1.本技术涉及矿下机器人技术领域,尤其是一种矿用多功能机器人。
背景技术:
2.受到矿井内部环境的限定,目前矿井下的巡检、清扫等工作多通过人工实现,费时费力。
技术实现要素:
3.本技术的目的是在于克服现有技术中存在的不足,提供一种矿用多功能机器人。
4.为实现以上技术目的,本技术提供了一种矿用多功能机器人,包括:移动
装置,移动装置包括滚轮和移动驱动组件,移动驱动组件用于驱使滚轮转动、以便于滚轮在地面上滚动;清扫装置,设于移动装置前端,用于对地面进行清扫;负压装置,设于移动装置后端,用于抽除地面上的脏污;活动装置,设于移动装置上,活动装置包括:活动臂,用于安装功能件;旋转驱动组件,用于驱使活动臂在水平面内旋转;升降驱动组件,用于驱使活动臂沿竖直方向运动;伸缩驱动组件,用于驱使活动臂沿水平方向运动;矿用多功能机器人还包括供电装置,供电装置包括电池和充电机构,充电机构包括:电动机,电动机与第一
齿轮相连,用于驱使第一齿轮旋转;发电机,发电机与第二齿轮相连,第一齿轮和第二齿轮通过啮合的方式连接;电动机工作时,通过第一齿轮和第二齿轮能够带动发电机运转,发电机能够对电池进行充电;矿用多功能机器人还包括防爆腔,电池设于防爆腔内。
5.进一步地,矿用多功能机器人,还包括:磁导轨,设于地面;第一磁导轨传感器,设于移动装置上,用于识别磁导轨,以便于移动装置前进;第二磁导轨传感器,设于移动装置上,用于识别磁导轨,以便于移动装置后退;读卡器,设于移动装置上,用于识别磁导轨上的磁点,以便于移动装置选择移动路径。
6.进一步地,移动装置包括四个滚轮和四个移动驱动组件,任一滚轮由一个移动驱动组件驱使进行转动。
7.进一步地,充电机构还包括:第三齿轮,与第一齿轮啮合;第四齿轮,与第二齿轮啮合;第三齿轮和第四齿轮同轴设置,第三齿轮的轮径小于第一齿轮的轮径,第二齿轮的轮径小于第四齿轮的轮径。
8.进一步地,清扫装置包括刷盘和清扫驱动机构,清扫驱动机构用于驱使刷盘旋转;和/或,负压装置包括
吸水扒和柔性条,吸水扒上设有吸水孔,柔性条设于吸水扒上、用于接触地面。
9.进一步地,清扫装置包括刷盘,负压装置包括吸水扒,矿用多功能机器人还包括联动装置,联动装置包括:第一连接杆,连接刷盘;第二连接杆,连接吸水扒;联动驱动机构,用于驱使第一连接杆和第二连接杆、带动刷盘和吸水扒升降。
10.进一步地,清扫装置包括刷盘,负压装置包括吸水扒,矿用多功能机器人还包括:第一
水箱,第一水箱包括清水腔和污水腔,清水腔连通刷盘,污水腔上设有排放口;第二水
箱,第二水箱连通吸水扒;负压装置还包括抽吸机构,抽吸机构用于对第二水箱进行抽气,以便于吸水扒抽除地面上的脏污;第二水箱还连通污水腔,抽入第二水箱中的脏污能够进入污水腔、并最终经由排放口排出。
11.进一步地,矿用多功能机器人还包括:加水槽,连通清水腔,清水通过加水槽加入清水腔中;和/或,液位传感器,用于检测清水腔、污水腔或者第二水箱中的液位状态。
12.进一步地,第二水箱与吸水扒通过第一管道连通,第一管道上设有第一电磁阀;和/或,第二水箱与污水腔通过第二管道连通,第二管道上设有第二磁阀;和/或,排放口设有第三磁阀;和/或,清水腔和刷盘通过第三管道连通,第三管道上设有第四磁阀。
13.进一步地,矿用多功能机器人还包括信息采集装置,信息采集装置设于移动装置上、用于获取矿井内的信息。
14.本技术提供了一种矿用多功能机器人,包括移动装置、清扫装置和负压装置,由于清扫装置设置在前,负压装置设置在后,机器人运动时,清扫装置会率先对地面进行清扫,负压装置跟随在清扫装置后,用于收集清扫装置扫出的脏污;还包括活动装置,能够带动功能件作用于各个方向、作用于不同高度和不同距离,从而满足多种多样的功能件的工作需要;还包括供电装置和防爆腔,电池设置在防爆腔内,充电机构能够在防爆腔外对电池进行充电,安全可靠。
附图说明
15.图1为本技术提供的一种矿用多功能机器人的结构示意图;图2为图1所示的矿用多功能机器人中活动装置的结构剖视图;图3为图2中圈内结构放大图;图4为图1所示的矿用多功能机器人省略部分结构后的结构示意图;图5为图4中供电装置的部分结构示意图;图6为图4所示的矿用多功能机器人省略部分结构后的结构示意图;图7为图6所示的矿用多功能机器人省略部分结构后的结构示意图;图8为图7中矿用多功能机器人的底部结构示意图;图9为图7所示的矿用多功能机器人省略部分结构后的结构示意图;图10为图9中联动装置的结构示意图;图11为本技术提供的一种第一水箱的内部结构示意图。
具体实施方式
16.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进,因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
17.在本技术的描述中,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”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述,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技术的限制。
18.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至少一个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
19.在本技术中,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,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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技术中的具体含义。
20.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方,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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
21.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
22.本技术提供了一种机器人,包括移动装置100,移动装置100包括滚轮110和移动驱动组件120,移动驱动组件120用于驱使滚轮110转动、以便于滚轮110在地面上滚动。
23.其中,移动驱动组件120可采用电机,通过电机驱动滚轮110旋转,移动装置100能够带动整个机器人进行移动。
24.为保证整个机器人移动的稳定性,移动装置100包括至少两个滚轮110。此时,移动装置100可以包括至少两组移动驱动组件120,任一滚轮110由一组移动驱动组件120进行驱动。或者,移动装置100中移动驱动组件120的数量少于滚轮110的数量,使得至少一个滚轮110与移动驱动组件120相连、能够主动滚动,利用机械惯性,亦可引动全部的滚轮110。
25.增设滚轮110能够加强机器人的移动稳定性,尤其是当机器人的外形较大时,均匀地设置多个滚轮110,能够更好地支撑和移动机器人。
26.一具体实施方式中,移动装置100包括四个滚轮110和四个移动驱动组件120,任一滚轮110由一个移动驱动组件120驱使进行转动。
27.为方便描述,将机器人移动时的前后方向定义为第一方向,水平面内与前后方向相垂直的方向定义为第二方向,第一方向、第二方向和竖直方向两两垂直。
28.具体可结合参照图1、图6至图8,图示实施例中,两组滚轮110沿第二方向对称设置,任一组均包括两个沿第一方向间隔设置的滚轮110,通过设置四个滚轮110能够稳定地支撑机器人、实现机器人的运动。
29.由于滚轮110与移动驱动组件120一一对应设置,因此,每一个滚轮110都是主动轮,使得机器人的运动更灵敏、响应速度更快捷。另外,实际使用时,即使其中一个、甚至三
个移动驱动组件120出现故障,只要存在一个滚轮110能够正常滚动,就能实现机器人的移动。
