本發(fā)明涉及吊扇清潔技術(shù)，特別是吊扇清潔機(jī)器人。

背景技術(shù)：

目前，吊扇的使用場(chǎng)合還是很多的，但是由于吊扇一般安裝在屋頂這樣的高空位置，并且下方還有陳列物的限制，造成吊扇扇葉長(zhǎng)年得不到清潔。然而目前對(duì)吊扇扇葉清潔這方面的機(jī)器人技術(shù)幾乎沒(méi)有相關(guān)研發(fā)，因此大部分公共場(chǎng)合如：實(shí)驗(yàn)室、餐廳、辦公室等地方的吊扇無(wú)法方便地進(jìn)行清潔。加上長(zhǎng)時(shí)間扇葉灰塵的集落，既不美觀，又存在衛(wèi)生問(wèn)題，并且也一定程度上影響工作人員的辦公心情。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單、效率高、并且能夠不受高度的限制就可以輕松地懸掛到吊扇上對(duì)吊扇進(jìn)行清潔的吊扇清潔機(jī)器人。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理清晰并且后期功能升級(jí)方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。無(wú)論在效益上還是價(jià)格上都很好地滿(mǎn)足了機(jī)器人廣泛應(yīng)用的需求。因此憑借其成本低廉且高效實(shí)用的優(yōu)勢(shì)可以預(yù)見(jiàn)有廣闊的市場(chǎng)前景。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

吊扇清潔機(jī)器人，其特征在于：所述吊扇清潔機(jī)器人包括主控模塊、光電對(duì)管模塊、干簧管模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、紅外接收模塊、一鍵下載模塊、電壓檢測(cè)模塊、蜂鳴器模塊、及機(jī)械結(jié)構(gòu)；其中，

主控模塊，用于接收各種傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，并處理相關(guān)信號(hào)。同時(shí)發(fā)出不同的pwm給驅(qū)動(dòng)模塊從而控制電機(jī)和舵機(jī)的正確運(yùn)轉(zhuǎn)、并且在不同工作狀態(tài)中控制蜂鳴器發(fā)出不同的信號(hào)提示聲。所述主控模塊由stm32系列單片機(jī)組成。

光電對(duì)管模塊，用于檢測(cè)清潔臺(tái)是否移動(dòng)到扇葉正下方以及當(dāng)清潔臺(tái)開(kāi)始工作后是否運(yùn)動(dòng)到扇葉外邊緣位置。

干簧管模塊，用于檢測(cè)清潔臺(tái)支架及清潔臺(tái)是否已靠近吊扇主軸。

驅(qū)動(dòng)模塊，用于接收主控發(fā)送的pwm控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)和舵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；

紅外接收模塊，用于接收紅外遙控器發(fā)送的不同紅外信號(hào)，然后把信號(hào)傳送給主控模塊，實(shí)現(xiàn)吊扇清潔機(jī)器人不同工作狀態(tài)的設(shè)置。

一鍵下載模塊，用于pc機(jī)給主控模塊下載程序，并且方便后期使用者利用一根usb數(shù)據(jù)線(xiàn)就能簡(jiǎn)單的給吊扇清潔機(jī)器人升級(jí)優(yōu)化功能。

電壓檢測(cè)電路，用于配合單片機(jī)的adc模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)電池的電壓，當(dāng)電池電壓低于系統(tǒng)工作電壓時(shí)，主控模塊會(huì)控制蜂鳴器模塊發(fā)出低電壓報(bào)警聲。

蜂鳴器模塊，用于接收主控模塊的控制信號(hào)，發(fā)出不同的信號(hào)提示聲。如：主控模塊成功接收紅外遙控發(fā)出的紅外信號(hào)時(shí)的提示聲、電池低電壓時(shí)的報(bào)警聲以及機(jī)器人完成一次吊扇清潔工作時(shí)的提示聲。

機(jī)械結(jié)構(gòu)，用于構(gòu)成整個(gè)吊扇清潔機(jī)器人的機(jī)械骨架，以及配合上述電路控制系統(tǒng)完成吊扇清潔工作。

所述機(jī)械結(jié)構(gòu)包括清潔臺(tái)、清潔臺(tái)支架、滑臂、驅(qū)動(dòng)滑塊、齒條、電機(jī)齒輪、棘輪、棘齒、主盤(pán)、固定抓等零部件；其中，

清潔臺(tái)用來(lái)放置清潔海綿以便對(duì)吊扇扇葉進(jìn)行清潔；

清潔支架用來(lái)固定舵機(jī)和連接清潔臺(tái)，其中舵機(jī)用來(lái)控制清潔臺(tái)蓋子的開(kāi)合；

齒條嵌入在鋁合金方管滑臂內(nèi)，用來(lái)和電機(jī)齒輪咬合，由電機(jī)帶動(dòng)清潔臺(tái)在齒條嵌入范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)清潔功能；

棘輪和主盤(pán)齒輪咬合，當(dāng)電機(jī)齒輪咬合棘輪時(shí)可以帶動(dòng)主盤(pán)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)清潔臺(tái)對(duì)扇葉的切換；

