一种无死角智能化扫地机器人及其工作方法
阅读说明：本技术 一种无死角智能化扫地机器人及其工作方法 (Intelligent sweeping robot without dead angle and working method thereof ) 是由 韩笑蕾 张家奇 褚晓兵 于 2020-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无死角智能化扫地机器人,包括：壳体、升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头、第一视觉传感器、防碰撞红外检测仪和第二视觉传感器和控制装置,所述升降式旋转头设于壳体的下部,伸缩式清扫头设于壳体的一侧,旋转式拖把头设于壳体的下部,视觉传感器和第二视觉传感器设于壳体的侧边,红外检测仪设于壳体的四周,且多个第一视觉传感器和多个红外检测仪的扫描辐射范围以机器人为中心呈360°,控制装置上设有无线接收器和APP控制中心,APP控制中心与用户端连接。本发明将升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头集于一体,升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头,实现多重清扫、清洁,有效的提高其清洁的质量和效果。(The invention discloses an intelligent sweeping robot without dead angles, which comprises: casing, over-and-under type rotating head, telescopic cleaning head, rotation type mop head, first visual sensor, anticollision infrared detector and second visual sensor and controlling means, the lower part of casing is located to the over-and-under type rotating head, one side of casing is located to telescopic cleaning head, the lower part of casing is located to the rotation type mop head, the side of casing is located to visual sensor and second visual sensor, infrared detector locates around the casing, and the scanning radiation range of a plurality of first visual sensor and a plurality of infrared detector uses the robot to be 360 as the center, controlling means is last to be equipped with wireless receiver and APP control center, APP control center is connected with the user side. The lifting type rotating head, the telescopic cleaning head and the rotary mop head are integrated, so that multiple cleaning and cleaning are realized, and the cleaning quality and effect are effectively improved.)
技术领域
本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种无死角智能化扫地机器人及其工作方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，各行各业都在不断的发展，人们的生活节奏也不断的加快。人们每天工作较为繁忙，下班后回家还是打扫卫生，这样会让人们更加的疲惫，影响人的情绪，甚至会因为打扫卫生造成一些家庭矛盾。
扫地机器人解放了人们的双手，当人们上班时，其将打开后，通过机器人满屋跑对地面进行清扫，现有的机器人其路径是固定的，大多会来、回往复式固定路线，其不仅打扫的速度较慢，需要耗费大量的时间，同时还需要耗费大量的电能；