30.可选地,移动装置100还包括底盘框架130,移动驱动组件120设置在底盘框架130上。底盘框架130用于安装移动驱动组件120和滚轮110,还用于支撑设置在移动装置100上其他结构。
31.一实施方式中,底盘框架130包括:两层支撑架131,两层支撑架131沿竖直方向间隔设置;支撑杆132,用于支撑两层支撑架131。
32.具体可参照图7和图9,由于两层支撑架131间隔设置,底盘框架130内部中空,能够用于安置移动驱动组件120。
33.其中,支撑架131可设置为板件,或者,支撑架131可设置为框型结构。例如,图7和图9所示的实施例中,任一支撑架131由四根方管拼接而成;如此,既能够节省用材、又有利于底盘框架130的轻量化、还能够方便移动驱动组件120散热。
34.继续参照图7和图9,底盘框架130包括四根支撑杆132,四根支撑杆132分别用于连接两层支撑架131的一角。如此,既能够保证底盘框架130的结构强度,相邻两根支撑杆132之间的间隙还能够方便其他结构伸出。
35.可选地,当支撑架131设置为框型结构时,底盘框架130还包括封板134,封板134设于设置在上的一块支撑架131上、用于承接设置在移动装置100上其他结构。
36.可选地,底盘框架130还包括车轮安装块133,固定设置在支撑架131和/或支撑杆132上,移动驱动组件120的主体固定设置在车轮安装块133上;滚轮110包括轮部111和车轴112,车轴112可转动地设置在车轮安装块133上;车轴112的一端处于底盘框架130内、与移动驱动组件120的输出端相连,车轴112的另一端凸出于底盘框架130、与轮部111相连。
37.具体可结合参照图6至图8,图示实施例中,车轮安装块133的一侧与设置在下的一层支撑架131相连、与之相邻的另一侧与一根支撑杆132相连;车轮安装块133面向底盘框架130内部的一侧通过电机安装板与移动驱动组件120的主体相连;车轮安装块133上设置有轴承座,车轴112通过轴承与轴承座转动连接;车轴112贯穿车轮安装块133、与移动驱动组件120和轮部111相连;轮部111设置在底盘框架130外,能够带动底盘框架130运动。
38.本技术提供的机器人还包括:清扫装置210,设于移动装置100前端,用于对地面进行清扫;负压装置220,设于移动装置100后端,用于抽除地面上的脏污。
39.需要解释的是,本技术所述的“前”、“后”主要是指机器人运动时方位状态。
40.由于清扫装置210设置在前,负压装置220设置在后,机器人运动时,清扫装置210会率先对地面进行清扫,负压装置220跟随在清扫装置210后,用于收集清扫装置210扫出的脏污。
41.由于第一方向为机器人移动时的前后方向,因此,清扫装置210和负压装置220沿第一方向设置。
42.具体地,清扫装置210包括刷盘211,刷盘211设于移动装置100前端,用于对地面进行清扫。
43.其中,刷盘211可以采用密集布置的刷毛结构,也可以采用抹布结构。刷盘211可设置为长条形,以便于同时对一整片地面进行清扫。或者,参照图8,刷盘211设置圆盘状,刷盘211底部的刷毛或者布料呈圆形或者环形。
44.可选地,清扫装置210还包括清扫驱动机构212,用于驱使刷盘211旋转。尤其是当刷盘211设置圆盘状时,通过清扫驱动机构212驱使刷盘211旋转,刷盘211能够更高效地作用于地面、实现对地面的清洁。清扫驱动机构212可采用电机、马达等转动驱动构件。
45.容易理解的,刷盘211越大,清扫装置210清扫时能够覆盖的范围就越大。但是,刷盘211设置圆盘状时,刷盘211底部的刷毛或者布料愈靠近圆心,转动时的运动程度就愈小,既容易隐藏脏污,又无法起到较好的清洁作用。
46.为此,一实施例中,刷盘211底部的刷毛或者布料设置为圆环状。此时,刷盘211底部的圆心处不设置刷毛或者布料,既不会影响刷盘211的使用,又能起到简化结构、降低成本的作用。
47.另一实施例中,清扫装置210包括两个刷盘211。设置两个刷盘211,使得两个刷盘211沿第二方向设置,能够扩大清扫装置210的清扫范围,还能够避免仅设置一个大刷盘211时,刷盘211中部的地面难以清洁的情况。
48.若有需要,清扫装置210还可以包括三个甚至更多个刷盘211。
49.为方便制动多个刷盘211、使得多个刷盘211旋转。一实施例中,清扫装置210包括多个清扫驱动机构212,任一刷盘211与一个清扫驱动机构212相连,任一刷盘211均能独立地旋转。
50.另一实施例中,清扫装置210还包括:主动齿轮213,其中一个刷盘211与主动齿轮213相连;被动齿轮214,其中另一个刷盘211与被动齿轮214相连;主动齿轮213和被动齿轮214啮合,清扫驱动机构212用于驱使主动齿轮213旋转。通过主动齿轮213向啮合的被动齿轮214传动,一个清扫驱动机构212能够实现两个刷盘211的同步转动。
51.当清扫装置210包括三个甚至更多个刷盘211时,清扫装置210还包括两个甚至更多个被动齿轮214,通过多个齿轮传动,可以实现多个刷盘211的同步转动。
52.可选地,清扫装置210还包括罩壳216,刷盘211可转动地设于罩壳216内。罩壳216能够保护刷盘211,还能够起到防撞作用;刷盘211设置在罩壳216内,还能够避免较为高大的物品被卷入刷盘211中,从而起到反向保护的作用,避免刷盘211危害到外部的人或物。
53.具体可参照图7和图8,图示实施例中,清扫驱动机构212通过电机安装板固定设置在罩壳216上方;罩壳216上设置有轴承座,清扫驱动机构212的输出轴通过轴承可转动地设置在轴承座中、并穿过轴承座与主动齿轮213相连;被动齿轮214通过另一组转轴、轴承座和轴承可转动地设置在罩壳216内、并与主动齿轮213啮合;两组刷盘211分别固定设在主动齿轮213和被动齿轮214的下表面。
54.需要补充的是,为避免机器人移动时,罩壳216接触地面、与地面摩擦,至少部分刷盘211从罩壳216底面凸出。
55.可选地,刷盘211上设有出水口,液体能够通过出水口淋湿刷盘211或者地面。
56.其中,出水口可以设置在刷盘211的圆心处,也可以设置在刷毛或者布料之间。刷盘211上可以设置多个出水口、多个出水口分设在刷盘211上。当出水口远离刷毛或者布料时,经由出水口流出的清水能够直接作用于地面;当出水口靠近刷毛或者布料时,经由出水口流出的清水作用于刷毛或者布料,能够淋湿刷毛或者布料、进而作用于地面。
57.若有需要,还能够通过出水口流出清洁液,更好地实现对地面的清洁。
58.通过设置出水口供应液体,刷盘211不仅具有干扫的功能,还能够根据需要对地面
进行湿扫。
59.具体地,负压装置220包括吸水扒221,吸水扒221设于移动装置100后端,能够将刷盘211清扫出的脏污聚拢到一起;吸水扒221上设有吸水孔,利用负压,聚拢的脏污能够经由吸水孔被抽除。
60.其中,吸水扒221用于接触地面的底部可设置刷毛,也可设置柔性的刷条,从而避免与地面接触时磨损彼此。
61.可选地,负压装置220还包括柔性条222,柔性条222设于吸水扒221上、用于接触地面。
62.柔性条222可采用橡胶、塑料等柔性材料制备。负压装置220工作时,柔性条222能够通过形变紧贴地面,从而确保对地面上的脏污进行聚拢、并避免脏污外溢。另外,移动装置100进行的过程中,柔性条222还能贴着地面进行移动,起到一定的收尾清扫作用。
63.可选地,吸水扒221设置为弧形结构。
64.例如,图7至图9所示的实施例中,吸水扒221大致呈月牙状,吸水扒221向远离清扫装置210的方向凸起。如此设计,能够引导脏污向吸水扒221的中部聚集,从而更好地起到聚拢作用、方便吸水孔抽除脏污。
65.可选地,吸水扒221上设有多个吸水孔;使得多个吸水孔221a沿吸水扒221的延伸方向间隔设置,能够提高对脏污的抽除效率。
66.可选地,柔性条222包括第一柔性条222a和第二柔性条222b,第一柔性条222a设于吸水扒221前侧,第二柔性条222b设于吸水扒221后侧。
