專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)中央空調(diào)風(fēng)管進(jìn)行清洗消毒前后的采樣，多為手工取樣，由于人工取樣隨意性大，且部分管道無(wú)法采集樣本，導(dǎo)致采樣結(jié)果不準(zhǔn)確。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，設(shè)計(jì)一種用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人，它可用筆記本電腦進(jìn)行控制，其定量取樣性能穩(wěn)定且準(zhǔn)確性高，具有攝像功能，操作簡(jiǎn)單、工作效率高、重量輕、攜帶方便。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，所述用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人有兩側(cè)為行走履帶的車(chē)身，各側(cè)行走履帶圈內(nèi)與其內(nèi)圈一端連接的履帶驅(qū)動(dòng)輪的輪軸經(jīng)一傘齒輪副同履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的軸相連接，車(chē)身頂面后部裝有一豎軸，該豎軸上端裝有一支架，攝像與照明燈箱的兩側(cè)端分別鉸接在所述支架的相應(yīng)兩立臂上且其一端鉸接軸經(jīng)一齒輪傳動(dòng)副同一傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的軸連接，所述豎軸的下端經(jīng)一齒輪傳動(dòng)副同一左右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的軸連接，所述攝像與照明燈箱的正面裝有攝像頭和照明燈，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述車(chē)身前部?jī)蓚?cè)行走履帶之間的空間內(nèi)設(shè)有同一垂直升降機(jī)構(gòu)相連接的定量取樣裝置，該裝置有一基架，所述基架的前部有一底部為敞口的刮板腔，裝在該刮板腔中的刮板后面兩側(cè)分別同相應(yīng)螺桿的前端連接而所述螺桿裝在固定于車(chē)身的螺母中且其后端同相應(yīng)的螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的軸相連接；所述刮板腔前部卡接有一灰斗，該灰斗相對(duì)所述刮板的一側(cè)的為開(kāi)口且其上封蓋有刮片，所述刮片和刮板上裝有對(duì)應(yīng)的磁體。
以下結(jié)合附圖做出進(jìn)一步說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型有兩側(cè)為行走履帶5的車(chē)身，如圖6所示，各側(cè)行走履帶5圈內(nèi)與其內(nèi)圈一端連接的履帶驅(qū)動(dòng)輪6的輪軸經(jīng)一傘齒輪副29同履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)27的軸相連接；如圖1、3、6所示，車(chē)身頂面后部裝有一豎軸50，該豎軸50上端裝有一支架1，攝像與照明燈箱51的兩側(cè)端分別鉸接在所述支架1的相應(yīng)兩立臂上且其一端鉸接軸經(jīng)一齒輪傳動(dòng)副11同一傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12的軸連接，所述豎軸50的下端(參見(jiàn)圖4)經(jīng)一齒輪傳動(dòng)副13同一左右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)14的軸連接，所述攝像與照明燈箱51的正面裝有攝像頭9和照明燈10，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述車(chē)身前部?jī)蓚?cè)行走履帶5之間的空間內(nèi)設(shè)有同一垂直升降機(jī)構(gòu)相連接的定量取樣裝置，參見(jiàn)圖1、2、3、4、5，該裝置有一基架32，所述基架32的前部有一底部為敞口的刮板腔33，裝在該刮板腔33中的刮板8后面兩側(cè)分別同相應(yīng)螺桿26的前端連接而所述螺桿26裝在固定于基架32的螺母22中且其后端同相應(yīng)的螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)23的軸相連接；所述刮板腔33前部卡接有一灰斗31，在該灰斗31相對(duì)所述刮板8的一側(cè)的為開(kāi)口且其上封蓋有刮片24，所述刮片24和刮板8上裝有對(duì)應(yīng)的磁體。
參見(jiàn)圖1和圖5，所述垂直升降機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)是，立式螺桿15的下端同基架32的頂部固定連接，該立式螺桿15同裝在車(chē)身上的一只鏈輪117的中部?jī)?nèi)齒孔相嚙合，該鏈輪117經(jīng)鏈條18同另一鏈輪17連接，而該鏈輪17同驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的軸相連接；所述基架32和車(chē)身之間還設(shè)有由導(dǎo)向桿19和裝有滑輪的導(dǎo)槽20組成的垂直運(yùn)行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型的機(jī)械工作原理是(參見(jiàn)圖1至圖6)，啟動(dòng)圖6所示履