且现有的机器人其大多都是通过毛刷对地面进行清扫，而毛刷清扫力较弱，对于家中厨房、卫生间这些存有重度污渍的地面很难清扫干净，这就会导致机器人打扫后达不到理想的效果；
且现有的机器人大多都为圆盘式的，上面会设有防碰撞雷达或者传感器，其一旦接触墙面或者墙角时，就会转换方向避开，同时由于其圆盘的设计，其也进入不了角落，这样就形成卫生死角，长期积累后很难清理干净。
因而现有的扫地机器人还有待于改进。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种无死角智能化扫地机器人，其结构简单，设计合理，易于生产，其将升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头集于一体，通过升降式旋转头对地面的普通杂质进行清扫，伸缩式清扫头对边、角进行清扫，通过旋转式拖把头对地面的顽固污渍进行清扫，从而让其能够满足各种杂质、污渍的清理需要。
技术方案：为了实现上述目的，本发明提供了一种无死角智能化扫地机器人，包括：壳体、一组升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头、一组用于检测垃圾的第一视觉传感器、一组防碰撞红外检测仪和用于检测边、角的第二视觉传感器和控制装置，所述升降式旋转头设于壳体的下部，所述伸缩式清扫头设于壳体的一侧，所述旋转式拖把头设于壳体的下部，所述视觉传感器和第二视觉传感器设于壳体的侧边，所述红外检测仪设于壳体的四周，且多个第一视觉传感器和多个红外检测仪的扫描辐射范围以机器人为中心呈360°，所述控制装置上设有无线接收器和APP控制中心，所述APP控制中心与用户端连接，且所述升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头、第一视觉传感器和防碰撞红外检测仪均与控制装置连接。本发明所述的一种无死角智能化扫地机器人，其将升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头集于一体，通过升降式旋转头对地面的普通杂质进行清扫，伸缩式清扫头对边、角进行清扫，通过旋转式拖把头对地面的顽固污渍进行清扫，实现多重清扫、清洁从而让其能够满足各种杂质、污渍的清理需要，有效的提高其清洁的质量和效果，无需人工再去重复劳动，让其更好的满足用户的需要。
本发明中所述升降式旋转头包括旋转头和升降、旋转驱动机构，所述升降、旋转驱动机构包括升降驱动缸、安装座和旋转驱动电机，所述升降驱动缸固定于壳体上，所述安装座设于升降驱动缸的输出端，所述旋转驱动电机固定于安装座上，且所述旋转驱动电机的输出端通过联轴器与旋转头连接。
本发明中所述伸缩式清扫头包括固定架、伸缩式清扫头、驱动轴、驱动机构和视觉检测装置，所述固定架呈L型，所述清扫头设于固定架护板的下方并延伸出护板外，所述驱动轴穿过固定架与驱动机构连接，所述驱动机构设于固定架的一侧，且其输出端与驱动轴连接，所述视觉检测装置设于固定架的外侧。
本发明中所述伸缩式清扫头包括清扫头和固定座，所述清扫头的尾部设于固定板，所述固定板的四周通过伸缩导柱与固定座连接，且固定板和固定座之间设有一组弹簧。通过在清扫头上设置弹簧，利用弹簧的回弹性能，当其碰到边、角后能够产生一个自适应力对墙边、角进行清理，很好的解决了长期无法处理形成的卫生死角以及卫生死角难以清理的问题。
本发明中所述旋转式拖把头包括固定底板、清洁盘和旋转驱动电机，所述固定底板设于机壳的下方，所述清洁盘设于固定底板的下方，并做可拆卸式连接，所述旋转驱动电机设于固定底板的上方，且其输出端与清洁盘连接。
本发明中还包括清扫盘设于机壳的尾部，且位于清扫盘的两侧设有一组翼边扫盘，且其与机壳做伸缩式连接。
本发明中所述翼边扫盘上设有伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构中设有一组纵向驱动缸、L连接架、横向驱动缸和压柱，所述L连接架设于纵向驱动缸的输出端，所述横向驱动缸设于L连接架的一侧，且其输出端与翼边扫盘连接，所述压柱的上方通过滑动座与L连接架下方的轨道做移动式连接，所述压柱的下方与翼边扫盘连接。
发明中所述机壳内设有水箱、储尘室和储液罐，所述水箱通过供水管与洒水口连接，所述洒水口位于清洁盘的前方，所述储尘室与吸尘口连接，所述储液罐通过供液管与洒水口连接，所述供水管和供液管上设有控制阀，且位于储尘室和吸尘口之间设有风道上吸尘动力部件。
本发明中所述机壳的底盘上设有用于检测洁净度的一组第三视觉传感器和用于检测垃圾类型的红外传感器和供电电源。