67.具体可参照图8,图示实施例中,第一柔性条222a设于吸水扒221靠近清扫装置210的一侧,第二柔性条222b设于吸水扒221远离清扫装置210的一侧,且第一柔性条222a和第二柔性条222b均贴合吸水扒221的侧边呈弧形设置;吸水孔处于第一柔性条222a和第二柔性条222b之间。
68.设置第一柔性条222a能够对脏污起到一次聚拢和控制流量的作用,避免大量脏污涌向吸水孔、导致吸水孔无法立即完成抽除;设置第二柔性条222b能够对脏污起到二次聚拢和避免脏污外溢的作用,第一柔性条222a和第二柔性条222b能够将脏污控制在吸水孔作用范围内、以便于吸水孔进行抽除,还能够避免待抽除的脏污直接流走。
69.可选地,本技术提供的机器人还包括第一防撞轮223,设于吸水扒221的端部。
70.可选地,本技术提供的机器人还包括第二防撞轮224,设于吸水扒221远离清扫装置210的一侧。
71.具体可参照图7至图9,图示实施例中,吸水扒221上设有两个第一防撞轮223,两个第一防撞轮223分别设于吸水扒221弧线延伸方向的两端;如此,移动装置100在通过狭窄位置时,或者,移动装置100靠近墙壁进行移动时,若外物接触机器人,会率先接触第一防撞轮223,从而避免损害机器人主体。进一步地,第一防撞轮223可转动地设置在吸水扒221上,如此,第一防撞轮223抵靠外物后,移动装置100继续移动,第一防撞轮223能够通过自转抵消自身与外物的摩擦力。
72.同理,继续参照图7至图9,图示实施例中,吸水扒221上设有两个第二防撞轮224,两个第二防撞轮224对称设置在吸水扒221后侧。结合参照图1,两个第二防撞轮224处于机器人的最后方;如此,机器人倒退或者后方撞击到物体时,第二防撞轮224会率先接触物体,
从而避免损害机器人主体。进一步地,第二防撞轮224可转动地设置在吸水扒221上,因此,第二防撞轮224接触物体后,即使机器人贴着物体移动,第二防撞轮224也能通过自转抵消自身与物体的摩擦力。
73.可选地,第一防撞轮223和/或第二防撞轮224与传感器(如距离传感器、压力传感器等)相连。当第一防撞轮223或者第二防撞轮224接触物体时,对应的传感器能够将接触信息传递给机器人的控制系统,以便于控制系统控制移动装置100进行转移,从而避免机器人移动受限或者结构受损。
74.本技术并不限定第一防撞轮223和第二防撞轮224的设置数量。
75.为实现清扫装置210的湿扫,一实施方式中,本技术提供的机器人还包括水箱,水箱能够存储清水、并能够向刷盘211供应清水,同时,水箱还能够储存经由吸水扒221抽出的脏污。
76.为更好地进行清水和污水的收放,可选地,机器人包括:第一水箱231,第一水箱231包括清水腔和污水腔,清水腔连通刷盘211,污水腔上设有排放口;第二水箱232,第二水箱232连通吸水扒221;负压装置220还包括抽吸机构,抽吸机构用于对第二水箱232进行抽气,以便于吸水扒221抽除地面上的脏污;第二水箱232还连通污水腔,抽入第二水箱232中的脏污能够进入污水腔、并最终经由排放口排出。
77.其中,第一水箱231用于接取和输出清水,第二水箱232用于暂存污水;第二水箱232满载后,或者,第二水箱232满载前、机器人完成一次清扫后,或者,第二水箱232满载前、机器人运行预设时长后,第二水箱232能够将其中的污水排放到第一水箱231的污水腔中;最终,由第一水箱231的污水腔排出污水。
78.具体地,抽吸机构可采用真空泵、压缩机、吸风电机等抽气设备。第二水箱232通过管道连通吸水扒221的吸水孔,抽吸机构对第二水箱232和管道进行抽气,从而实现吸水扒221对地面脏污的抽除。
79.由于吸水扒221通过负压吸附对脏污进行抽除,因此,需要保证管道内的吸附力。设置两个水箱(第一水箱231和第二水箱232),一方面,能够避免单水箱既设置清水腔又设置污水腔时影响清水和污水的储量;另一方面,能够降低单水箱结构复杂而存在的漏气风险,从而避免漏气影响管道内的吸附力;另外,将第二水箱232做小,不用增大抽吸机构的抽气功率即可保证管道内的吸附力。
80.为方便机器人清扫大空间,可设置第一水箱231的容积较大,以便于存储更多的清水和脏污。于此同时,可设置第二水箱232的容积小于第一水箱231的容积;一方面,清水作用于地面后,一部分会被消耗掉,经由吸水扒221抽除的污水量一般小于清水的释出量,因此,用于存储污水的第二水箱232的容积不需要与清水腔的容积相当;另一方面,第二水箱232主要是暂存污水,因此,清扫过程中的抽除的污水不需要完全保留在第二水箱232中,清扫过程中,污水量较大时,第二水箱232可以将污水分批排入污水腔中。
81.一实施方式中,参照图4和图6,由于第一水箱231的构型较大,将第一水箱231设于移动装置100上,能够起到稳定移动装置100底盘的作用;而第二水箱232设于第一水箱231上。
82.可选地,本技术提供的机器人还包括加水槽234,连通清水腔,清水通过加水槽234加入清水腔中。
83.具体可参照图4和图6,图示实施例中,加水槽234设于机器人的后方,能够方便对接供水装置。加水槽234的顶部开口、侧面还设有连通顶部开口的凹槽,使得加水槽234的口径较大,更有利于清水的流入。
84.可选地,本技术提供的机器人还包括进水管235,进水管235的一端连通加水槽234、另一端连通清水腔,清水通过加水槽234和进水管235加入清水腔中。
85.继续参照图4,图示实施例中,进水管235为一段弯管,进水管235直连加水槽234和第一水箱231,加入加水槽234的清水能够通过进水管235流入清水腔中。
86.设置具有一定容积的加水槽234,能够避免清水加入清水腔的过程中,清水腔内溢出的气体影响清水的加入;同时,清水腔装满后,多余的清水会堆积到加水槽234中,既能够提醒加水人员停止供水,又能够暂存多余的清水、避免浪费。
87.可选地,本技术提供的机器人还包括液位传感器,用于检测清水腔、污水腔和/或第二水箱232中的液位状态。
88.当清水腔中设置有液位传感器时,液位传感器可用于检测清水腔的满载状态,也可用于检测清水腔的空载状态。例如,当液位传感器检测到清水腔满载时,可以将信息反馈给控制系统,由控制系统停止供水、或者由控制系统提醒操作人员停止供水;当液位传感器检测到清水腔空载时,可以将信息反馈给控制系统,由控制系统控制机器人进行加水、或者由控制系统提醒操作人员加水。
89.同理,当污水腔中设置有液位传感器时,液位传感器可用于检测污水腔的满载状态。当液位传感器检测到污水腔满载时,可以进行污水的排放。
90.同理,当第二水箱232中设置有液位传感器时,液位传感器可用于检测第二水箱232的满载状态。当液位传感器检测到第二水箱232满载时,第二水箱232可将污水排入污水腔中。
91.可选地,第二水箱232与吸水扒221通过第一管道2连通,第一管道2上设有第一电磁阀241。
92.可选地,第二水箱232与污水腔通过第二管道3连通,第二管道3上设有第二电磁阀242。
93.可选地,排放口设有第三电磁阀243。
94.可选地,清水腔和刷盘211通过第三管道4连通,第三管道4上设有第四电磁阀244。
95.具体可参照图4和图6,图示实施例中,第二水箱232的前侧连接第一管道2和第二管道3;第二管道3向前延伸、连通第一水箱231的污水腔;第一管道2向后延伸、连通吸水扒221;第一管道2靠近第二水箱232的部位处通过内外丝活接安装有第一电磁阀241;第二管道3靠近第二水箱232的部位处通过内外丝活接安装有第二电磁阀242。
96.具体地,第一电磁阀241打开后,抽吸机构工作,吸水扒221能够对脏污进行抽除,脏污能够通过第一管道2进入第二水箱232;第二水箱232满载后,或者,机器人完成一次清扫工作后,或者,机器人运行预设时间后,第二电磁阀242打开,第二水箱232内的脏污通过第二管道3进入污水腔。
97.继续参照图4和图6,图示实施例中,第一水箱231的侧面设有污水排放管245,污水排放管245连通污水腔的排放口、并延伸至机器人的后方;污水排放管245上通过内外丝活接安装有第三电磁阀243。
98.具体地,污水腔满载后,或者,机器人完成一次清扫工作后,关闭第一电磁阀241和第二电磁阀242;机器人运行至预设的污水排放点,使得污水排放管245的出口对准污水排放点,打开第三电磁阀243,排出污水腔内的污水。
