[发明专利]智能矿石清扫机器人

权利要求书

1.一种专门用于清扫铁路货车残余铁矿石的智能清扫机器人，其机械系统部分包括清扫机构和行走机构，其特征在于：所述的清扫机构由主清扫部分、辅助清扫部分、直线模组部分、辅助滑轨部分以及对心曲柄摇杆部分组成，主清扫部分中，支承连接杆[8]通过安装螺栓固定联接在主清扫板[2]背部的托板上；直线模组部分包括直线模组电机[23]、直线模组台[10]、直线模组滑台[20]、直线模组滑台端盖[11]，直线模组挡块[43]，直线模组台头部联接着直线模组电机，通过两个直线模组固定座[12]安装在呈凸台状的推板电机板[13]上，直线模组台上端中间有一条导轨，上面安装着直线模组滑台并用两个直线模组滑台端盖固定滑台两端，主清扫部分通过安装螺栓固定联接在支承连接座[9]上，支承连接座下端联接直线模组滑台；此外，辅助清扫机构中与辅助清扫前板[1]、辅助清扫后板[4]相联接的直线模组部分包括直线电机[31]、直线模组台[29]、直线模组滑台盖[26]、直线滑台[27]、直线模组固定座[30]、直线模组前端盖[28]、直线模组后端盖[41]；辅助滑轨部分中两个辅助滑轨分别固定在推板电动机[13]的两侧平板上，滑台杆[16]一端通过螺钉与滑轨台相联接，另一端与清扫板相联接，随着滑块[19]在滑轨[17]上移动，主清扫板[2]做伸缩运动；对心曲柄摇杆部分中曲柄[14]与摇杆[15]的连接处采用开口销钉进行连接，形成转动副，转动板[24]、曲柄和曲柄支座[42]构成了辅助清扫机构连接件，联接了辅助清扫部分中的辅助清扫前板[1]和辅助清扫后板[4]；所述的行走机构包括舵轮结构和万向轮结构，舵轮结构由舵轮安装板[35]、舵轮大齿轮[32]、舵轮小齿轮[36]、舵轮齿座[37]、舵机座[33]、舵轮车轮[40]、舵轮后盖[34]、舵轮车轴[44]、舵轮电机1[39]、舵轮电机2[38]、舵轮装块组成，在行驶时,舵轮由自身内部的两台伺服电机驱动，通过跟车体做相对运动来控制小车的转向，实现前后和左右两个方向的行走；万向轮连接板[45]、万向轮架[6]、万向车轮[7]组成了万向轮结构。

2.如权利要求1所述的残留矿石智能清扫机器人，其特征在于其电气控制部分包括系统的硬件部分和系统的软件部分，硬件部分可分为：为其他各个模块供电，保障系统稳定运行的电源模块、对“从设备”输送数据做出分析判断，并且向“从设备”发出相应执行指令的AT89C51芯片模块、负责清扫机器人行走过程中位置的探测任务，并将收集到的信号传给模数芯片的激光传感器模块、将传入AD芯片的模拟量转换为数字量，并将数字量传输到单片机的ADC0832芯片模数转换模块、包含负责将电脉冲信号输入伺服电机，使其能够完成正反转和停止的工作，主要是ULN2003A电机驱动芯片的电机驱动部分以及保障伺服电机电路的正常工作，经过单片机控制可实现分时段控制不同电机的伺服电机边缘控制部分的伺服电机模块、由蜂鸣器和LED警示灯组成的信号预警模块；系统的软件部分主要工作是在C语言程序设计软件中编写好程序代码，并生成单片机的执行文件。

3.如权利要求1所述的残留矿石智能清扫机器人，辅助清扫装置有以下特点：第一，主清扫机构进行矿石清扫作业后，辅助清扫机构根据车厢工况，将一次清扫剩余矿石收集到指定清扫位置，并让主清扫机构进行再次递推清扫；第二，辅助清扫装置起到导向作用，使主清扫机构沿着导向将矿石扫至车外；第三，装置不工作时可通过曲柄摇杆机构旋转90度收起，使车身更加简便，方便从外部进入货车内作业。

4.如权利要求1所述的残留矿石智能清扫机器人，主清扫机构电机选择MSMD系列额定转矩为1.3N·m的伺服电机，辅助清扫机构选择MSMD系列额定转矩为0.16N·m的伺服电机。

5.如权利要求1所述的残留矿石智能清扫机器人，为了减少万向轮的磨损情况，选择HD-WXDX型万向轮，其轮内无轴承且单轮最大承载300kg。

6.如权利要求1所述的残留矿石智能清扫机器人，选择MRT20型驱动舵轮，舵轮的安装采用卧式布局方式。

7.如权利要求1所述的残留矿石智能清扫机器人,电源模块为单片机、ADC0832芯片、ULN2003A芯片、LED报警灯、蜂鸣器供5V电源，能够为伺服电机供220V电源。