本发明中所述的一种无死角智能化扫地机器人的工作方法，具体的工作方法如下：
1）：首先第一视觉传感器对室内的垃圾进行检测，看是否有大的垃圾，并判断地面的洁净度，若检测的结果显示有可见垃圾或者是达到需要清洁的数值时，则启动扫地机器人；
2）：升降式旋转头运行至工作位，开始工作，即，通过升降驱动缸驱动安装座向下移动，移动至合适高度后，旋转驱动电机驱动旋转头开始工作；
3）：在此过程中，第二视觉传感器和红外传感器对移动过程中位于机器人下部的地面进行检测，如果第二视觉传感器检测出垃圾为普通垃圾，则控制装置只启动旋转式拖把头工作，如果红外传感器检测出机器人下部的垃圾为污渍，则在启动旋转式拖把头工作，同上还命令洒水口和储液罐开始工作，
4）：即先洒水口将水和清洁剂撒到地面，然后旋转驱动电机驱动清洁盘开始转动，对地面进行局部加强处理；
5）：在机器人的移动过程中，清扫盘不断的将旋转头和旋转式拖把头清理后的垃圾进行收集，通过吸尘动力部件将垃圾通过吸尘口吸入储尘室中；
6）：在清扫盘工作的过程中，如果第一视觉传感器检测到机器人外侧有清扫盘无法清理到的垃圾，那么控制装置则命令纵向驱动缸驱动L连接架向下移动，移动至合适位置后，横向驱动缸驱动翼边扫盘向外移动，在此过程压柱上的滑动座沿着轨道一起移动，移动至合适位置后，翼边扫盘开始对清扫盘未清理到位的垃圾进行二次清理；
7）：在上述工作过程中，如果第二视觉传感器检测到机器人接近墙体或者夹具的边、角时，则命令伸缩式清扫头开始工作，即通过视觉检测装置检测边、角处是否有垃圾，如果有则通过驱动机构驱动驱动轴将伸缩式清扫头推出，然后通过伸缩式清扫头对地面进行清理；
8）：在伸缩式清扫头工作过程中，如果碰到障碍物则清扫头则在弹簧的弹力作用下，产生自适应力让其回缩至合适状态，对死角进行处理，远离死角后，弹簧将其反推至正常状态，清理完后驱动机构驱动驱动轴归位即可。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的一种无死角智能化扫地机器人，其将升降式旋转头、伸缩式清扫头、旋转式拖把头集于一体，通过升降式旋转头对地面的普通杂质进行清扫，伸缩式清扫头对边、角进行清扫，通过旋转式拖把头对地面的顽固污渍进行清扫，从而让其能够满足各种杂质、污渍的清理需要，实现多重清扫、清洁，有效的提高其清洁的质量和效果，无需人工再去重复劳动，让其更好的满足用户的需要。
2、本发明伸缩式清扫头，通过采用独特的结构设置，让其能够伸入墙角，并通过在伸缩式清扫头上设置弹簧，利用弹簧的回弹性能，当其碰到边、角后能够产生一个自适应力对墙边、角进行清理，很好的解决了长期无法处理形成的卫生死角以及卫生死角难以清理的问题。
3、本发明中将旋转式拖把头和喷洒头相配合，通过第二视觉传感器和红外传感器对地面的污渍和杂物进行检测，检测到没有被升降式旋转头处理掉的污渍或垃圾后，其将通过喷洒头将水和清洁剂洒到地面，再通过旋转式拖把头对其进行擦洗，不仅进行二次清扫，也有效的解决了扫把无法清理的垃圾或者污渍的问题。
4、本发明中还设置了清扫盘，能够对升降式旋转头和旋转式拖把头清理后的垃圾进行聚拢，通过吸尘口吸入除尘室内，对垃圾进行自动清理和回收，同时能够对地面的水渍、油污进行擦拭，进一步提升其地面清理的效果。
5、本发明还设置了翼边扫盘，不用时收缩式机壳内，用时通过驱动机构下降至地面，再通过驱动装置驱动其对清扫盘未清扫干净的垃圾、污渍进行再次处理，让其实现多重清扫，有效保证机器人扫地的洁净度。
6、本发明中通过第一视觉传感器对地面的垃圾位置进行检测，然后机器人直奔目的地，无需按照固定的模式将整个屋内打扫一遍，从而有效节省了其工作的时间，也节省了电能，让其能够更好的满足用户的需要。
附图说明
图1为本发明的侧视图图；
图2为本发明中俯视图；
图3为本发明中升降式旋转头的侧视图；
图4为本发明中伸缩式清扫头的侧视图；
图5为本发明中翼边扫盘的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图所示的一种无死角智能化扫地机器人，包括：壳体1、一组升降式旋转头2、伸缩式清扫头3、旋转式拖把头4、一组用于检测垃圾的第一视觉传感器5、一组防碰撞红外检测仪6和用于检测边、角的第二视觉传感器7和控制装置，所述升降式旋转头2设于壳体1的下部，所述伸缩式清扫头3设于壳体1的一侧，所述旋转式拖把头4设于壳体1的下部，所述视觉传感器5和第二视觉传感器7设于壳体1的侧边，所述红外检测仪6设于壳体1的四周，且多个第一视觉传感器5和多个红外检测仪6的扫描辐射范围以机器人为中心呈360°，所述控制装置上设有无线接收器和APP控制中心，所述APP控制中心与用户端连接，且所述升降式旋转头2、伸缩式清扫头3、旋转式拖把头4、第一视觉传感器5和防碰撞红外检测仪6均与控制装置连接。