棘齒用來(lái)限制棘輪和主盤(pán)在電機(jī)帶動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)方向；

固定抓用來(lái)把吊扇清潔機(jī)器人固定在吊扇電機(jī)上，安全穩(wěn)定地執(zhí)行清潔工作。

綜上所述，本發(fā)明所述吊扇清潔機(jī)器人的主控模塊用于處理相關(guān)信號(hào)、控制驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)電池電壓信號(hào)以及控制蜂鳴器產(chǎn)生不同的信號(hào)提示聲；光電對(duì)管模塊用于檢測(cè)清潔臺(tái)和扇葉的相對(duì)位置；干簧管模塊用于檢測(cè)清潔臺(tái)和吊扇主軸的相對(duì)位置；驅(qū)動(dòng)模塊用于給電機(jī)和舵機(jī)提供足夠大的電流驅(qū)動(dòng)使其正常運(yùn)轉(zhuǎn)；紅外接收模塊用于接收紅外遙控器發(fā)出的不同的紅外信號(hào)；電壓檢測(cè)電路用于配合單片機(jī)adc模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓，以保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；蜂鳴器模塊用于發(fā)出各種命令信號(hào)提示聲，以告知用戶(hù)吊扇清潔機(jī)器人將要切換到何種工作狀態(tài)；一鍵下載模塊用于方便程序的下載以及后期用戶(hù)產(chǎn)品功能的升級(jí)優(yōu)化；機(jī)械結(jié)構(gòu)用來(lái)配合電路控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)吊扇清潔功能。因此本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用方便的特點(diǎn)。另外，本發(fā)明采用的主控模塊、光電對(duì)管模塊、干簧管模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、電壓檢測(cè)電路、紅外接收模塊、蜂鳴器模塊、一鍵下載模塊、機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性均較高，故本發(fā)明具有較高的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)正視圖。

圖2為本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖3為本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖。

圖4為本發(fā)明的傳感器模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊組成示結(jié)構(gòu)意圖。

圖6為本發(fā)明的一鍵下載模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明的整體電路系統(tǒng)組成框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清晰呈現(xiàn)，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3，本發(fā)明所述吊扇清潔機(jī)器人的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)圖及工作裝配方案。

圖1為本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)正視圖。如圖1所示，部件1001為固定抓，一共有3個(gè)，用來(lái)把清潔機(jī)器人懸掛固定在吊扇電機(jī)主軸上，如圖3所示；部件1002為主盤(pán)，它的齒輪型設(shè)計(jì)主要配合部件1004電機(jī)齒輪和圖2部件2003棘輪在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)清潔臺(tái)和滑臂進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使清潔臺(tái)可以依次移動(dòng)到每個(gè)扇葉下方進(jìn)行清潔工作；部件1003為配重塊，主要是為了平衡右側(cè)電機(jī)及清潔臺(tái)等零部件在清潔扇葉過(guò)程中的整體不平衡現(xiàn)象；部件1005為電機(jī)安裝支架，是整個(gè)吊扇清潔機(jī)器人的主要?jiǎng)恿Σ糠?；部?006和部件1007是清潔臺(tái)的上下臺(tái)面，里面可以放入清潔海綿進(jìn)行清潔工作；部件1008為舵機(jī)安裝支架，用來(lái)安裝舵機(jī)，從而控制部件1006清潔臺(tái)上盤(pán)的打開(kāi)和閉合，清潔扇葉時(shí)閉合，清潔完畢后打開(kāi)；部件1009為主電路板安裝盒和清潔臺(tái)支架一體組合部件，清潔臺(tái)支架用來(lái)支撐清潔臺(tái)和舵機(jī)；部件1010為齒條，嵌入在部件1011滑臂中，是電機(jī)和清潔臺(tái)運(yùn)動(dòng)的主軌道，得以使清潔臺(tái)在固定軌道上清潔扇葉；部件1012為電池安裝盒，內(nèi)裝電池為整個(gè)電路系統(tǒng)供電；部件1013為驅(qū)動(dòng)滑塊，用來(lái)連接清潔臺(tái)支架并且減小它在滑臂上運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力。

圖2為本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)俯視圖。如圖2所示，部件2001為深溝球軸承，減小了主盤(pán)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的摩擦力；部件2002為棘輪安裝架，主要是為了固定部件2003棘輪，使電機(jī)帶動(dòng)主盤(pán)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)清潔臺(tái)旋轉(zhuǎn)切到不同扇葉下方進(jìn)行清潔。

圖3為本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖。如圖3所示，為所述吊扇清潔機(jī)器人安裝在吊扇上的機(jī)械示意圖。其中部件3003為主軸，可以配合自主設(shè)計(jì)的傳送桿把吊扇清潔機(jī)器人輕松懸掛到吊扇上，部件3004為吊扇電機(jī)，可以使清潔機(jī)器人懸掛固定在上面。