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)27則經(jīng)傘齒輪副29驅(qū)動(dòng)所述履帶驅(qū)動(dòng)輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)履帶5運(yùn)轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)車(chē)體行走，控制兩側(cè)的所述履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)27同步或不同步旋轉(zhuǎn)，則可實(shí)現(xiàn)車(chē)體的前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)向及停止；采用橡膠制成的履帶使車(chē)體具有極強(qiáng)的附著力，可爬行大坡度斜面及停立于其上；如圖3、4所示，啟動(dòng)傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12，則攝像與照明燈箱51可進(jìn)行相對(duì)于水平面的俯、仰運(yùn)行；啟動(dòng)左右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)14，則可使該攝像于照明燈箱51進(jìn)行左、右偏轉(zhuǎn)，從而使攝像頭9可作很大視角的掃描，照明燈10為攝像頭9提供光源；又如圖1、5所示，所述垂直升降機(jī)構(gòu)將所述定量取樣裝置提升起來(lái)離開(kāi)地面(管道底面)，啟動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)23，則螺桿26在螺母22中作水平方向的前、后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它首先將刮板8推向位于灰斗31端口的刮片24并由所述永磁體的吸合作用將該刮片24吸住，然后螺桿26換向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刮片24后退至刮板腔33的左側(cè)部位；再啟動(dòng)垂直升降機(jī)構(gòu)將所述定量取樣裝置放下至刮板腔33的底部端口(敞口)觸及底面，而后啟動(dòng)螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)23，螺桿26再將刮板8合其前部的刮片24推向灰斗31，此運(yùn)行過(guò)程中刮片24將刮板腔33底部相對(duì)的地面(管道底面)的特定面積的灰塵刮起，推入灰斗31中，實(shí)現(xiàn)定量取樣；此時(shí)刮片24正好封蓋再灰斗31的進(jìn)灰口，垂直升降機(jī)構(gòu)再次將所述定量取樣裝置提起，操縱小車(chē)推出管道，取出灰斗31，即完成取樣。
本實(shí)用新型的筆記本電腦遠(yuǎn)程智能控制電路的組成是(參見(jiàn)圖8)，筆記本電腦34的串口輸出依次經(jīng)接口電路的第一電平轉(zhuǎn)換電路35和第二電平轉(zhuǎn)換電路36接至單片機(jī)37的信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)37的相應(yīng)控制信號(hào)輸出端分別同兩路履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)27的驅(qū)動(dòng)電路46、47、左右旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)及傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)12的驅(qū)動(dòng)電路45、螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)23及驅(qū)動(dòng)電機(jī)21的驅(qū)動(dòng)電路44、照明燈10的驅(qū)動(dòng)電路40、41、視頻采集卡43的驅(qū)動(dòng)電路42的控制極連接，12V電源電路39經(jīng)穩(wěn)壓模塊38向單片機(jī)37提供工作電源并向照明燈驅(qū)動(dòng)電路40、41及視頻采集卡驅(qū)動(dòng)電路42提供工作電源，視頻采集卡43的信號(hào)連接端分別同攝像頭9和筆記本電腦34的相應(yīng)接口相連接，24V電源電路48向所述履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)27的驅(qū)動(dòng)電路46、47供電，所述各驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)回路同所述相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)電源端相連接。
由以上可知，本實(shí)用新型為一種用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人，可用筆記本電腦進(jìn)行控制適于中央空調(diào)系統(tǒng)的管道清掃前后的取樣，具有所述多功能且效果好、設(shè)備性能穩(wěn)定、操作方便，取樣精度高，效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而緊湊、重量輕、攜帶方便等特點(diǎn)，取灰面積達(dá)到50～200平方厘米，可爬越55°斜坡，越障高度可達(dá)4.5cm。