99.继续参照图4和图6,图示实施例中,第一水箱231的前侧连接第三管道4,第三管道4连通刷盘211的出水口;第三管道4上通过内外丝活接安装有第四电磁阀244。
100.具体地,清水腔中装有清水后、机器人工作时,第四电磁阀244打开,清水通过第三管道4供应给刷盘211,以便于刷盘211对地面进行湿扫。
101.可选地,第一水箱231和/或第二水箱232上设有水箱焊件236,水箱焊件236用于连接外部器件。
102.容易理解的,为固定第一水箱231或者第二水箱232与其他组件,通常需要将水箱和其他组件焊接在一起,若有需要,还需要在水箱上设置螺纹孔等结构方便进行可拆卸地连接。若直接在第一水箱231或者第二水箱232的表面进行焊接或者孔等结构的设置,容易损害水箱。
103.为此,预先在水箱上设置水箱焊件236,后续安装水箱的过程中,即可利用水箱焊件236与其他组件进行连接,而不再需要对水箱本体进行额外的处理。
104.其中,水箱焊件236可与水箱一体成型,也可以后期焊接到水箱上。
105.具体可参照图4,图示实施例中,第一水箱231的体积较大,第一水箱231的四周分设有多个水箱焊件236。水箱焊件236上设有穿孔或者螺纹孔,安装第一管道2、第二管道3、第三管道4时,通过抱箍与水箱焊件236配合、固定管道。
106.为增加第一水箱231的清水储存量,可选地,第一水箱231中设有活动板231a,活动板231a将第一水箱231的内腔分为清水腔和污水腔;活动板231a滑动设置在第一水箱231中,清水加入清水腔时能够推动活动板231a、使得活动板231a向污水腔移动,脏污进入污水腔时能够推动活动板231a、使得活动板231a向清水腔移动。
107.具体可参照图11,图示了一种第一水箱231的内腔结构;第一水箱231的两侧设有滑槽,活动板231a的两侧设置有滑块,滑块卡设在滑槽中、能够沿滑槽活动;滑槽中还设有弹簧,弹簧的一端固定设置、另一端连接活动板231a;清水加入清水腔时,活动板231a会向污水腔移动,使得清水腔变大、污水腔变小;与此同时,弹簧被拉伸;随着清水的使用,清水腔内的清水量减少,弹簧逐渐恢复、拉动活动板231a向清水腔移动,使得清水腔变小、污水腔变大。
108.为避免弹簧沾水易氧化,还可以在滑槽上设置风琴罩、用于遮挡弹簧,从而隔开清水、避免清水接触弹簧。
109.为避免活动板231a与第一水箱231之间存在间隙、使得清水或者污水窜流,清水腔和污水腔内可以设置水囊,利用水囊装载清水或者污水;或者,活动板231a接触第一水箱231内壁的边缘设置有密封结构。
110.通过设置活动板231a,清水腔和污水腔的容积不再固定。当污水腔空置时,向清水腔加入清水,清水能够尽可能地充满第一水箱231;同时,随着清水的使用,污水也能够逐渐充满第一水箱231;如此,既能够最大程度地利用第一水箱231装载清水,也不用担心出现污水过多无法装载的情况。
111.对机器人而言,清扫装置210的刷盘211和负压装置220的吸水扒221能够始终与地
面接触,使用时,根据清扫需要,再进行刷盘211的旋转清扫或者释放清水、以及吸水扒221的脏污抽除。
112.一些实施方式中,还能够设置刷盘211和吸水扒221进行收展,使得刷盘211和吸水扒221在不需要进行清扫时远离地面、在需要进行清扫时接触地面。
113.可选地,机器人还包括两套驱动装置,分别用于驱使刷盘211和吸水扒221靠近或远离地面。当刷盘211或者吸水扒221远离地面时,能够仅进行清扫或者抽尘,也能够方便机器人移动;当刷盘211或者吸水扒221均作用于地面时,能够同时对地面进行清扫和抽尘。
114.为简化刷盘211和吸水扒221的收展驱动结构、降低成本,可选地,本技术提供的机器人还包括联动装置300,联动装置300包括:第一连接杆331,连接刷盘211;第二连接杆332,连接吸水扒221;联动驱动机构310,用于驱使第一连接杆331和第二连接杆332、带动刷盘211和吸水扒221升降。
115.其中,联动驱动机构310可采用电缸、直线模组等直线驱动构件。使得联动驱动机构310沿竖直方向设置,将第一连接杆331和第二连接杆332设于联动驱动机构310的活动端,联动驱动机构310工作时,即可带动第一连接杆331和第二连接杆332沿竖直方向运动,进而实现刷盘211和吸水扒221的升降。
116.一具体实施例中,联动驱动机构310包括:联动电机311,联动电机311的输出端设置有第一锥齿轮312;联动丝杆313,联动丝杆313上固定设置有第二锥齿轮314,第一锥齿轮312与第二锥齿轮314啮合;活动块315,与联动丝杆313螺纹连接,联动丝杆313转动时,活动块315能够沿联动丝杆313运动,第一连接杆331和第二连接杆332均与活动块315相连。
117.具体可参照图9和图10,图示实施例中,联动电机311水平设置,联动丝杆313竖直设置,第一锥齿轮312与第二锥齿轮314啮合,能够有效地将联动电机311的动力传递给联动丝杆313,使得联动丝杆313旋转。由于活动块315与联动丝杆313螺纹连接,联动丝杆313转动,活动块315能够将旋转运动转化为直线运动,因此,活动块315能够沿着联动丝杆313在竖直方向做升降运动,通过带动第一连接杆331和第二连接杆332实现刷盘211和吸水扒221的升降。
118.通过设置第一锥齿轮312和第二锥齿轮314,能够间接连接联动电机311和联动丝杆313,从而更好地利用有限的空间布局联动电机311和联动丝杆313。
119.继续参照图9和图10,为方便安装联动驱动机构310,底盘框架130上设有安装板141,联动电机311的主体固定设置在安装板141上;安装板141上设有安装支架142,联动丝杆313沿竖直方向可转动地设置在安装板141和安装支架142上。
120.具体地,图示实施例中,安装板141水平设置底层支撑架131上,安装支架142设置为门框型;联动丝杆313的底端通过轴承与安装板141转动连接,联动丝杆313的顶端通过另一轴承与安装支架142转动连接。
121.进一步地,为限定活动块315沿竖直方向运动,联动驱动机构310还包括导向轴316,导向轴316沿竖直方向延伸设置、并固定设置在联动丝杆313一侧;活动块315滑动设置在导向轴316上。
122.进一步地,为确认联动电机311的工作情况,联动装置300还包括:第一接触件321和第二接触件322,设于活动块315上;第一行程开关323,与第一接触件321相对设置;第二行程开关324,与第二接触件322相对设置;联动电机311工作时,通过第一锥齿轮312与第二
锥齿轮314,能够带动联动丝杆313转动,从而使得活动块315沿联动丝杆313运动;活动块315运动至第一接触件321接触第一行程开关323时,第一连接杆331和第二连接杆332带动刷盘211和吸水扒221上抬至第一预设位置;活动块315运动至第二接触件322接触第二行程开关324时,第一连接杆331和第二连接杆332带动刷盘211和吸水扒221下放至第二预设位置。
123.具体地,当刷盘211和吸水扒221上抬至第一预设位置时,二者远离地面,不再对地面工作;刷盘211和吸水扒221下放至第二预设位置时,二者接触地面,能够对地面进行工作。
124.通过设置第一接触件321接触第一行程开关323,第一行程开关323能够将第一接触件321的接触信息反馈给控制系统,以便于控制系统确认联动电机311一次工作到位,联动电机311停止工作,以便于刷盘211和吸水扒221处于第一预设位置。
125.同理,通过设置第二接触件322接触第二行程开关324,第二行程开关324能够将第二接触件322的接触信息反馈给控制系统,以便于控制系统确认联动电机311二次工作到位,联动电机311停止工作,以便于刷盘211和吸水扒221处于第二预设位置。
126.若通过联动电机311和联动丝杆313驱动刷盘211和吸水扒221直接沿竖直方向做升降运动,联动电机311和联动丝杆313的负载大、结构容易损坏。