電路系統(tǒng)模塊安裝位置如下所述，其中主電路板安裝在部件1009安裝盒內(nèi)，其中主電路板上集成有主控模塊、一鍵下載模塊、蜂鳴器模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、紅外接收模塊以及電壓檢測(cè)電路；光電對(duì)管模塊安裝在部件1007箭頭所示位置，用來(lái)檢測(cè)清潔臺(tái)是否對(duì)準(zhǔn)扇葉以及檢測(cè)清潔臺(tái)是否運(yùn)動(dòng)到扇葉邊緣位置；干簧管模塊中磁鐵安裝在如圖3所示3001位置，干簧管安裝在3002位置；電機(jī)安裝在部件1005電機(jī)固定架內(nèi)；舵機(jī)安裝在部件1007舵機(jī)固定架內(nèi)；到此組成完整的吊扇清潔機(jī)器人。

圖4為本發(fā)明的傳感器模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，光電對(duì)管模塊由一對(duì)光電對(duì)管和信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成；干簧管模塊由干簧管、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路以及磁鐵組成；其中，

光電對(duì)管模塊中的一對(duì)光電對(duì)管用來(lái)檢測(cè)清潔臺(tái)是否移動(dòng)到扇葉正下方，檢測(cè)到信號(hào)后經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)傳送給主控模塊；

干簧管模塊中的磁鐵安裝在靠近吊扇電機(jī)主軸位置，干簧管安裝在清潔臺(tái)上，當(dāng)清潔臺(tái)靠近吊扇電機(jī)主軸時(shí)，干簧管吸合，然后由信號(hào)轉(zhuǎn)換電路把清潔臺(tái)靠近吊扇電機(jī)主軸的信號(hào)發(fā)送給主控模塊。

圖5為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)模塊由nmos單橋電路組成。其中電機(jī)由兩路nmos單橋電路驅(qū)動(dòng)；主控模塊通過(guò)向nmos單橋電路發(fā)送兩路pwm來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；舵機(jī)由一路nmos單橋電路驅(qū)動(dòng)；質(zhì)控模塊通過(guò)向nmos單橋電路發(fā)送一路pwm來(lái)控制舵機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖6為本發(fā)明的一鍵下載模塊組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，一鍵下載模塊由電平轉(zhuǎn)換芯片和三極管、電阻、二極管組成的外部電路組成；其中，

pc機(jī)通過(guò)usb串口和電平轉(zhuǎn)換芯片連接。電平轉(zhuǎn)換芯片的tx和rx連接到單片機(jī)的rx和tx用來(lái)實(shí)現(xiàn)程序數(shù)據(jù)從pc機(jī)串口到單片機(jī)的傳輸；

由電阻r1、r2、r3、r4和三極管q1、q2以及二極管d1組成的外部電路在電平轉(zhuǎn)換芯片dtr和rts引腳電平控制下達(dá)到控制單片機(jī)的reset和booto引腳，從而可以使pc機(jī)給單片機(jī)下載程序時(shí)通過(guò)控制reset和booto電平自動(dòng)進(jìn)入單片機(jī)的下載區(qū)達(dá)到一鍵下載程序的效果。

圖7為本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，電壓檢測(cè)電路由電阻r5和r6組成；其中，

r5和r6串聯(lián)連接在電池的正負(fù)極，用來(lái)構(gòu)成分壓電路，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)r5、r6的比值來(lái)適應(yīng)主控模塊的adc模塊可以從r6上檢測(cè)到最大電壓，以此來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓的功能。當(dāng)主控模塊的adc模塊檢測(cè)電池電壓低于電路系統(tǒng)最低工作電壓時(shí)，向蜂鳴器模塊發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生低電壓報(bào)警聲。

圖8為本發(fā)明的整體電路系統(tǒng)組成框圖。如圖8所示，為整個(gè)電路系統(tǒng)的運(yùn)行框架。其中電池為整個(gè)電路系統(tǒng)供電、電壓檢測(cè)電路會(huì)配合單片機(jī)adc模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓、主控模塊采集電池電壓。當(dāng)電池電壓低于電路系統(tǒng)工作的最低電壓時(shí)，主控模塊向蜂鳴器模塊發(fā)送信號(hào)使蜂鳴器發(fā)出低電壓報(bào)警聲。光電對(duì)管模塊和干簧管模塊把電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)從吊扇上采集到的信號(hào)傳送給主控模塊，然后主控模塊將接收到的信號(hào)進(jìn)行融合后，給驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送不同的pwm信號(hào)控制電機(jī)和舵機(jī)，從而使電機(jī)和舵機(jī)帶動(dòng)各個(gè)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)進(jìn)行一系列的清潔工作。紅外接收模塊用來(lái)接收紅外遙控發(fā)送的各種紅外信號(hào)，然后根據(jù)nec紅外協(xié)議把信號(hào)送到主控模塊中，之后主控模塊根據(jù)不同紅外信號(hào)控制吊扇清潔機(jī)器人進(jìn)入不同的工作模式。后期功能升級(jí)及優(yōu)化程序可通過(guò)一鍵下載模塊從pc機(jī)的usb串口端下載到主控模塊中。此為整體電路系統(tǒng)的工作框架。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明較佳實(shí)施方式而已，并非限于本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明精神和方案基礎(chǔ)上所做的任何修改和改進(jìn)等，都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。