圖1是本實(shí)用新型一種實(shí)施例的車(chē)體側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖(帶局部剖視)；圖2是圖1所示車(chē)體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1所示車(chē)體的右視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是攝像與照明燈箱的一種實(shí)施例旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖1所示車(chē)體中的垂直升降機(jī)構(gòu)和定量取樣裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是履帶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是取樣機(jī)構(gòu)的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是控制電路框圖；圖9是圖8中的串口通信電路圖；圖10是圖8中的單片機(jī)控制電路；圖11是圖8中驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)際電路圖。
在附圖中1-支架， 4-側(cè)板， 5-行走履帶，6-履帶驅(qū)動(dòng)輪， 7-電纜接插頭，8-刮板，9-攝像頭， 10-照明燈， 11-齒輪傳動(dòng)副，12-傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，13-齒輪傳動(dòng)副， 14-左右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，15-立式螺桿， 17、117-鏈輪，18-鏈條，19-導(dǎo)向桿，20-導(dǎo)槽， 21-驅(qū)動(dòng)電機(jī)，22-螺母， 23-螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)， 24-刮片，25-螺桿， 26-螺桿， 27-履帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，28-電機(jī)箱，29-傘齒輪副， 30-軸承套，31-灰斗， 32-基架， 33-刮板腔，34-筆記本電腦，35-第一電平轉(zhuǎn)換電路， 36-第二電平轉(zhuǎn)換電路，37-單片機(jī)，38-穩(wěn)壓模塊， 39-12V電源電路，40-驅(qū)動(dòng)電路， 41-驅(qū)動(dòng)電路， 42-驅(qū)動(dòng)電路，43-視頻采集卡，44-驅(qū)動(dòng)電路， 45-驅(qū)動(dòng)電路，46-驅(qū)動(dòng)電路， 47-驅(qū)動(dòng)電路， 48-24V電源電路，50-豎軸， 51-攝像與照明燈箱。
具體實(shí)施方式
按照?qǐng)D1至圖6合上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)用新型取樣機(jī)器人，圖5所示基架32中的刮板腔33底部敞口的面積為50cm2～200cm2，有關(guān)技術(shù)參數(shù)有1、定量取樣面積為50～200平方厘米，如50平方厘米(7cm×7.15cm)。
2、外形尺寸310×220×160cm。
3、驅(qū)動(dòng)部分指標(biāo)越障高度4cm；爬坡能力45°(光滑鐵板)；載重40kg。
4、監(jiān)視部分指標(biāo)攝像頭480萬(wàn)象素；攝像頭左右旋轉(zhuǎn)360°，上下旋轉(zhuǎn)180°。
如圖1所示，行走履帶5采用高摩擦系數(shù)的橡膠制作，采用兩側(cè)履帶分別驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，即在各側(cè)履帶5的帶圈空間設(shè)置驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其軸承套傳動(dòng)一傘齒輪與車(chē)輪傘齒輪相連接；照明燈10采用鹵素?zé)簦瑪z像頭9采用高清晰度產(chǎn)品。
圖8是整機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)的一種電路框圖。該方案采用筆記本電腦控制，具有智能化、自動(dòng)化和軟件化的操作平臺(tái)，裝置體積小、使用靈活方便，行走、清掃定位準(zhǔn)確、攝像與錄像及時(shí)方便，可直接生成影視文件。
圖9、10、11是圖8所示框圖的實(shí)際電路圖。
圖10中，J1輸出轉(zhuǎn)換后的指令，J2接筆記本電腦(上位機(jī))的串口。
取樣器為電路方框圖8中的電平轉(zhuǎn)換電路35、36，在圖9中由U4、R1組成。信號(hào)輸入到電路方框圖8中的單片機(jī)37(下位機(jī))，在電路圖9中就只是U3。圖9中的C3、C4、Y1、U2、JR1、JR2、JR3是單片機(jī)外圍元件，C3、C4、Y1給單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖，JR1、JR2、JR3是單片機(jī)上拉電阻，其中U2是一塊看門(mén)狗芯片它主要用于程序出錯(cuò)時(shí)產(chǎn)生中斷信號(hào)可停止所有動(dòng)作，恢復(fù)時(shí)從中斷處開(kāi)始。圖9中的U5、U1是兩塊驅(qū)動(dòng)芯片，J1、J2是驅(qū)動(dòng)信號(hào)座子輸出端。
視頻采集卡直接插在筆記本電腦上就可以了。
圖10、11分別為單片機(jī)控制電路及驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)際線路圖。