127.为此,一实施方式中,联动装置300还包括:第一支架341,固定设置在底盘框架130前侧,第一连接杆331可摆动地设置在第一支架341上;第二支架342,固定设置在底盘框架130后侧,第二连接杆332可摆动地设置在第二支架342上;其中,第一连接杆331的一端连接活动块315、另一端连接刷盘211,第二连接杆332一端连接活动块315、另一端连接吸水扒221。
128.具体可参照图9,图示实施例中,第一支架341和第二支架342设于顶层支撑架131的前后两根方管的底面。以吸水扒221与联动装置300的连接结构为例进行说明。第二连接杆332的前端通过转轴与活动块315可转动地连接,第二连接杆332的后端通过另一转轴与吸水扒221可转动地连接,第二连接杆332的中部通过另一转轴与第二支架342可转动地连接。此时,第二连接杆332的运动类似于跷跷板。当活动块315竖直向上运动时,第二连接杆332会带动吸水扒221向下摆动,以便于吸水扒221到达第二预设位置;当活动块315竖直向下运动时,第二连接杆332会带动吸水扒221向上摆动,以便于吸水扒221到达第一预设位置。
129.通过第一连接杆331和第二连接杆332的摆动设置,刷盘211和吸水扒221能够通过摆动的方式、沿圆弧路径升降,能够减少活动块315的受力,也就能够减少联动电机311和联动丝杆313的负载,有利于联动装置300的使用寿命。
130.进一步地,清扫装置210还包括第一连接板215,刷盘211与第一连接板215相连;联动装置300还包括:第三支架343,固定设置在第一连接板215上、并与第一连接杆331的另一端转动连接;两组第一活动板351,两组第一活动板351对称设置,第一连接杆331设于两组第一活动板351之间,任一第一活动板351的一端与底盘框架130转动连接、另一端与第一连接板215转动连接。
131.同理,负压装置220还包括第二连接板225,吸水扒221与第二连接板225相连;联动装置300还包括:第四支架344,固定设置在第二连接板225上、并与第二连接杆332另一端转
动连接;两组第二活动板352,两组第二活动板352对称设置,第二连接杆332设于两组组第二活动板352之间,任一第二活动板352的一端与底盘框架130转动连接、另一端与第二连接板225转动连接。
132.具体可参照图9,以吸水扒221与联动装置300的连接结构为例进行说明。吸水扒221的顶部与第二连接板225螺接,第二连接板225沿第一方向具有一定宽度,能够调整吸水扒221的安装位置,既避免吸水扒221接触移动装置100,又有利于吸水扒221作用于地面。第二连接板225上设置有门框型的第四支架344,第四支架344具有一定高度,能够调整第二连接杆332的安装高度,以便于第二连接杆332携吸水扒221摆动。
133.继续参照图9,两组第二活动板352沿第二方向相对设置;第二连接板225沿第二方向的两端分别设置有一个沿竖直方向延伸、具备一定高度的连接耳;任一第二活动板352的一端与一根支撑杆132转动连接、另一端与第二连接板225的一个连接耳转动连接。两组第二活动板352相当于两个摆臂,既能够增加第二连接板225与底盘框架130的连接强度、保证吸水扒221的安装稳定性,又能够辅助第二连接杆332实现吸水扒221的摆动、有利于吸水扒221摆动的稳定性。
134.容易理解的,通过设置清扫装置210和负压装置220,机器人能够对地面进行清洁。
135.为增大机器人的作用范围,可选地,本技术提供的机器人还包括活动装置400,设于移动装置100上;活动装置400包括:活动臂410,用于安装功能件;旋转驱动组件420,用于驱使活动臂410在水平面内旋转;升降驱动组件430,用于驱使活动臂410沿竖直方向运动;伸缩驱动组件440,用于驱使活动臂410沿水平方向运动。
136.其中,功能件能够作用于外界。
137.例如,功能件可用于实现清洁功能。此时,功能件可以是刷盘、抹布、除尘管、刷子等。
138.又例如,功能件可用于取放物品。此时,功能件可以是机械手、夹爪、吸盘、电磁铁等。
139.还例如,功能件可以是摄像头、话筒、成分分析仪等功能性设备,以便于机器人在矿下进行巡检、勘探等工作。
140.活动臂410用于安装功能件。功能件可拆卸地设置在活动臂410上,根据工作环境的需要,能够选择合适的功能件安装在活动臂410上。
141.旋转驱动组件420可采用电机、马达等驱动构件,能够驱使活动臂410水平旋转,从而带动功能件作用于各个方向。
142.升降驱动组件430可采用电缸、直线模组等驱动构件,能够驱使活动臂410做升降运动,从而带动功能件作用于不同高度。
143.伸缩驱动组件440可采用电缸、直线模组等驱动构件,能够驱使活动臂410做升降运动,从而带动功能件作用于不同距离。
144.旋转驱动组件420、升降驱动组件430和伸缩驱动组件440配合,能够驱使活动臂410、带动功能件运动到合适的位置、以便于功能件准确高效地作用于目标物件。
145.本技术并不限定旋转驱动组件420、升降驱动组件430和伸缩驱动组件440的具体构型。
146.当功能件用于实现清洁功能时,可选地,功能件上设有气孔,活动装置400还包括
尘管,尘管安装在活动臂410中、并连通气孔;活动装置400还包括抽气机构,抽气机构用于对尘管进行抽气,通过尘管和气孔,功能件能够除尘。
147.可选地,功能件上设有水孔,活动装置400还包括水管,水管安装在活动臂410中、并连通水孔;活动装置400还包括供水机构,供水机构用于向水管供水,清水能够通过水管和水孔释出。
148.其中,尘管和水管可设置为软管,以便于随功能件运动。
149.通过将尘管或者水管设置在活动臂410内,能够隐藏尘管或者水管,既保证机器人的美观,又避免管道暴露在外受损或者影响机器人运行。
150.可选地,活动装置400还包括翻转驱动组件,翻转驱动组件用于驱使功能件旋转。
151.翻转驱动组件可采用旋转气缸、电机等驱动构件。
152.当功能件用于实现清洁功能时,翻转驱动组件驱使功能件旋转,有利于功能件更好地作用于目标物件。
153.当功能件用于取放物品时,翻转驱动组件驱使功能件旋转,能够调整功能件的角度,以便于功能件准确地作用于目标物件。
154.一实施方式中,活动臂410可以设置为单臂,升降驱动组件430和伸缩驱动组件440具备运动行程,升降驱动组件430和伸缩驱动组件440中的一者与活动臂410相连、能够直驱活动臂410进行运动;升降驱动组件430和伸缩驱动组件440中与活动臂410相连的一者设置在另一者的活动端上,另一者能够间接驱使活动臂410进行运动。
155.另一实施方式中,活动臂410包括:第一臂部411,沿竖直方向设置;第二臂部412,设于第一臂部411的活动端、并沿水平方向设置;其中,旋转驱动组件420用于驱使第一臂部411旋转,升降驱动组件430用于驱使第一臂部411沿竖直方向运动,伸缩驱动组件440用于驱使第二臂部412沿水平方向运动。
156.此时,第一臂部411和第二臂部412可设置为伸缩臂的形式。具体地,第一臂部411或者第二臂部412包括一个固定臂和至少一个活动臂;第一臂部411的活动臂能够相对其固定臂沿竖直方向运动,第二臂部412的活动臂能够相对其固定臂沿水平方向运动;第一臂部411的活动臂即第一臂部411的活动端。
157.通过设置活动臂410为双臂的形式,能够优化旋转驱动组件420、升降驱动组件430和伸缩驱动组件440的设置方式,由臂暴露在外,而非驱动结构暴露在外,进而起到美化机器人外观、保护机器人驱动结构的作用。
158.一具体实施方式中,第一臂部411和/或第二臂部412包括:固定管411a;至少一个活动管411b,活动管411b滑动设置在固定管411a内、并能沿固定管411a运动。
159.以第一臂部411为例进行说明。
160.例如,第一臂部411包括一个固定管411a和一个活动管411b,活动管411b的外径略小于固定管411a的内径,活动管411b设于固定管411a内。旋转驱动组件420与固定管411a相连,能够驱使固定管411a、带动活动管411b进行水平旋转。升降驱动组件430与活动管411b相连,能够驱使活动管411b沿着固定管411a运动。第一臂部411的活动管411b与第二臂部412的固定管相连,能够带动第二臂部412做升降运动。
