小型智能護欄清洗機器人的製作方法
2023-09-21 08:39:50 1
本實用新型涉及一種環保衛生清潔器械領域的裝置，更確切地說，本實用新型涉及一種小型智能、節能的環保型護欄清洗機器人。
背景技術：
隨著社會的發展和城市人口密度的增加，各類機動車輛也隨之增加，城市為防止車輛無序行走及行人橫穿馬路，在馬路中央安裝了大量的護欄，而護欄由於受日曬、雨淋和來往車輛的影響，常常布滿灰塵和汙漬，這嚴重影響了市容的整潔和美觀，因此，很有必要針對城市道路中央的護欄進行清洗。
傳統的護欄清洗方式為人工洗清，清洗時清潔工人需站在馬路中央，由於來往車輛眾多，因此存在很大的安全隱患，此外馬路上汽車尾氣的排放，也嚴重影響了清潔工人的身體健康。目前雖然已經出現了一些清洗護欄的清洗車，但普遍存在以下許多問題：①現有清洗車採用清水衝洗，清洗過程中需要耗費大量的水資源，造成資源的浪費；②清洗車在清洗護欄時要佔用車道，同時在清洗過程中往往行進的比較慢，給城市的交通造成了一定的壓力；③清洗車清洗護欄時常需要多名清潔人員合作完成，清洗效率較低。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的上述問題，提供了一種小型智能護欄清洗機器人。
為解決上述技術問題，本實用新型是採用如下技術方案實現的，結合附圖說明如下：
一種小型智能護欄清洗機器人，包括機體1、清洗單元2、行走單元3、氣泵4、水箱5、下位機43、單片機控制器35、超聲波傳感器36、GPS模塊37、加速度傳感器38、無線數據傳輸模塊42；
機體1中間兩側對稱安裝有導軌8和電動推桿9，電動推桿9一端安裝在機體1上，另一端與清洗單元2相連；所述氣泵4、水箱5安裝在機體1上部，所述行走單元3安裝在機體1底部；
超聲波傳感器36、GPS模塊37、加速度傳感器38分別與單片機控制器35相連，下位機43通過無線數據傳輸模塊42與單片機控制器35相連。
技術方案中所述導軌8設有八個，所述電動推桿9設有四個；所述的清洗單元2共有兩個，每個外側均安裝有四個滑塊11，四個滑塊11分別安裝在機體1的導軌8上，兩個清洗單元2通過電動推桿9的伸縮來調節兩個清洗單元2之間的距離。
技術方案中所述清洗單元2包括除塵器12、除塵滾刷13、水汽去汙器14、去汙滾刷15、風乾器16和外殼17；
所述除塵器12位於清洗單元2內部的最前方，其主體為第一長條鋁板18，第一長條鋁板18兩端呈「L」型結構，用於連接在外殼17上，第一長條鋁板18上安裝有至少一個高壓氣噴頭19，高壓氣噴頭19通過氣路管道與氣泵4相連；
所述除塵滾刷13安裝在除塵器12後方，除塵滾刷13主體為第一階梯軸20，第一階梯軸20兩端細中間粗，第一階梯軸20中間部分套有硬毛刷21，下端通過第一軸承22安裝在外殼17上，上端通過第一聯軸器23與第一電機24相連，第一電機24固定在外殼17頂部；
所述水汽去汙器14位於除塵滾刷13後方，其主體為第二長條鋁板25，第二長條鋁板25兩端同樣呈「L」型結構，用以連接在外殼17上，第二長條鋁板25上安裝有至少一個水汽混合噴嘴26，每個水汽混合噴嘴26均有一個進氣口和一個進水口，進氣口通過氣路管道與氣泵4相連，進水口利用管路連接到水箱5；
所述去汙滾刷15安裝在水汽去汙器14後方，去汙滾刷15主體為第二階梯軸27，第二階梯軸27兩端細中間粗，第二階梯軸27中間部分套有軟毛刷28，下端通過第二軸承29安裝在外殼17上，上端通過第二聯軸器30與第二電機31相連，第二電機31固定在外殼17頂部；
所述的風乾器16安裝在去汙滾刷15後方，其結構與除塵器12完全相同；
所述的行走單元3包括四組行走組件32，每個行走組件32由減速電機33和行走輪34組成，行走輪34與減速電機33相連。
技術方案中所述超聲波傳感器36共兩個，置於護欄清洗機器人前方，用以檢測前方障礙物以及護欄。
技術方案中所述小型智能護欄清洗機器人還包括高亮燈39、揚聲器40和可旋轉攝像頭41，所述高亮燈39、揚聲器40、可旋轉攝像頭41分別與單片機控制器35相連；
高亮燈39和揚聲器40置於護欄清洗機器人頂部，可旋轉攝像頭41位於護欄清洗機器人前方頂部位置。
技術方案中所述小型智能護欄清洗機器人還包括鋰電池6和喇叭口7；鋰電池6安裝在機體1上部，所述的喇叭口7安裝在機體1前端。
技術方案中所述機體1外側設有排氣口10。
