多功能风道检测行走机器人.pdf

一种多功能风道检测行走机器人，包括箱体、云台式摄像头、双履带驱动系统、臭氧发生器、雾化器；所述云台式摄像头固定于箱体上方，其水平方向旋转范围为360°；所述双履带驱动系统具有支架，支架对称的分布于所述箱体下方的左右两侧，箱体固定于该支架上；所述臭氧发生器位于箱体内，其臭氧出口设于箱体表面；所述雾化器也位于箱体内，雾化器连接消毒液容器，该消毒液容器连接内部具有小风扇的雾化消毒气罩，该雾化消毒气罩通过雾化消毒气输送软管连接设于箱体表面的雾化消毒气出口。本发明操作灵活，使用方便，可跨越障碍物和上坡，具有紫外线消毒、清新空气及辅助清障等多种功能。

1、  一种多功能风道检测行走机器人，其特征在于，包括箱体、云台式摄像头、双履带驱动系统、臭氧发生器、雾化器；所述云台式摄像头固定于箱体上方，其水平方向旋转范围为360°；所述双履带驱动系统具有支架，支架对称的分布于所述箱体下方的左右两侧，箱体固定于该支架上；所述臭氧发生器位于箱体内，其臭氧出口设于箱体表面；所述雾化器也位于箱体内，雾化器连接消毒液容器，该消毒液容器连接内部具有小风扇的雾化消毒气罩，该雾化消毒气罩通过雾化消毒气输送软管连接设于箱体表面的雾化消毒气出口。

2、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，其还具有一清障机构，该清障机构包括，在箱体的底板上固定一机构固定座，该机构固定座上安装有马达，该马达通过行星减速箱及一级平行轴齿轮减速，再通过曲柄摇杆机构连接一位于箱体前方的毛刷的旋转轴，该旋转轴两端枢接于箱体两侧的旋转轴支撑板上。

3、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述支架的两侧对称的分别通过转轴安装有一主动轮、多个导轮、一前导轮和一张紧轮，支架的两侧各有一条履带套设于各轮之上，主动轮固定于支架后端上部，两侧的主动轮各自由一马达驱动，多个导轮以一定间距呈直线排列于支架的下部，承载支架并规正履带，前导轮固定于支架前端上部，张紧轮固定于支架上部并压迫履带使其张紧。

4、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述支架的两侧对称的分别通过转轴安装有一主动轮、多个导轮、一前导轮和一张紧轮，支架的两侧各有一条履带套设于各轮之上，主动轮固定于支架后端上部，两侧的主动轮由同一马达提供动力来驱动，多个导轮以一定间距呈直线排列于支架的下部，承载支架并规正履带，前导轮固定于支架前端上部，张紧轮固定于支架上部并压迫履带使其张紧。

5、  如权利要求3或4所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述导轮共有五个，其中四个导轮以一定间距呈直线排列于支架的下部，还有一个导轮固定于支架上部。

6、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述箱体表面还具有若干通过紫外灯座固定于箱体上的紫外灯，箱体内固定有紫外灯逆变器。

7、  如权利要求6所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述紫外灯为两只，分布于箱体上表面两侧。

8、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述云台式摄像头由两个超声波马达驱动，其俯仰方向旋转范围为90°。