161.又例如,第一臂部411包括一个固定管411a和两个活动管411b,将两个活动管411b分为第一活动管和第二活动管,第二活动管的外径略小于第一活动管的内径,第一活动管
设于固定管411a内,第二活动管设于第一活动管内。此时,升降驱动组件430可驱使第二活动管沿第一活动管运动,待第二活动管运动至极限后,再经由第二活动管拖动第一活动管沿固定管411a运动;或者,升降驱动组件430可包括两组驱动机构,分别用于驱使第一活动管和第二活动管做升降运动。
162.本技术并不限定第一臂部411或者第二臂部412中活动管411b的数量。
163.为方便固定管411a带动活动管411b做水平旋转运动,并确保活动管411b能够沿着固定管411a做直线运动,可选地,固定管411a或者活动管411b中的一者上设置有传动键400a、另一者上设置有传动槽400b,传动槽400b沿竖直方向或者水平方向延伸设置,传动键400a滑动设置在传动槽400b中。
164.由于传动键400a仅能沿着传动槽400b运动,因此,活动管411b能够沿着固定管411a做直线运动,此时,传动键400a和传动槽400b还能够起到相互导向的作用。
165.又由于传动键400a无法脱出传动槽400b,固定管411a在旋转驱动组件420的驱使下旋转时,通过传动键400a和传动槽400b的相互约束,能够带动活动管411b一起旋转。
166.一实施方式中,升降驱动组件430和/或伸缩驱动组件440包括:第一丝杆431,活动管411b与第一丝杆431连接;驱动电机432,用于驱使第一丝杆431旋转;第一丝杆431旋转时,活动管411b能够沿着第一丝杆431、相对固定管411a运动。
167.以升降驱动组件430为例进行说明。驱动电机432的主体固定设置;第一丝杆431沿竖直方向延伸设置,并与驱动电机432的活动端相连;第一丝杆431设置在活动管411b内,活动管411b的内壁设置有内螺纹,活动管411b通过内螺纹与第一丝杆431螺纹连接。由此,驱动电机432工作,第一丝杆431旋转,活动管411b即可沿着第一丝杆431做直线运动。
168.容易理解的,将活动管411b套设在第一丝杆431外,利用第一丝杆431的旋转致使活动管411b运动,活动管411b的运动范围受到第一丝杆431长度的限制。这种情况下,当升降驱动组件430或者伸缩驱动组件440包括两个甚至更多的活动管411b时,至设置一组第一丝杆431难以满足多个活动管411b的运动需要。
169.为此,另一实施方式中,升降驱动组件430和/或伸缩驱动组件440还包括传动轴433,驱动电机432用于驱使传动轴433转动,传动轴433设于第一丝杆431内;传动轴433和第一丝杆431中的一者上设置有传动键400a、另一者上设置有传动槽400b,传动键400a滑动设置在传动槽400b中;升降驱动组件430和/或伸缩驱动组件440还包括固定轴434,固定轴434的内壁设置有内螺纹,第一丝杆431设置在固定轴434内,且第一丝杆431的外壁设置有外螺纹,第一丝杆431与固定轴434螺纹连接;驱动电机432驱使传动轴433转动时,传动轴433能够带动第一丝杆431转动,第一丝杆431能够相对固定轴434移动。
170.以升降驱动组件430为例进行说明。
171.具体可参照图1至图3,图示实施例中,驱动电机432的主体固定设置在第一水箱231上,传动轴433沿竖直方向设置、并与驱动电机432的活动端相连;传动轴433穿设于第一丝杆431中;传动轴433的两侧设有向外凸起的传动键400a,传动键400a沿竖直方向延伸设置;第一丝杆431的两侧设置有传动槽400b,传动槽400b亦沿竖直方向延伸设置;其中,传动槽400b能够贯穿第一丝杆431、形成穿孔,也可以凹设于第一丝杆431的内壁上;传动键400a与传动槽400b一一对应设置,传动槽400b能够限制传动键400a的运动方向。
172.继续参照图2和图3,图示实施例中,固定轴434沿竖直方固定设置,固定轴434的上
部内壁设置有内螺纹,固定轴434的内螺纹与第一丝杆431的外螺纹啮合。由此,驱动电机432工作时、传动轴433转动,传动键400a作用于传动槽400b的槽壁、能够带动第一丝杆431转动;第一丝杆431转动的过程中,受到内、外螺纹的影响,会同时沿着固定轴434在竖直方向运动。
173.一实施例中,通过轴承将第一丝杆431可转动地设置在一个活动管411b上,第一丝杆431即可带动该活动管411b做升降运动。
174.另一实施例中,升降驱动组件430和/或伸缩驱动组件440还包括第二丝杆435,传动轴433设于第二丝杆435内,第二丝杆435设于第一丝杆431内;第二丝杆435的外壁上设有外螺纹,第一丝杆431的内壁上设有内螺纹,第二丝杆435与第一丝杆431螺纹连接;传动轴433转动时能够带动第一丝杆431转动,第一丝杆431能够相对固定轴434移动,第二丝杆435能够相对第一丝杆431移动。
175.以升降驱动组件430为例进行说明。
176.继续参照图2和图3,图示实施例中,第一丝杆431的上部内壁设置有内螺纹,内螺纹与第二丝杆435的外螺纹啮合。第一丝杆431与第二丝杆435形成反丝,第一丝杆431转动时,能够带动第二丝杆435沿第一丝杆431在竖直方向运动。
177.继续参照图2和图3,图示实施例中,第二丝杆435的顶部与伸缩驱动组件440和第二臂部412相连。如此,驱动电机432工作时,能够驱使传动轴433转动,传动键400a作用于传动槽400b的槽壁、能够带动第一丝杆431转动;第一丝杆431转动的过程中,受到自身与固定轴434的内、外螺纹的影响,第一丝杆431会同时沿着固定轴434在竖直方向运动;第二丝杆435受到第一丝杆431转动的影响,能够沿着第一丝杆431在竖直方向运动。
178.一具体实施方式中,第一臂部411和/或第二臂部412包括一个固定管411a和两个活动管411b,第一个活动管411b滑动设置在固定管411a中,第二个活动管411b滑动设置在第一个活动管411b中,第二个活动管411b能够拉动第一个活动管411b相对固定管411a运动;第二个活动管411b与第二丝杆435相连;伸缩驱动组件440设置在第二个活动管411b上,或者,功能件设置在第二个活动管411b上。
179.以第一臂部411为例进行说明。
180.具体可参照图2和图3,图示实施例中,第一丝杆431、第二丝杆435、传动轴433和固定轴434均设置在第二个活动管411b内,固定管411a和活动管411b能够保护丝杆和轴;第二丝杆435与第二个活动管411b的顶端相连;第一丝杆431与第二丝杆435沿竖直方向运动时,能够带动第二个活动管411b做升降运动。第一活动管411b的顶部设有开口、可供第二个活动管411b穿过;第二个活动管411b的外壁设置有限位块411c;第二个活动管411b持续上升至限位块411c抵靠第一活动管411b的顶部后,第二个活动管411b就能拉动第一活动管411b上一起上升。
181.继续参照图2和图3,图示实施例中,固定管411a相对第一水箱231固定设置、不可升降;固定管411a的顶部设有开口、可供第一个活动管411b穿过;第一活动管411b上亦设有限位块411c,第一活动管411b持续上升至限位块411c抵靠固定管411a的顶部,第一活动管411b就运动到了极限位。设置限位块411c,还能够防止两个活动管411b脱出固定管411a。
182.一实施方式中,旋转驱动组件420包括:内齿轮421,与活动臂410固定连接;嵌套齿轮422,与内齿轮421啮合;旋转驱动电机423,用于驱使嵌套齿轮422旋转,从而带动嵌套齿
轮422旋转。
183.具体可参照图1至图3,图示实施例中,旋转驱动组件420用于驱使第一臂部411旋转。第一水箱231上设置安装架451,驱动电机432和旋转驱动电机423的主体固定设置在安装架451上、而输出轴通过轴承可转动地穿设于安装架451的顶部,驱动电机432的输出轴与传动轴433相连,旋转驱动电机423的输出轴设有嵌套齿轮422;旋转驱动电机423工作时,能够驱使嵌套齿轮422自转。
