[发明专利]一种基于螺旋传动的仿生水蛭清洁机器人及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于螺旋传动的仿生水蛭清洁机器人，包括吸附模块、转向模块、控制模块与机械模块，其特征在于：吸附模块安装在前底板和后底板上，控制模块安装在后底板上，所述机械模块包括安装在中部的螺旋传动机构、齿轮传动机构以及安装在旋转盘上的剪叉式升降机构，由所述控制模块控制螺旋传动机构和吸附模块、剪叉式升降机构和转向模块进行仿生水蛭的运动、转向和跨越障碍物。本发明涉及到研究相对较少的民用仿生机械人领域。该仿生水蛭清洁机器人主要采取齿轮传动机构和螺旋传动机构进行动力传输，较好的模拟了水蛭的步态运动，运动灵活，可跨越不同高度障碍物，设计有擦洗和吸尘的结构，具有清洁功能，尤其是窗户玻璃和地板的清洁。

技术领域：

本发明涉及一种智能清洁机器人的制造技术领域，尤其涉及一种可广泛民用的仿生水蛭清洁机器人。

背景技术：

仿生机器人是一个迅速发展的研究领域，其主要的研究方向是原型涉及、开发和应用。

随着计算机技术不断的深化发展，机械设计的工具和方法都在不断更新和升级，许多新理论和新技术领域得到迁移和渗透。

其中仿生学机械设计为了实现时代的人与自然之间的和谐，注重学习复杂的有机体，充分发挥其精致、优良的特点，建立结构、功能、控制、能源和其他方面更具竞争力的仿生机械产品，改进和完善生产或生活中现有机械产品的技术性能，满足新的生产或生活的需要。

为了更好地将仿生机器人运用于我们的日常生活中，实现高空自主清洁玻璃等工作，减少高危环境下的人工劳作，开发一种结构简单、造价低的仿生机器人具有实际运用价值。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种用于可广泛民用的仿生水蛭清洁机器人，这是一个目前研究相对较少的领域。该仿生水蛭清洁机器人具有工作原理简单、结构紧凑等优点，较好的模拟了水蛭的步态运动，可稳定吸附在工作平面上，设计有擦洗和吸尘的结构，具有清洁功能，尤其是窗户玻璃的清洁。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种基于螺旋传动的仿生水蛭清洁机器人，包括吸附模块、转向模块、控制模块与机械模块，其特征在于：吸附模块安装在前底板和后底板上，控制模块安装在所述后底板上，所述机械模块包括安装在中部的螺旋传动机构和齿轮传动机构，以及安装在前旋转盘上的第一剪叉式升降机构和安装在后旋转盘上的第二剪叉式升降机构，由所述控制模块控制螺旋传动机构和吸附模块、剪叉式升降机构和转向模块进行仿生水蛭的运动、转向和跨越障碍物。

在一个实施例中，所述前吸附模块包括集尘盒、集风罩、离心式叶轮、第一直流电机、过滤器，所述集尘盒和集风罩安装在所述前底板上，过滤器安装在集尘盒的排气孔内，集风罩与集尘盒的排气孔轴向连接，所述离心式叶轮安装在集风罩内，第一直流电机的输出端通过联轴器与传动轴轴向连接，所述传动轴与离心式叶轮轴向连接，第一直流电机通过电机底座固定在所述前底板上，所述集尘盒底板设有吸气口。

在一个实施例中，所述后吸附模块包括气泵、导管、吸盘，所述气泵通过所述固定支架安装在所述后底板上，所述气泵进气口与所述导管连接，所述导管另一端与所述吸盘连接，所述吸盘上端固定在所述后底板上。

在一个实施例中，所述转向模块由第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机和第一舵机架、第二舵机架、第三舵机架、第四舵机架组成；其中，第一舵机通过固定支架固定在所述前底板上，第一舵机输出端通过舵机盘与前旋转盘底面连接；第二舵机通过固定支架固定在所述后底板上，第二舵机输出端通过舵机盘与后旋转盘底面连接；第三舵机固定在前连接架上，前连接架固定在剪叉式升降机构的顶盘上，第三舵机的输出端通过舵机盘与舵机支架连接，舵机支架与内螺纹管连接；第四舵机固定在后连接架上，后连接架固定在后剪叉式升降机构的顶盘上，第四舵机的输出端通过舵机盘与舵机架连接，舵机架与机壳端面连接。

在一个实施例中，所述螺旋传动机构由螺纹轴和内螺纹管组成，螺纹轴的外螺纹与内螺纹管的内螺纹旋合而组成螺纹副。