本發(fā)明涉及垃圾清潔以及機器人應(yīng)用技術(shù)，具體涉及一種揚塵分離式垃圾收集機器人。

背景技術(shù)：

目前市面上已經(jīng)有很多比較成熟的垃圾清理車，比如吸塵器、清掃車、掃路車等，掃路車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，已經(jīng)成為一種集路面清掃、垃圾回收和運輸為一體的新型高效清掃設(shè)備。可廣泛應(yīng)用于干線公路、市政以及機場道面、城市住宅區(qū)、公園等道路的清掃，極大的解放了環(huán)衛(wèi)工人的工作強度，提高了工作效率，但這些車輛只能完成一般道路的清掃，體積龐大，操作不靈活。而運動場上人造草坪上各種微型垃圾如瓜子殼、糖果包裝袋等的清理，依舊是依靠人工進行清理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種揚塵分離式垃圾收集機器人，進行高效地垃圾收取與過濾以及機器人位移控制。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種揚塵分離式垃圾收集機器人，包括底盤組件、控制組件、垃圾收集組件以及垃圾篩選過濾組件，所述底盤組件包括底盤主體以及安裝于底盤主體上的兩組車輪和第一驅(qū)動電機，驅(qū)動電機驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn)和移動；所述垃圾收集組件包括前置滾筒和高速吹風機，前置滾筒安裝于底盤前端，并由第二驅(qū)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動以及由電子調(diào)速器調(diào)整轉(zhuǎn)速，高速吹風機安裝于前置滾筒的兩側(cè)，也由第二驅(qū)動電機驅(qū)動，高速吹風機將前置滾筒上的垃圾通過運輸軌道吹入垃圾篩選過濾組件，所述垃圾篩選過濾組件包括振動篩和儲藏室，振動篩安裝于底盤主體中部，振動篩與運輸軌道連接處豎直設(shè)置有擋板，底盤主體末端設(shè)有與振動篩相連接的儲藏室；所述控制組件包括兩個單片機(固定于機器人上部的云臺)，兩個單片機接收遙控器的信號分別控制第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機。

其中，通過遙控器遙控底盤主體的移動，底盤主體上裝有麥克納姆輪能夠?qū)崿F(xiàn)整個裝置的前后左右的自由移動，行進過程中，前置滾筒將散落在地上的垃圾滾起離開地面，前置滾筒兩側(cè)的高速吹風機將垃圾吹入振動篩過濾，將隨垃圾一起吹起的橡膠顆粒過濾掉，最終經(jīng)過振動篩過濾的垃圾滑進儲藏間。高速吹風機的風速以及振動篩震動頻率要實現(xiàn)可調(diào)以適應(yīng)不同種類的垃圾，例如，收集瓜子殼時使用高風速，低的振動頻率。還要有一定的去塵裝置，以免揚塵產(chǎn)生的二次污染，此處的去塵裝置可使用雙層20mm厚聚氨酯多孔海綿，中間間隙為5～10mm，然后用螺釘緊定在振動篩的上方用來二次吸塵.

進一步的，所述底盤主體由鋼架制成且整體大小為400mm×600mm，所述兩組車輪分別安裝底盤主體前后兩端，四個車輪均采用麥克納姆輪且分別由四個安置在麥克納姆輪內(nèi)側(cè)的3510無刷電機驅(qū)動單獨驅(qū)動，這四個無刷電機均由tb47電池直接供。

進一步的，所述底盤主體前部的兩個車輪上均設(shè)置有減震器，所述兩個兩塊tb47電池安裝于底盤主體上的車輪，為所有電機以及兩塊stm32f103系列單片機、信號接收器供電。