權(quán)利要求1.一種用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人，有有兩側(cè)為行走履帶(5)的車(chē)身，各側(cè)行走履帶(5)圈內(nèi)與其內(nèi)圈一端連接的履帶驅(qū)動(dòng)輪(6)的輪軸經(jīng)一傘齒輪副(29)同履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(27)的軸相連接；車(chē)身頂面后部裝有一豎軸(50)，該豎軸(50)上端裝有一支架(1)，攝像與照明燈箱(51)的兩側(cè)端分別鉸接在所述支架(1)的相應(yīng)兩立臂上且其一端鉸接軸經(jīng)一齒輪傳動(dòng)副(11)同一傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(12)的軸連接，所述豎軸(50)的下端經(jīng)一齒輪傳動(dòng)副(13)同一左右旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(14)的軸連接，所述攝像與照明燈箱(51)的正面裝有攝像頭(9)和照明燈(10)，其特征是，所述車(chē)身前部?jī)蓚?cè)行走履帶(5)之間的空間內(nèi)設(shè)有同一垂直升降機(jī)構(gòu)相連接的定量取樣裝置，該裝置有一基架(32)，所述基架(32)的前部有一底部為敞口的刮板腔(33)，裝在該刮板腔(33)中的刮板(8)后面兩側(cè)分別同相應(yīng)螺桿(26)的前端連接而所述螺桿(26)裝在固定于基架(32)的螺母(22)中且其后端同相應(yīng)的螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(23)的軸相連接；所述刮板腔(33)前部卡接有一灰斗(31)，在該灰斗(31)相對(duì)所述刮板(8)的一側(cè)的為開(kāi)口且其上封蓋有刮片(24)，所述刮片(24)和刮板(8)上裝有對(duì)應(yīng)的磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人，其特征是，所述垂直升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，立式螺桿(15)的下端同基架(32)的頂部固定連接，該立式螺桿(15)同裝在車(chē)身上的一只鏈輪(117)的中部?jī)?nèi)齒孔相嚙合，該鏈輪(117)經(jīng)鏈條(18)同另一鏈輪(17)連接，而該鏈輪(17)同驅(qū)動(dòng)電機(jī)(21)的軸相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人，其特征是，所示基架(32)中的刮板腔(33)底部敞口的面積為50cm2～200cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于中央空調(diào)風(fēng)管的定量取樣機(jī)器人，其特征是，筆記本電腦(34)的串口輸出依次經(jīng)接口電路的第一電平轉(zhuǎn)換電路(35)和第二電平轉(zhuǎn)換電路(36)接至單片機(jī)(37)的信號(hào)輸入端，所述單片機(jī)(37)的相應(yīng)控制信號(hào)輸出端分別同兩路履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(27)的驅(qū)動(dòng)電路(46、47)、左右旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)及傾仰驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(12)的驅(qū)動(dòng)電路(45)、螺桿驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(23)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)(21)的驅(qū)動(dòng)電路(44)、照明燈(10)的驅(qū)動(dòng)電路(40、41)、視頻采集卡(43)的驅(qū)動(dòng)電路(42)的控制極連接，12V電源電路(39)經(jīng)穩(wěn)壓模塊(38)向單片機(jī)(37)提供工作電源并向照明燈驅(qū)動(dòng)電路(40、41)及視頻采集卡驅(qū)動(dòng)電路(42)提供工作電源，視頻采集卡(43)的信號(hào)連接端分別同攝像頭(9)和筆記本電腦(34)的相應(yīng)接口相連接，24V電源電路(48)向所述履帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(27)的驅(qū)動(dòng)電路(46、47)供電，所述各驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)回路同所述相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)電源端相連接。
專(zhuān)利摘要一種適于中央空調(diào)管道的定量取樣機(jī)器人，它的主要結(jié)構(gòu)是，兩側(cè)有帶行走履帶的車(chē)身中裝有定量取樣裝置，該裝置同升降機(jī)構(gòu)連接，取樣面積達(dá)50cm
文檔編號(hào)B25J5/00GK2859502SQ20052005246
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者雷學(xué)軍 申請(qǐng)人:金銀龍, 雷學(xué)軍, 雷強(qiáng)林, 劉凡, 李亞棟, 祝加鏵