與現有技術相比本實用新型的有益效果是：
1、本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人包括除塵器、除塵滾刷、水汽去汙器、去汙滾刷、風乾器，每一塊護欄都經過高壓氣吹浮塵、滾刷除塵、水汽混合汽去汙、滾刷去汙和風乾5個步驟，清洗效率高、清洗徹底。
2、相比較傳統用水清洗護欄的方式，本實用新型採用水汽混合的方式進行清理，這種方法將極大地降低水資源的浪費，因此在同等水量的情況下，本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人提高了清洗護欄的距離。
3、傳統的護欄清洗方式需要工作人員實時陪同，本實用新型採用智能清理與遠程控制相結合的方式，一方面機器人可自主清洗護欄，另一方面工作人員可遠程操控機器人從一段護欄進入下一段護欄，因此一個工作人員可同時控制多個護欄清洗機器人，極大地提高了整體清洗效率，降低人力成本。
4、本實用新型所屬的小型智能護欄清洗機器人包括兩個清洗單元、四個杆電動推桿、四個滑塊和八個導軌，通過電動推桿的收縮來實現調節兩個清洗單元之間的距離，從而可以實現對「S」型或者不同寬度的護欄進行清洗。
附圖說明
下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明：
圖1為本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的軸測投影圖；
圖2是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的內部結構剖視圖；
圖3是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的清洗單元結構軸測圖；
圖4是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的除塵滾刷結構軸測圖；
圖5是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的除塵器結構圖；
圖6是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的去汙滾刷結構軸測圖；
圖7是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的水汽去汙器結構軸測圖；
圖8是本實用新型所述的小型智能護欄清洗機器人的控制部分結構框圖；
圖中：1、機體，2、清洗單元，3、行走單元，4、氣泵，5、水箱，6、鋰電池，7、喇叭口，8、導軌，9、電動推桿，10、排氣口，11、滑塊，12、除塵器，13、除塵滾刷，14、水汽去汙器，15、去汙滾刷，16、風乾器，17、外殼，18、第一長條鋁板，19、高壓氣噴頭，20、第一階梯軸，21、硬毛刷，22、第一軸承，23、第一聯軸器，24、第一電機，25、第二長條鋁板，26、水汽混合噴嘴，27、第二階梯軸，28、軟毛刷，29、第二軸承，30、第二聯軸器，31、第二電機，32、行走組件，33、減速電機，34、行走輪，35、單片機控制器，36、超聲波傳感器，37、GPS模塊，38、加速度傳感器，39、高亮燈，40、揚聲器，41、可旋轉攝像頭，42、無線數據傳輸模塊，43、下位機。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型作詳細的描述：
本實用新型設計的小型智能護欄清洗機器人，包括機體1、清洗單元2、行走單元3、氣泵4、水箱5、鋰電池6和喇叭口7。
參閱圖1、圖2，所述的機體1呈「門」字形結構，其材料為金屬或者合金材料(例如：45號鋼、鋁合金等)，機體1中間兩側對稱安裝有八個導軌8和四個電動推桿9，四個電動推桿9一端安裝在機體1上，另一端與清洗單元2相連，機體1兩外側設有排氣口10；所述的氣泵4、水箱5、鋰電池6安裝在機體1上部；所述的喇叭口7安裝在機體1前端。所述的電動推桿9是一種電動執行機構，其可在一定範圍行程內作往返運動，電動執行機構相對於氣動執行機構(如氣缸)可不用氣源裝置和輔助設備，減少執行機構總重量。
參閱圖2和3，所述的清洗單元2共有兩個，每個外側均安裝有四個滑塊11，四個滑塊11分別安裝在機體1的導軌8上，兩個清洗單元2通過電動推桿9的伸縮來調節兩個清洗單元2之間的距離，從而可以實現對「S」型或者不同寬度的護欄進行清洗。