進一步的，所述前置滾筒由硬質(zhì)聚氨酯海綿制成，且長度為320mm直徑為80mm(當然其他大小也可以，但這樣使得整個機器人結(jié)構(gòu)更加緊湊)；通過電子調(diào)速器將前置滾筒的轉(zhuǎn)速設(shè)置為80～100r/min，例如設(shè)為90r/min，轉(zhuǎn)速太高會破壞草坪，浪費能量，太低可能會由于機器人的前進而讓滾筒電機處于被牽引狀態(tài)，清潔效果不佳，且對電機有害，采用這樣的轉(zhuǎn)速各方面性能兼顧。

進一步的，所述擋板整體呈矩形且尺寸為300mm×60mm，所述振動篩的整體尺寸為300mm×220mm，振動篩上每個網(wǎng)格大小為2.8mm×2.8mm，且目數(shù)為64，振動篩與水平面之間的傾角為30°，振動頻率為1～3hz，儲藏室位于振動篩下方。

進一步的，所述控制組件的單片機均采用stm32f103系列單片機，遙控器采用djidr16遙控器。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(1)本發(fā)明采用前置滾筒將散落在地上的垃圾滾起離開地面，再利用高速吹風機將垃圾吹入振動篩濾，將隨垃圾一起吹起的橡膠顆粒過濾掉，然后垃圾滑進儲藏間。

(2)本發(fā)明能夠前后左右自由移動。.

(3)本發(fā)明既不會破壞人造草坪，又能高效的完成垃圾的收集工作。，并且整個裝置體積很小，裝配簡單，攜帶方便，而且節(jié)能環(huán)保，可操作性強。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的仰視圖；

圖2為本發(fā)明中的前置滾筒示意圖；

圖3為本發(fā)明中振動篩的驅(qū)動示意圖；

圖4為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的立體圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于所述實施例。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的一種揚塵分離式垃圾收集機器人，包括底盤組件、控制組件、垃圾收集組件以及垃圾篩選過濾組件，所述底盤組件包括底盤主體以及安裝于底盤主體上的兩組車輪2和第一驅(qū)動電機，驅(qū)動電機驅(qū)動車輪2旋轉(zhuǎn)和移動；所述垃圾收集組件包括前置滾筒1和高速吹風機8，前置滾筒1安裝于底盤前端，并由第二驅(qū)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動以及由電子調(diào)速器調(diào)整轉(zhuǎn)速，高速吹風機8安裝于前置滾筒1的兩側(cè)，也由第二驅(qū)動電機驅(qū)動，高速吹風機8將前置滾筒1上的垃圾通過運輸軌道5(該垃圾運輸軌道5與水平面之間成20°左右的夾角)吹入垃圾篩選過濾組件，所述垃圾篩選過濾組件包括振動篩3和儲藏室4，振動篩3安裝于底盤主體中部，振動篩3與運輸軌道5連接處豎直設(shè)置有擋板，底盤主體末端設(shè)有與振動篩3相連接的儲藏室4；所述控制組件包括兩個單片機，兩個單片機接收遙控器的信號分別控制第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機。

底盤主體由鋼架制成且整體大小為400mm×600mm，兩組車輪2分別安裝底盤主體前后兩端，四個車輪2均采用麥克納姆輪且分別由四個3510無刷電機驅(qū)動單獨驅(qū)動，在相應(yīng)電機的驅(qū)動下4個車輪2能夠?qū)崿F(xiàn)不同方向的旋轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)機器人的全方向水平移動，能夠進行任何角度的水平移動，使得機器人的靈活程度大大提高，甚至還可以實現(xiàn)機器人的原地轉(zhuǎn)向，使機器人到位后迅速旋轉(zhuǎn)，正面朝向散落的垃圾。

上述底盤主體前部的兩個車輪2上均設(shè)置有減震器，能夠保證機器人在運動中兩組車輪2都著地，增加機器人的運動平穩(wěn)度，提高應(yīng)對復(fù)雜地形的能力；底盤主體上還安裝有兩塊tb47電池7以便提供24v穩(wěn)壓電源，續(xù)航能力2小時以上，基本可以完成對運動場的一次清理工作。