184.继续参照图2,图示实施例中,内齿轮421通过轴承452可转动地设置在安装架451上方;内齿轮421上设有安装板,固定轴434通过支架454固定设置在安装板上,第一臂部411的固定管411a固定设置在轴承452的内轴承上。由此,嵌套齿轮422自转后,通过齿与齿的相互作用,内齿轮421能够相对轴承452的外轴承旋转,从而带动固定轴434和固定管411a旋转;通过传动槽400b和传动键400a,进而带动第一臂部411的活动管411b和第二臂部412旋转。
185.由于本技术提供的机器人主要用于矿井下,受到环境的制约,对机器人安全性能的要求非常高,需要避免机器人内部结构出现重大故障(如燃烧、爆炸等)时危害到外部环境;还需要避免外部环境出现意外时损害机器人内部的结构、引发连环危机。
186.为此,需要对机器人的重要结构,如控制器、电路板、电池等电子元件、电气元件进行保护性设计。
187.一实施方式中,机器人还包括防爆腔1,控制器、电路板、电池等电子元件、电气元件设于防爆腔1内。
188.为方便对设于防爆腔1内的电池进行充电,可选地,机器人还包括供电装置500,供电装置500包括电池和充电机构510,充电机构510包括:电动机511,电动机511与第一齿轮512相连,用于驱使第一齿轮512旋转;发电机513,发电机513与第二齿轮514相连,第一齿轮512和第二齿轮514通过啮合的方式连接;电动机511工作时,通过第一齿轮512和第二齿轮514能够带动发电机513运转,发电机513能够对电池进行充电。
189.其中,第一齿轮512和第二齿轮514能够直接啮合在一起,也能够通过其他齿轮结构间接啮合。
190.对电池进行充电时,电动机511工作,驱使第一齿轮512旋转,第一齿轮512带动第二齿轮514旋转,第二齿轮514进一步带动发电机513工作,发电机513能够将第二齿轮514输入的机械能量转化为电能,进而对电池进行充电。
191.进一步地,防爆腔1上设置有直通管1a,电缆通过直通管1a与防爆腔1内的元件相连。
192.例如,用于连接电池和发电机513电缆通过直通管1a连接二者。设置供电装置500,能够将电池固定安装在防爆腔1内,保证电池的安全,避免充电过程中电池对外暴露,从而提高机器人的矿下安全性能。
193.一具体实施方式中,充电机构510还包括:第三齿轮515,与第一齿轮512啮合;第四齿轮516,与第二齿轮514啮合;第三齿轮515和第四齿轮516同轴设置,第三齿轮515的轮径小于第一齿轮512的轮径,第二齿轮514的轮径小于第四齿轮516的轮径。
194.由于第三齿轮515的轮径小于第一齿轮512的轮径,而第一齿轮512转动时第三齿轮515与第一齿轮512的线速度相同,因此,第三齿轮515的角速度会增大。
195.由于第三齿轮515和第四齿轮516同轴设置,第四齿轮516的角速度与第三齿轮515的角速度相同。
196.由于第二齿轮514的轮径小于第四齿轮516的轮径,而第四齿轮516转动时与第二齿轮514的线速度相同,因此,第二齿轮514的角速度会增大。
197.通过设置第三齿轮515和第四齿轮516,能够两次增大第二齿轮514的角速度,以便于发电机513生成电能。如此,既能够避免做大第二齿轮514、影响电动机511工作,又能够优化设备的空间布局。
198.一具体实施例中,供电装置500还包括安装座520,安装座520包括:联动轴521,第三齿轮515和第四齿轮516固定设置在联动轴521上;第一安装板522和第二安装板523,第一安装板522和第二安装板523间隔设置,联动轴521可转动地设置在第一安装板522和第二安装板523上;第三齿轮515设于第一安装板522和第二安装板523之间;联动轴521的一端贯穿第二安装板523,第四齿轮516设于第二安装板523远离第一安装板522的一侧。
199.具体可参照图4和图5,图示实施例中,安装座520固定设置在第一水箱231上;第一安装板522和第二安装板523沿第二方向间隔设置;安装座520还包括四根支撑轴524,任一支撑轴524的一端连接第一安装板522、另一端连接第二安装板523,四根支撑轴524设于第一安装板522和第二安装板523的四角处,能够加强安装座520的结构;联动轴521的两端分别通过一个轴承与第一安装板522和第二安装板523转动连接;第三齿轮515处于第一安装板522和第二安装板523之间,亦处于四根支撑轴524之间;第一齿轮512带动第三齿轮515转动时,安装座520的受力均匀、结构稳定;第四齿轮516设于第二安装板523远离第一安装板522的一侧,以便于啮合第二齿轮514。
200.可选地,充电机构510还包括调节器517,发电机513通过调节器517对电池进行充电。
201.调节器517可用于调节电压。在发电机513转速变化时,调节器517能够控制发电机513的电压保持恒定,防止电压过高损坏电池、避免电池过量充电。
202.调节器517的结构为现有技术,具体不再赘述。
203.可选地,防爆腔1上设置有焊接支架1b,焊接支架1b用于连接外部器件。
204.容易理解的,为固定防爆腔1与其他组件,通常需要将它们焊接在一起,若有需要,还需要设置螺纹孔等结构方便进行可拆卸地连接。若直接在防爆腔1的表面进行焊接或者孔等结构的设置,容易损害防爆腔1。
205.为此,预先在防爆腔1上设置焊接支架1b,后续安装防爆腔1的过程中,即可利用焊接支架1b与其他组件相连,而不再需要对防爆腔1进行额外的处理。
206.其中,焊接支架1b用可与防爆腔1一体成型,也可以后期焊接到防爆腔1上。
207.可选地,本技术提供的机器人还包括气体传感器11,用于检测矿井内危险气体是否超标。
208.一实施例中,气体传感器11用于检测矿井下的苯胺毒性。
209.气体传感器11可将检测信号传递给控制系统,由控制系统进行记录、或者进一步利用显示屏等结构展示检测到的气体数据,当某些毒性气体超标时,控制系统还能够通过警报器等结构提醒操作人员。
210.图4所示的实施例中,气体传感器11通过焊接支架1b和抱箍设置在在防爆腔1一
侧。
211.可选地,本技术提供的机器人还包括隔爆喇叭12,用于发出提示音。
212.一实施方式中,控制系统能够存储预设的语音信息。例如,在机器人开始工作、停止工作、接触障碍物、发生故障、遇到特殊状况等情况下,隔爆喇叭12能够发出对应的语音,方便确认机器人的运行状态。
213.另一实施方式中,操作人员能够通过隔爆喇叭12对机器人所在的位置进行喊话。
214.可选地,本技术提供的机器人还包括超声波传感器,用于检测矿井内的物体。
215.超声波传感器能够发出并接收超声波信号;由于超声波在气体、液体、固体中的传播速度不同,还会产生折射和反射现象,并且在传播过程中存在衰减。因此,利用超声波的特性,能够方便判断机器人的进行路线上是否存在障碍物,进而起到防撞等作用。
216.可选地,本技术提供的机器人还包括触摸组态屏13,工作人员能够通过操作触摸组态屏13调控机器人。
217.具体地,机器人实际工作时,可以根据预设好的程序进行日常的主动巡检、清洁等工作。若有需要,现场的工作人员也可以利用触摸组态屏13对机器人的运行参数进行调整,触摸组态屏13相当于人与机器人的交互界面。
218.设置触摸组态屏13,能够简化机器人的操作台、减少操纵开关,还能够简化电气接线、使得操作人性化。操作人员可以直接通过触摸组态屏13的来控制系统的运行,简化了操作难度。
219.触摸组态屏13还可以实时显示被控系统的参数值、显示曲线、控制、报警、记录及设置参数等功能,实现了控制系统的可视化功能。
220.可选地,本技术提供的机器人还包括还包括信息采集装置,信息采集装置设于移动装置100上、用于获取矿下的环境信息。
221.例如,信息采集装置可用于采集图像。此时,信息采集装置可采用摄像头,摄像头能够进行拍照或者摄像,以便于实现巡检目的,确认矿井内环境是否正常。若有需要,摄像头还能够进行物品识别、人脸识别。
222.又例如,信息采集装置可用于声音、气体、温度、湿度等信息。