所述的清洗單元2包括除塵器12、除塵滾刷13、水汽去汙器14、去汙滾刷15、風乾器16和外殼17。除塵器12、除塵滾刷13、水汽去汙器14、去汙滾刷15、風乾器16和外殼17共有兩套，左右對稱布置在清洗機器人兩側。
參閱圖2、圖3和圖5，所述除塵器12位於清洗單元2內部的最前方，其主體為第一長條鋁板18，第一長條鋁板18兩端呈「L」型結構，用於連接在外殼17上，第一長條鋁板18上間隔均勻的安裝有若干個高壓氣噴頭19，高壓氣噴頭19通過氣路管道與氣泵4相連。
參閱圖2、圖3、圖4，所述的除塵滾刷13安裝在除塵器12後方(左側)，除塵滾刷13主體為第一階梯軸20，第一階梯軸20兩端細中間粗，第一階梯軸20中間部分套有硬毛刷21，下端通過第一軸承22安裝在外殼17上，上端通過第一聯軸器23與第一電機24相連，第一電機24利用螺栓固定在外殼17頂部。
參閱圖2、圖3和圖7，所述的水汽去汙器14位於除塵滾刷13後方(左側)，其主體為第二長條鋁板25，第二長條鋁板25兩端同樣呈「L」型結構，用以連接在外殼17上，第二長條鋁板25上間隔均勻的安裝有若干個水汽混合噴嘴26，每個水汽混合噴嘴26均有一個進氣口和一個進水口，進氣口通過氣路管道與氣泵4相連，進水口利用管路連接到水箱5。
參閱圖2、圖3和圖6，所述的去汙滾刷15安裝在水汽去汙器14後方(左側)，去汙滾刷15主體為第二階梯軸27，第二階梯軸27兩端細中間粗，第二階梯軸27中間部分套有軟毛刷28，下端通過第二軸承29安裝在外殼17上，上端通過第二聯軸器30與第二電機31相連，第二電機31利用螺栓固定在外殼17頂部。
所述的風乾器16安裝在去汙滾刷15後方(左側)，其結構與除塵器12完全相同。
所述的行走單元3安裝在機體1底部，包括四組行走組件32，每個行走組件32主要由減速電機33和行走輪34組成，行走輪34與減速電機33相連。
參閱圖8，護欄清洗機器人還具有單片機控制器35、超聲波傳感器36、GPS模塊37、加速度傳感器38、高亮燈39、揚聲器40、可旋轉攝像頭41、無線數據傳輸模塊42。超聲波傳感器36、GPS模塊37、加速度傳感器38、高亮燈39、揚聲器40、可旋轉攝像頭41分別與單片機控制器35相連。下位機43通過無線數據傳輸模塊42與單片機控制器相35連。
超聲波傳感器36共兩個，置於護欄清洗機器人前方，用以檢測前方障礙物以及護欄。GPS模塊37提供位置信息，加速度傳感器38提供的運動(速度、加速度)信息。高亮燈39和揚聲器40置於護欄清洗機器人頂部，在工作時警示來往車輛。可旋轉攝像頭41位於護欄清洗機器人前方頂部位置，為遠程操控人員提供路況信息。無線數據傳輸模塊42將護欄清洗機器人的各種數據傳回下位機43。整個裝置採用鋰電池6供電。
護欄清洗工作過程：
將小型智能護欄清洗機器人放置在護欄上啟動開關，除塵器12、除塵滾刷13、水汽去汙器14、去汙滾刷15、風乾器16同時啟動。在小型智能護欄清洗機器人前移的過程中，每一塊護欄都經過除塵器12、除塵滾刷13、水汽去汙器14、去汙滾刷15、風乾器16的依次清理。首先利用除塵器12將護欄表面上的浮灰初步吹去，接下來除塵滾刷13進一步去除護欄表面上的浮灰，然後水汽去汙器14對護欄上的其他汙漬進行清洗，之後去汙滾刷15清洗護欄表面的剩餘汙漬，最後利用風乾器16對護欄進行風乾。在護欄清洗過程中電動推桿9控制清洗單元2始終處於最內部位置，此外工作時高亮燈39及揚聲器40需始終開啟，以警示來往車輛。
清洗機器人遠程控制過程：
將小型智能護欄清洗機器人移至護欄上後，小型智能護欄清洗機器人自動前行並清理護欄。在前行的過程中，小型智能護欄清洗機器人可利用自身攜帶的超聲波傳感器36對前方的護欄位置進行檢測，單片機控制器35根據檢測情況調節行走單元3中的減速電機33的轉速，實現整個裝置的左右微調，以防止機器人與護欄發生幹涉碰撞。當超聲波傳感器36檢測到前方沒有護欄時，機器人停止清洗並利用電動推桿9將清理單元2移至最外側，同時機器人給工作人員發送提示信息，並利用攝像頭41為工作人員提供實時圖像，工作人員根據攝像頭41回傳的圖像控制機器人移至下一段護欄，小型智能護欄清洗機器人前方的喇叭口7增大了機器人進入護欄的可允許左右偏移量範圍，降低工作人員的操作難度。