9、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述消毒液容器的箱盖为透明材料。

10、  如权利要求1所述的多功能风道检测行走机器人，其特征在于，所述箱体的后挡板固定有十六芯航空插座和视频接头。

多功能风道检测行走机器人
技术领域
本发明涉及环保设备领域，尤其涉及一种多功能风道检测行走机器人。
背景技术
随着城市建设的发展，越来越多的现代化建筑林立于城市中。而这些建筑大都采用中央空调管道形式的设计，这些管道在长期使用中会积累许多灰尘、病菌、病毒、尘螨及放射物，这些有害物质在送风过程中便污染了空气。人们若长期在这样的室内空气环境中工作生活，极易感染各种疾病。为避免多种经空气传播的疾病的流行，对风道进行定期清洗势在必行。
在风道清洗工作中经常会应用一种风道检测行走机器人作为辅助，可对清洗前、后的风道作直观目视检测，并可实现全程录像。目前市场上现有的风道检测行走机器人，采用前、后两个彩色摄像头的设计方案，通过有线遥控行走。其机器人前摄像头为彩色摄像头，可在一定角度内调整摄像角度(例如135度)，可自动调整摄像焦距；后摄像头为彩色微型摄像头，属于自动调焦。检测机器人行走速度可切换为高低两种行走速度，高速为后退时使用，低速为检测时使用。采用这样设计的风道检测行走机器人，其功能比较单一，只能前进、后退、原地转弯，且摄像头动作单一，不能很好地进行灵活的操作，难以适应复杂的管道现场状况，无法翻越大的垂直障碍物以及攀爬大角度的斜坡。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作灵活、使用方便的风道检测行走机器人，且具有客户所需的多种功能。
因此，本发明提供一种多功能风道检测行走机器人，包括箱体、云台式摄像头、双履带驱动系统、臭氧发生器、雾化器；所述云台式摄像头固定于箱体上方，其水平方向旋转范围为360°；所述双履带驱动系统具有支架，支架对称的分布于所述箱体下方的左右两侧，箱体固定于该支架上；所述臭氧发生器位于箱体内，其臭氧出口设于箱体表面；所述雾化器也位于箱体内，雾化器连接消毒液容器，该消毒液容器连接内部具有小风扇的雾化消毒气罩，该雾化消毒气罩通过雾化消毒气输送软管连接设于箱体表面的雾化消毒气出口。
其中，还具有一清障机构，该清障机构包括，在箱体的底板上固定一机构固定座，该机构固定座上安装有马达，该马达通过行星减速箱及一级平行轴齿轮减速，再通过曲柄摇杆机构连接一位于箱体前方的毛刷的旋转轴，该旋转轴两端枢接于箱体两侧的旋转轴支撑板上。
其中，所述支架的两侧对称的分别通过转轴安装有一主动轮、多个导轮、一前导轮和一张紧轮，支架的两侧各有一条履带套设于各轮之上，主动轮固定于支架后端上部，两侧的主动轮各自由一马达驱动，多个导轮以一定间距呈直线排列于支架的下部，承载支架并规正履带，前导轮固定于支架前端上部，张紧轮固定于支架上部并压迫履带使其张紧。
其中，所述支架的两侧对称的分别通过转轴安装有一主动轮、多个导轮、一前导轮和一张紧轮，支架的两侧各有一条履带套设于各轮之上，主动轮固定于支架后端上部，两侧的主动轮由同一马达提供动力来驱动，多个导轮以一定间距呈直线排列于支架的下部，承载支架并规正履带，前导轮固定于支架前端上部，张紧轮固定于支架上部并压迫履带使其张紧。
其中，所述导轮共有五个，其中四个导轮以一定间距呈直线排列于支架的下部，一个导轮固定于支架上部。
其中，所述箱体表面还具有若干通过紫外灯座固定于箱体上的紫外灯，箱体内固定有紫外灯逆变器。
其中，所述紫外灯为两只，分布于箱体上表面两侧。
其中，所述云台式摄像头由两个超声波马达驱动，其俯仰方向旋转范围为90°。
其中，所述消毒液容器的箱盖为透明材料。
其中，所述箱体的后挡板固定有十六芯航空插座和视频接头。
本发明所提供的多功能风道检测行走机器人，操作灵活，使用方便，可跨越障碍物和上坡，具有紫外线消毒、喷雾气清新空气、臭氧杀菌及辅助清障等多种功能。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的总装示意图；
图2为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的紫外灯及箱体结构示意图；
图3为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的云台式摄像头及履带的示意图；
图4为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的臭氧发生器及雾化器的示意图；
图5为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的清障机构的示意图。
具体实施方式
参见图1至图5，其显示了本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例。在此较佳实施例中，该机器人设有云台式摄像头2、紫外灯座及灯管31、雾化器44、附有毛刷91的清障机构、臭氧发生器62等机构，通过双履带驱动系统来驱动，从而可满足用户对风道检测行走机器人所要求的全方位检测与录像、跨越障碍物和上坡、紫外线消毒、喷雾气清新空气、臭氧杀菌及辅助清障等多种功能。
