图像输出的需求,控制扫地机找到电源探头,在接近充电探头时利用激光传感器准确对准充电探头,完成充电。

本发明的工作原理:

当用户在使用扫地机时,行走电机控制扫地机的前进、后退和制动,毛刷电机负责把地面的杂物清扫,吸尘电机把清扫的垃圾吸入收纳袋,扫地机在工作的时候会实时检测电池的电量,当电量低的时候会通过数字图像传感器拍摄房屋充电探头的位置,利用激光传感器准确对准充电探头,完成充电,当用户没在家时,可通过手机APP控制扫地机进行清扫工作。

需要说明的是,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;并且,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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