本实施例中所述升降式旋转头2包括旋转头21和升降、旋转驱动机构22，所述升降、旋转驱动机构22包括升降驱动缸221、安装座222和旋转驱动电机223，所述升降驱动缸221固定于壳体1上，所述安装座222设于升降驱动缸221的输出端，所述旋转驱动电机223固定于安装座222上，且所述旋转驱动电机223的输出端通过联轴器与旋转头21连接。
本实施例中所述伸缩式清扫头3包括固定架31、伸缩式清扫头32、驱动轴33、驱动机构34和视觉检测装置35，所述固定架31呈L型，所述清扫头设于固定架31护板的下方并延伸出护板外，所述驱动轴33穿过固定架31与驱动机构34连接，所述驱动机构34设于固定架31的一侧，且其输出端与驱动轴33连接，所述视觉检测装置35设于固定架31的外侧。
本实施例中所述伸缩式清扫头32包括清扫头321和固定座322，所述清扫头321的尾部设于固定板323，所述固定板323的四周通过伸缩导柱324与固定座322连接，且固定板323和固定座322之间设有一组弹簧325。
本实施例中所述旋转式拖把头4包括固定底板41、清洁盘42和旋转驱动电机43，所述固定底板41设于机壳1的下方，所述清洁盘42设于固定底板41的下方，并做可拆卸式连接，所述旋转驱动电机453设于固定底板41的上方，且其输出端与清洁盘42连接。
本实施例中还包括清扫盘44设于机壳1的尾部，且位于清扫盘43的两侧设有一组翼边扫盘45，且其与机壳1做伸缩式连接。
本实施例中所述翼边扫盘45上设有伸缩驱动机构，所述伸缩驱动机构中设有一组纵向驱动缸451、L连接架452、横向驱动缸453和压柱454，所述L连接架452设于纵向驱动缸451的输出端，所述横向驱动缸453设于L连接架452的一侧，且其输出端与翼边扫盘45连接，所述压柱454的上方通过滑动座455与L连接架452下方的轨道做移动式连接，所述压柱454的下方与翼边扫盘45连接。
本实施例中所述机壳1内设有水箱11、储尘室12和储液罐13，所述水箱11通过供水管与洒水口14连接，所述洒水口14位于清洁盘42的前方，所述储尘室12与吸尘口15连接，所述储液罐13通过供液管与洒水口14连接，所述供水管和供液管上设有控制阀，且位于储尘室12和吸尘口15之间设有风道上吸尘动力部件。
本实施例中所述机壳1的底盘上设有用于检测洁净度的一组第三视觉传感器8和用于检测垃圾类型的红外传感器9和供电电源。
本实施例中所述的无死角智能化扫地机器人的工作方法，具体的工作方法如下：
1）：首先第一视觉传感器5对室内的垃圾进行检测，看是否有大的垃圾，并判断地面的洁净度，若检测的结果显示有可见垃圾或者是达到需要清洁的数值时，则启动扫地机器人；
2）：升降式旋转头2运行至工作位，开始工作，即，通过升降驱动缸221驱动安装座222向下移动，移动至合适高度后，旋转驱动电机223驱动旋转头21开始工作；
3）：在此过程中，第二视觉传感器7和红外传感器8对移动过程中位于机器人下部的地面进行检测，如果第二视觉传感器7检测出垃圾为普通垃圾，则控制装置只启动旋转式拖把头4工作，如果红外传感器8检测出机器人下部的垃圾为污渍，则在启动旋转式拖把头4工作，同上还命令洒水口14和储液罐13开始工作，
4）：即先洒水口14将水和清洁剂撒到地面，然后旋转驱动电机43驱动清洁盘42开始转动，对地面进行局部加强处理；
5）：在机器人的移动过程中，清扫盘44不断的将旋转头21和旋转式拖把头4清理后的垃圾进行收集，通过吸尘动力部件将垃圾通过吸尘口15吸入储尘室12中；
6）：在清扫盘44工作的过程中，如果第一视觉传感器5检测到机器人外侧有清扫盘44无法清理到的垃圾，那么控制装置则命令纵向驱动缸451驱动L连接架452向下移动，移动至合适位置后，横向驱动缸453驱动翼边扫盘45向外移动，在此过程压柱454上的滑动座455沿着轨道456一起移动，移动至合适位置后，翼边扫盘45开始对清扫盘44未清理到位的垃圾进行二次清理；
7）：在上述工作过程中，如果第二视觉传感器7检测到机器人接近墙体或者夹具的边、角时，则命令伸缩式清扫头3开始工作，即通过视觉检测装置35检测边、角处是否有垃圾，如果有则通过驱动机构34驱动驱动轴33将伸缩式清扫头32推出，然后通过伸缩式清扫头32对地面进行清理；
8）：在伸缩式清扫头32工作过程中，如果碰到障碍物则清扫头321则在弹簧325的弹力作用下，产生自适应力让其回缩至合适状态，对死角进行处理，远离死角后，弹簧325将其反推至正常状态，清理完后驱动机构34驱动驱动轴33归位即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。