参见图1，其为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的总装示意图。该较佳实施例外形尺寸为：280mm×200mm×165mm，至少可用于180x250mm的矩形管道，其于箱体1上面固定安装有云台式摄像头2，箱体1上面左右两侧边各固定安装有一紫外灯座及灯管31，箱体1上面露出的部分还包括雾化器的消毒液容器的箱盖41、位于箱盖41上方的雾化消毒气罩42；按照该机器人行进方向划分，箱体1前方具有清障机构5，箱体1前挡板具有雾化消毒气出口43及臭氧出61，箱体1后挡板具有一16芯航空插座7，可通过该航空插座7对该机器人进行供电及有线控制。
参见图2，其为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的紫外灯及箱体结构示意图。箱体1包括其四周的挡板及延伸部分；箱体1上面左右两侧边各固定安装有一紫外灯座及灯管31；箱体1内部具有一80W(输入DC12V；输出AC220V)的紫外灯逆变器32，用于对紫外灯供电。本发明通过增加紫外灯，当风道清扫完毕后，可开启紫外灯进行杀菌消毒。
参见图3，其为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的云台式摄像头及履带的示意图。云台式摄像头2固定于箱体1上方，可水平方向旋转360°，俯仰方向旋转90°，分别由2个超声波马达驱动，为彩色摄像，分辨率为480线，可自动调整摄像焦距，利用其对清洗前、后的管道可进行全方位检测与录像，操作灵活方便。该机器人的驱动系统为双履带驱动系统，左右两侧各有一相同的履带驱动系统。以其中一侧为例，支架81上的通过转轴安装有一主动轮82、五个导轮83、一前导轮84和一张紧轮85，一条履带86套设于各轮之上；主动轮82固定于支架81后端上部，主动轮82即同步轮，在此较佳实施例中，左右两个主动轮82各自由一个马达驱动，可实现前进、后退、左转弯与右转弯等动作；由于在该较佳实施例中，采用两个马达分别驱动左右两侧的履带，两个马达可分别控制其转速，因此转弯方式有三种：1.使两侧履带以不同速度前进，机器人就会向慢一点的那一侧慢慢转向；2.一侧履带动，一侧不动，那么机器人就会以不动的那侧履带为圆点，在原地转弯；3.利用两个马达，使一侧履带向前转另一侧履带向后转，那么机器人就会以本身为圆心，原地360度转弯；四个导轮83以一定间距呈直线排列于支架81的下部，承载支架81并规正履带86，前导轮84固定于支架81前端上部，一导轮83固定于支架上部，张紧轮85固定于支架上部并压迫履带使其张紧。在此较佳实施例中，通过采用该双履带驱动系统，检测机器人可机动灵活的前进后退和左右转弯：单方向行走距离不小于20米，最快行走速度不低于10米/分钟，且速度可调，车体可原地360度转弯，并且可跨越障碍物和上坡，能够跨越高40mm的障碍物，且能在坡度不小于40°斜坡上行走。
参见图4，其为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的臭氧发生器及雾化器的示意图。箱体1内具有臭氧发生器62，箱体前挡板11具有臭氧出口61。箱体1内还具有雾化器44，雾化器44连接消毒液容器45，消毒液容器45连接内部具有小风扇的雾化消毒气罩42，雾化消毒气罩42通过雾化消毒气输送软管46连接箱体前挡板11上的雾化消毒气出口43。此外，箱体后挡板12上留有固定航空插座与视频接头的开口。本发明增设了臭氧发生器，当风道清扫后，可开启臭氧发生器进行杀菌消毒；还增设雾化器，当风道清扫后，可开启雾化器以清新风道内的空气。
参见图5，其为本发明多功能风道检测行走机器人一较佳实施例的清障机构的示意图。该清障机构通过机构固定座51固定于箱体的底板13上，该机构固定座51上安装有马达52，马达52通过行星减速箱及一级平行轴齿轮53减速，再通过曲柄摇杆机构54连接一位于箱体前方的毛刷91的旋转轴92，该旋转轴92两端枢接于箱体两侧的旋转轴支撑板14上。马达52提供动力，通过行星减速箱及一级平行轴齿轮53减速，进而通过曲柄摇杆机构54传递至毛刷91，使得毛刷91可绕旋转轴92进行往复旋转，实现毛刷91的清扫动作。通过增加清障机构，当前面有可移动的块状垃圾(如死老鼠)时，可及时清除，将块状垃圾收集至箱体内的容置空间中，以方便后面的清扫。
按照此较佳实施例将本发明多功能风道检测行走机器人组装完毕后，可通过箱体后挡板12上的16芯航空插座与视频接头的接口，接入控制线缆及视频传输线缆，对机器人进行有线控制。在对风道进行清洗工作的前、后，控制该机器人于风道内前进或后退，通过云台式摄像头2对风道内情况进行目视检测，并可全程录像。通过该机器人的双履带驱动系统，可克服风道内各种复杂路况，通过分别控制双履带驱动系统的两个马达的转速和旋转方向，可实现控制机器人进行转弯的动作。在利用机器人检测风道时，遇到风道内存在可移动的块状垃圾(如死老鼠)时，可利用清障机构的毛刷将垃圾扫入箱体内的容置空间，方便后面的清扫。当完成清扫风道的工作后，再次利用本发明多功能风道检测行走机器人检测风道内清洁情况时，还可进一步利用该机器人附带的紫外灯座及灯管31、雾化器44、臭氧发生器62等对风道进行进一步消毒杀菌，以强化风道的清洁效果。该发明与目前市面上任何一款检测机器人相比具有操作灵活、使用方便的优点，且弥补了现有产品功能上的不足。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。