223.本技术并不限定信息采集装置的具体构型和作用。
224.一实施方式中,控制系统能够控制移动驱动组件120驱使滚轮110转动,实现机器人的行走。
225.为更好地限定机器人的进行路线,另一实施方式中,本技术提供的机器人还包括:磁导轨,设于地面;第一磁导轨传感器2,设于移动装置100上,用于识别磁导轨,以便于移动装置100前进;第二磁导轨传感器3,设于移动装置100上,用于识别磁导轨,以便于移动装置100后退;读卡器4,设于移动装置100上,用于识别磁导轨上的磁点,以便于移动装置100选择移动路径。
226.磁导轨能够铺设到机器人需要到达的所有位置处,通过设置磁导轨,能够明确机器人的运动路线和运动空间、确保机器人能够对全部的待巡检或待清洁空间进行高效工作。
227.通过预设好的运动情景,机器人能够自动运行。机器人沿着磁导轨行进时,通过第一磁导轨传感器2、第二磁导轨传感器3和读卡器4,机器人能够快速判定运动方向,进行准
确、高效地移动。
228.若有需要,实际运行过程中,操作人员还可以通过控制面板对机器人的运动进行调整。
229.可选地,本技术提供的机器人还包括罩壳5,能够围挡机器人的四面和顶部,起到美化和保护的作用。
230.例如,图1所示的实施例中,活动装置400设于罩壳5的顶部、以便于对外界作用;至少滚轮110的下部自罩壳5底部伸出、用于接触地面、并避免罩壳5与地面摩擦;刷盘211和吸水扒221能够从罩壳5底部伸出、对地面进行清洁;其他结构设置在罩壳5内。
231.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
技术特征:
1.一种矿用多功能机器人,其特征在于,包括:移动装置(100),所述移动装置(100)包括滚轮(110)和移动驱动组件(120),所述移动驱动组件(120)用于驱使所述滚轮(110)转动、以便于所述滚轮(110)在地面上滚动;清扫装置(210),设于所述移动装置(100)前端,用于对地面进行清扫;负压装置(220),设于所述移动装置(100)后端,用于抽除地面上的脏污;活动装置(400),设于所述移动装置(100)上,所述活动装置(400)包括:活动臂(410),用于安装功能件;旋转驱动组件(420),用于驱使所述活动臂(410)在水平面内旋转;升降驱动组件(430),用于驱使所述活动臂(410)沿竖直方向运动;伸缩驱动组件(440),用于驱使所述活动臂(410)沿水平方向运动;所述矿用多功能机器人还包括供电装置(500),所述供电装置(500)包括电池和充电机构(510),所述充电机构(510)包括:电动机(511),所述电动机(511)与第一齿轮(512)相连,用于驱使所述第一齿轮(512)旋转;发电机(513),所述发电机(513)与第二齿轮(514)相连,所述第一齿轮(512)和所述第二齿轮(514)通过啮合的方式连接;所述电动机(511)工作时,通过所述第一齿轮(512)和所述第二齿轮(514)能够带动所述发电机(513)运转,所述发电机(513)能够对所述电池进行充电;所述矿用多功能机器人还包括防爆腔(1),所述电池设于所述防爆腔(1)内。2.根据权利要求1所述的矿用多功能机器人,其特征在于,还包括:磁导轨,设于地面;第一磁导轨传感器(2),设于所述移动装置(100)上,用于识别所述磁导轨,以便于所述移动装置(100)前进;第二磁导轨传感器(3),设于所述移动装置(100)上,用于识别所述磁导轨,以便于所述移动装置(100)后退;读卡器(4),设于所述移动装置(100)上,用于识别所述磁导轨上的磁点,以便于所述移动装置(100)选择移动路径。3.根据权利要求1所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述移动装置(100)包括四个所述滚轮(110)和四个所述移动驱动组件(120),任一所述滚轮(110)由一个所述移动驱动组件(120)驱使进行转动。4.根据权利要求1所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述充电机构(510)还包括:第三齿轮(515),与所述第一齿轮(512)啮合;第四齿轮(516),与所述第二齿轮(514)啮合;所述第三齿轮(515)和所述第四齿轮(516)同轴设置,所述第三齿轮(515)的轮径小于所述第一齿轮(512)的轮径,所述第二齿轮(514)的轮径小于所述第四齿轮(516)的轮径。5.根据权利要求1所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述清扫装置(210)包括刷盘(211)和清扫驱动机构(212),所述清扫驱动机构(212)用于驱使所述刷盘(211)旋转;和/或,所述负压装置(220)包括吸水扒(221)和柔性条(222),所述吸水扒(221)上设有吸水孔,所述柔性条(222)设于所述吸水扒(221)上、用于接触地面。
6.根据权利要求1所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述清扫装置(210)包括刷盘(211),所述负压装置(220)包括吸水扒(221),所述矿用多功能机器人还包括联动装置(300),所述联动装置(300)包括:第一连接杆(331),连接所述刷盘(211);第二连接杆(332),连接所述吸水扒(221);联动驱动机构(310),用于驱使所述第一连接杆(331)和所述第二连接杆(332)、带动所述刷盘(211)和所述吸水扒(221)升降。7.根据权利要求1所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述清扫装置(210)包括刷盘(211),所述负压装置(220)包括吸水扒(221),所述矿用多功能机器人还包括:第一水箱(231),所述第一水箱(231)包括清水腔和污水腔,所述清水腔连通所述刷盘(211),所述污水腔上设有排放口;第二水箱(232),所述第二水箱(232)连通所述吸水扒(221);所述负压装置(220)还包括抽吸机构,所述抽吸机构用于对所述第二水箱(232)进行抽气,以便于所述吸水扒(221)抽除地面上的脏污;所述第二水箱(232)还连通所述污水腔,抽入所述第二水箱(232)中的脏污能够进入所述污水腔、并最终经由所述排放口排出。8.根据权利要求7所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述矿用多功能机器人还包括:加水槽(234),连通所述清水腔,清水通过所述加水槽(234)加入所述清水腔中;和/或,液位传感器,用于检测所述清水腔、所述污水腔或者所述第二水箱(232)中的液位状态。9.根据权利要求7所述的矿用多功能机器人,其特征在于,所述第二水箱(232)与所述吸水扒(221)通过第一管道(2)连通,所述第一管道(2)上设有第一电磁阀(241);和/或,所述第二水箱(232)与所述污水腔通过第二管道(3)连通,所述第二管道(3)上设有第二磁阀(242);和/或,所述排放口设有第三磁阀(243);和/或,所述清水腔和所述刷盘(211)通过第三管道(4)连通,所述第三管道(4)上设有第四磁阀(244)。10.根据权利要求1-9任一项所述的矿用多功能机器人,其特征在于,还包括信息采集装置,所述信息采集装置设于所述移动装置(100)上、用于获取矿井内的信息。
技术总结
本申请公开了一种矿用多功能机器人,包括移动装置、清扫装置和负压装置,由于清扫装置设置在前,负压装置设置在后,机器人运动时,清扫装置会率先对地面进行清扫,负压装置跟随在清扫装置后,用于收集清扫装置扫出的脏污;还包括活动装置,能够带动功能件作用于各个方向、作用于不同高度和不同距离,从而满足多种多样的功能件的工作需要;还包括供电装置和防爆腔,电池设置在防爆腔内,充电机构能够在防爆腔外对电池进行充电,安全可靠。安全可靠。安全可靠。
技术研发人员:
刘峰源 濮垚 越文政 毛志恒 汪毓 刘海涛
受保护的技术使用者:
无锡军工智能电气股份有限公司
技术研发日:
2022.08.25
技术公布日:
2022/11/11