[发明专利]一种可变结构的通风管道清扫机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种可变结构的通风管道清扫机器人。

背景技术

密布在大型商场、地铁、楼宇等大量通风、空调管道，经过长年使用，聚集了大量的细菌、尘土、纤维等污染物，长期下来会对室内人员造成严重的身体危害。由于管道的尺寸限制，人工清扫需要对管道进行拆卸，不仅效率低，而且也会造成严重污染，重者损害人身健康。随着经济的发展和科技的进步，管道清扫机器人作为一种特殊的服务性移动机器人已进入人们的视线，得到了越来越多的重视和应用。

目前，大多数管道清扫机器人只能在特定管径的直管中使用，而现实中除了直管，还有T形管，弯管等管径不一的管道。因此大多数管道机器人存在以下问题：1.管径适应性较差；2.针对T型管，弯管等复杂的管道，机器人避障能力较差，灵活性不突出；3.行进不平稳，容易发生翻车。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种可变结构的通风管道清扫机器人。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种可变结构的通风管道清扫机器人，包括车体、用于行走的行走驱动装置、管径自适应调整装置、清扫装置、检测装置、助行装置、主控盒，行走驱动装置安装于车体下方，管径自适应调整装置安装于车体和行走驱动装置之间，清扫装置安装于车体前进方向的前端上，检测装置安装于车体前进方向的前端上和车体四周，助行装置安装于车体前进方向的后端上，主控盒与行走驱动装置、管径自适应调整装置、清扫装置、检测装置和助行装置均线路连接并控制其运动。

进一步地，行走驱动装置包括行走轮、行走轮驱动电机，各个行走轮由行走轮驱动电机独立驱动以实现转向，行走轮为麦克纳姆轮，四个行走轮分布于车体下方的四个角。

进一步地，管径自适应调整装置包括滑动丝杆、滑块、第一连杆和第二连杆，滑动丝杆安装于车体的底表面，滑动丝杆两端与车体下方两端的挡板固定，滑动丝杆表面对称设置有螺旋方向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段和第二螺纹段上分别安装有一个滑块，行走轮与相邻滑块通过第一连杆铰接，第二连杆位于第一连杆的外侧，第二连杆的上下端分别与挡板、第一连杆中部铰接，滑动丝杆的端部设有调距电机，滑动丝杆与调距电机传动连接，转动滑动丝杆能使左右两个滑块相互靠近或者远离，从而带动车体上升或者下降。

进一步地，清扫装置包括设于车体上的支撑座、端部铰接于支撑座上的清扫臂、安装于清扫臂顶部的柔性清扫毛刷，清扫臂的顶端设有驱动柔性清扫毛刷转动的双轴驱动电机，清扫臂的下方设有支撑组件，支撑组件包括丝杆、螺母和支撑杆，丝杆平行设置于清扫臂的下方，螺母套设于丝杆上，支撑杆的上下端分别铰接于螺母外侧和支撑座下侧面，丝杆的两端分别设有连接于清扫臂下表面两端的升降电机和轴承。

进一步地，检测装置包括设于车体前进方向前端的云台、安装在云台上的摄像头、设于摄像头两侧的照明灯以及安装于车体四周的红外线传感器和超声波传感器。

进一步地，助行装置包括固定座、安装于固定座上表面的电动推杆、固定在电动推杆顶端的支座、均匀固定在支座上表面的四根竖直的滑轨、活动套设于滑轨顶端的支座滑块、安装在支座滑块顶部的万向轮，固定座安装在车体前进方向的后端上，支座滑块底表面开设有四个供滑轨顶端穿进的通孔，支座滑块与支座之间的滑轨外表面套设有弹簧，弹簧的上下端部分别抵接支座滑块下表面和支座上表面。

进一步地，主控盒包括内置的传感器控制板、运动控制板、清扫臂位姿控制板，主控盒有线或无线连接有远程监控装置，传感器控制板能够采集摄像头提供的视觉信息及红外/超声波传感器提供的测距信息，并处理后发送至远程监控装置，清扫臂位姿控制板能对清扫臂的位姿进行控制，传感器控制板、运动控制板和清扫臂位姿控制板通过CAN总线相连接。

本发明的有益效果是：多自由度的清扫臂增加了清洁范围；云台的设置有利于摄像头的转动，增加了视角范围；车体四角的麦克纳姆轮均独立驱动，通过转速和转向的相互配合可实现任意方向的移动，提高了机器人的灵活性和避障能力；自适应调整机构的设置，提高了机器人适应管径变化的能力，而且配合安装在车体之上的助行装置，更有效的保证了行进的稳定性；另外，通过视觉传感器和测距传感器引导机器人完成检测和清扫任务，智能化程度较高。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是机器人的结构示意图一；

图2是机器人的结构示意图二；

图3是机器人的结构示意图三；

图4是助行装置结构示意图；