考慮到瓜子殼等垃圾可能會附著于人造草坪上，前置滾筒1由中硬海綿制成，且長度為320mm直徑為80mm；通過電子調(diào)速器將前置滾筒1的轉(zhuǎn)速設(shè)置為90r/min，當前置滾筒1離地高度為1mm滾動時，可使垃圾不再附著于地上，部分輕質(zhì)垃圾還可能被前置滾筒1提起，這時高速吹風機8吹出的高速氣流即可將垃圾吹起通過垃圾運輸軌道5吹入振動篩3，完成垃圾的收集。

為防止被高速吹風機8吹來的垃圾被吹到其他地方，在垃圾入口處安置軟質(zhì)塑料擋板，擋板整體呈矩形且尺寸為300mm×60mm，通過擋板的阻擋，垃圾直接落入振動篩3中，振動篩3的整體尺寸為300mm×220mm，振動篩3上每個網(wǎng)格大小為2.8mm×2.8mm，即目數(shù)為64，振動篩3與水平面之間的傾角為30°，振動頻率為1～3hz，儲藏室4位于振動篩3下方，這樣在220mm的行程中，這個尺寸是根據(jù)adams仿真結(jié)果定的，行程太短，收集的橡膠粒不易掉落，太長則無法讓機器人機構(gòu)緊湊，且需要更大功率的電機驅(qū)動；橡膠顆粒等垃圾基本全部掉落，剩下的垃圾可順利進入儲藏室4。

控制組件的單片機均采用stm32f103系列單片機，在單片機中寫入控制電機的程序來接收遙控器的遙控信號，遙控器采用djidr16遙控器。兩個單片機用來控制電壓，從而控制相應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速。一塊控制機器人的移動、轉(zhuǎn)向以及調(diào)頭，一塊控制前置滾筒1、高速吹風機8以及后面振動篩3的驅(qū)動電機(例如通過驅(qū)動電機與同步帶6的配合驅(qū)使振動篩3振動)。遙控狀態(tài)下，可以按照遙控的指示，打開或者關(guān)閉前置滾筒1電機和高速吹風機8，移動到垃圾散落的地點，將前置滾筒1朝向散落的垃圾，即可對垃圾進行收集。

本發(fā)明的工作流程為：

啟動兩塊tb47電池7電源(電源有啟動按鈕，啟動后才具有對外供電能力，而具體輸出多少電壓，則由單片機控制)，對接djidr16遙控器，根據(jù)需要調(diào)節(jié)前置滾筒1的高度(前置滾筒1的高度為調(diào)節(jié)式，例如如圖4所示，可以由一根絲桿與兩側(cè)的光桿手動調(diào)節(jié)后鎖定)，使前置滾筒1與地面之間的距離不要低于1mm，否則行進困難，并可能損害人工草坪；然后使前置滾筒1朝向散落的垃圾，打開高速吹風機8和振動篩3，向散落的垃圾推進。當工作一段時間后，垃圾部分掉落或清潔效果不佳時，就需將后面的垃圾儲存箱內(nèi)的垃圾倒出。可根據(jù)橡膠粒大小更換不同的振動篩3，若收集的垃圾中含有的橡膠粒過多，則換網(wǎng)格大的振動篩3，減少篩子的目數(shù)，并加快振動篩3振動頻率(振動篩3為可拆卸安裝，振動篩3便于維護和更換，整體尺寸不變，但其中目數(shù)可以改變)。

總體來說，本發(fā)明由四塊組件組成：底盤組件、控制組件、垃圾收集組件和垃圾篩選過濾組件，每個組件皆獨立，除底盤外其他均為可拆卸式。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)運動場人造草坪上瓜子殼、糖果包裝袋等微型垃圾的收集工作，針對人造草坪上微型垃圾重量輕，離散度高以及散落面積大等的特點，采用遠程控制通過對垃圾的拾取、分離、儲存過程，完成垃圾的清理工作，快速便捷，效果顯著。