摘?要：為解決家庭中經(jīng)常出現(xiàn)的掃地機(jī)器人車輪軸承或內(nèi)部結(jié)構(gòu)被毛發(fā)纏繞的現(xiàn)象，通過改變原有常規(guī)掃地機(jī)器人內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)，增加毛發(fā)清理和邊刷結(jié)構(gòu)實現(xiàn)防毛發(fā)纏繞，同時增加了智能加濕和巡防攝像的功能，設(shè)計出一種防毛發(fā)纏繞的多功能掃地機(jī)器人。

關(guān)鍵詞：多功能;防毛發(fā)纏繞;實時監(jiān)控;智能加濕

1 緒論

伴隨著生活水平的提高，機(jī)器人進(jìn)入家庭幫忙打理家務(wù)成為新的需求。脫落毛發(fā)不僅危害人們的身體健康也給打掃處理造成了很大的麻煩，對掃地機(jī)器人而言，脫落毛發(fā)的如何便利清掃是急需解決的一個問題。因此，一款能夠處理毛發(fā)的掃地機(jī)器人顯得很有必要，解決了目前市場上掃地機(jī)器人在處理毛發(fā)后需要人為清掃的問題。同時隨著人們對智能家居的要求逐漸增高，功能的多樣性也成為逐漸發(fā)展的方向，通過對內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造后增設(shè)了安全巡視和除濕增濕等多功能，滿足生活中的更多需要。

2 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對現(xiàn)有的掃地機(jī)器人進(jìn)行內(nèi)部改動如圖1所示，增加了加除發(fā)器和伸縮邊刷裝置實現(xiàn)對毛發(fā)清潔過程中防止內(nèi)部和車輪軸承纏繞的功能，而濕器、攝像頭完善了掃地機(jī)器人的功能，實現(xiàn)了掃地機(jī)器人的多功能化。

2.1 智能加濕裝置

利用裝置的靈活性，給清掃裝置加設(shè)加濕器均勻分布安裝在裝置的四周，且機(jī)身表面安裝多個空氣濕度傳感器，傳感器實時檢測室內(nèi)空氣濕度，將檢測到的空氣干燥信息經(jīng)傳送給控制主機(jī)，主機(jī)判斷信息后發(fā)出指令，實現(xiàn)加濕器的打開，加濕器跟隨裝置的移動可加濕整個生活空間，實現(xiàn)較大范圍的空氣加濕功能。

2.2 巡視攝像安防裝置

裝置的攝像頭前端配備多組人體紅外熱傳感器，紅外傳感器和CMOS攝像頭聯(lián)合工作，實現(xiàn)的高性能、低成本的人體監(jiān)視系統(tǒng)，且該系統(tǒng)可通過Wi-Fi實現(xiàn)與手機(jī)端或PC端的連接，能夠較遠(yuǎn)距離實現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境的實時巡視、監(jiān)視。另外裝置在用戶安防巡視設(shè)置后，當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生任何異常變化時，都會觸發(fā)報警信號且自動拍攝異常環(huán)境照片或視頻并將其上傳至用戶手機(jī)端，提醒用戶。

2.3 防纏繞裝置設(shè)計

防纏繞裝置由除發(fā)器和伸縮邊刷兩部分組成，除發(fā)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)由類似于梳子的梳齒和推齒兩個主要硬件裝置構(gòu)成。除發(fā)器避免了內(nèi)部滾刷軸承纏死，伸縮邊刷用于解決車輪軸承被纏繞的問題。

2.3.1 除發(fā)器結(jié)構(gòu)設(shè)計

除發(fā)器裝置由梳齒和推齒兩個主要硬件裝置構(gòu)成。除發(fā)器安裝固定在除發(fā)器支撐架上，除發(fā)器支撐架嵌套在集塵盒進(jìn)氣端口邊緣;其梳齒由除發(fā)器驅(qū)動舵機(jī)驅(qū)動沿梳齒導(dǎo)軌工作，推齒固定在除發(fā)器支撐架上，不可移動。工作時，梳齒在舵機(jī)作用下伸出吸塵口與滾刷交叉，此時導(dǎo)軌中彈簧被壓縮，當(dāng)凸輪與梳齒上擋板結(jié)構(gòu)相分離時，通過彈簧作用梳齒收縮進(jìn)集塵盒，并在推齒作用下將附在梳齒上的毛發(fā)推下被吸進(jìn)集塵盒。

2.3.2 伸縮邊刷結(jié)構(gòu)裝置

刷毛部通過導(dǎo)軌及彈簧連接在離心力作用下可以在邊刷結(jié)構(gòu)上直運動，邊刷的伸縮結(jié)構(gòu)使得邊刷轉(zhuǎn)動過程中能夠?qū)C(jī)身寬度范圍內(nèi)的毛發(fā)、灰塵規(guī)整在滾刷清掃路徑上，避免車輪下存在的毛發(fā)纏繞在車輪軸承中。

3 總結(jié)

通過對掃地機(jī)器人進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)改進(jìn)，解決了目前使用的掃地機(jī)器人裝置，清除地面散落毛發(fā)時，存在清掃不完全及無法避免被長毛發(fā)纏死軸承的問題，同時增加了智能加濕和巡防的設(shè)計，完善了整體功能。

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作者簡介：曹程陽（1998-），男，漢族，河南鞏義人，本科在讀，河南理工大學(xué)，主要從事嵌入式方面的研究。