中央空调风管多功能空气质量分析机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种中央空调通风管道多功能空气质量分析机器人，包括履带式行走模块、机器人箱体、前向视觉传感器模块、后向视觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离传感器、空气质量检测模块、灰尘定量采样模块、灰尘测重模块、电源模块、电机驱动板、无线通信模块、中央控制单元和远程遥控单元；该机器人可以实时检测中央空调风管空气中有害气体的含量，可以采集中央空调风管底部和中央空调风管侧壁上的灰尘，并可以实时地测量所采集灰尘的重量；该机器人具有在中央空调风管中自主运动和自主决策的能力，使操作人员不需要掌握高深的机器人领域的专业知识就可以轻松地进行操作，并且减少机器人作业中的人为干预，能更好地保证检测结果的可靠性与公平性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于中央空调风管清洗设备领域，具体涉及一种中央空调风管多功 能空气质量分析机器人。
技术介绍
中央空调在经过一段时间的运行之后，中央空调风管的侧壁、底部容易聚集一些有害物质如灰尘、病菌、病毒、尘螨以及碳放射物等；而且由于新风量 不足，中央空调风管可能出现二氧化碳、二氧化硫和挥发性有机气体等有害气 体超标。因此，定期对中央空调通风管道的卫生状况进行检测，以决定清扫的 必要性和检测清扫的效果，这对保证室内空气的清洁和为工作人员提供安全舒 适的工作环境具有十分重要的意义。由于检测人员直接进入中央空调风管进行 空气质量分析与检测比较困难，而且工作条件差，因此设计一种能够在中央空 调风管中对空气质量和集尘进行检测分析的自动机器人是十分必要的。虽然由 雷学军设计的专利技术专利"一种用于中央空调的定量采样机器人"和孙晓博等人设计的技术专利"中央空调风管检测机器人"，涉及了中央空调风管中的灰 尘采集机器人，但是这两个专利设计的机器人是遥控型的机器人，它们不能自 主地在风管中工作，而且这两款机器人只能采集中央空调风管底部的灰尘，不 能采集中央空调风管侧壁的灰尘，更不能实时检测所采集灰尘的重量、不能对 空气质量进行实时检测与分析。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种能够在中央空 调风管中自主地进行空气质量检测、灰尘采集的多功能空气质量分析机器人。 可以实时地检测中央空调风管中有害气体的含量，采集中央空调风管底部、两 侧壁的灰尘并实时地测量灰尘的重量。本专利技术的目的是通过下述技术方案实现 一种中央空调风管多功能空气质量分析机器人，包括履带式行走模块、机器人箱体、前向视觉传感器模块、后 向视觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离传感器、空气质量检测模块、 灰尘定量采样模块、灰尘测重模块、电源模块、电机驱动板、无线通信模块、中央控制单元和远程遥控单元；所述履带式行走模块设置在机器人箱体的两侧; 所述前向视觉传感器模块、后向视觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离 传感器和空气质量检测模块分别设置在机器人箱体的上面；中央控制单元、无 线通信模块、电源模块和电机驱动板分别设置在机器人箱体的内部；所述中央 控制单元通过数据线分别与空气质量检测模块、前向视觉传感器模块、后向视 觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离传感器、电机驱动板和无线通信模 块相连；所述电源模块通过电源线分别与中央控制单元和电机驱动板相连；所 述无线通信模块通过数据信号线与天线相连；所述远程遥控单元设置在笔记本 电脑上，笔记本电脑上还装有遥控操作手柄。所述空气质量检测模块可以检测 二氧化碳、二氧化硫和挥发性有机气体等有害气体的含量。为了更好地实现本专利技术，所述灰尘定量采样模块包括采样控制箱、升降电 机、采样箱、刮板驱动电机、刮板和灰斗，所述采样控制箱通过旋转轴与机器 人箱体连接，主要负责控制灰尘定量采样模块的旋转和升降；所述旋转轴通过 齿轮副二与旋转电机的输出轴相连；所述升降电机的输出轴通过链条一与链轮 一相连，链轮一通过其中间孔的齿与升降螺杆啮合；所述采样控制箱通过升降 螺杆控制采样箱的升降运动，并由导向杆导向；所述采样箱主要负责采集灰尘， 并将采集的灰尘倒入灰尘测重模块；所述刮板驱动电机的输出轴的链轮二通过 链条二与刮板驱动轴的链轮二相连；所述刮板驱动轴的两端分别通过轴承二由 灰尘定量采样模块的侧壁支撑，链条三同时与链轮三和链轮四啮合，移动滑块 固定在链条三上，而且移动滑块与滑槽相匹配；所述刮板又固定在移动滑块上； 所述灰斗通过铰接杆与采样箱的侧壁铰接，灰斗的下端还与滑索相连；所述滑 索通过滑轮与固定在倒灰轴上的线盘相连；所述倒灰轴通过齿轮副三与倒灰电 机相连。倒灰电机可以使滑索拉紧和放松，从而可以控制将灰斗中的灰尘倒入 灰尘测重模块的托盘中。所述履带式行走模块设置在机器人箱体的两侧；履带式行走模块包括履带 和履带驱动电机，每侧的履带由一个主动轮、 一个从动轮和三个压带轮支撑， 所述主动轮的主动轮轴的一端通过轴承一与侧板相连，另一端与箱体支杆相连; 在履带驱动电机的输出轴上设置有齿轮副一的一个齿轮，齿轮副一的另一个齿 轮固定在锥形齿轮副的输入轴上，锥形齿轮副与主动轮轴相连；履带驱动电机 通过信号线与设置在机器人箱体内的电机驱动板相连。所述前向视觉传感器模块、后向视觉传感器模块均包括摄像头和照明灯。所述中央控制单元包括视觉信息处理模块、声纳信息处理模块、红外信息 处理模块、多传感器信息融合模块、快速三维环境建模模块、全局定位模块、 智能导航与高层规划模块、底层运动控制模块、空气采样数据与灰尘采样数据模块、数据编码与压缩模块及数据接收与发送模块；所述视觉信息处理模块输 出端、声纳信息处理模块输出端、红外信息处理模块输出端与多传感器信息融 合模块输入端连接；所述多传感器信息融合模块输出端分别与快速三维环境建 模模块输入端、全局定位模块输入端、智能导航与高层规划模块输入端连接； 所述快速三维环境建模模块输出端通过全局定位模块和智能导航与高层规划模 块输入端连接；所述底层运动控制模块输入端与智能导航与高层规划模块输出 端连接；所述底层运动控制模块输出端与快速三维环境建模模块输入端连接； 所述数据编码与压縮模块输入端分别与快速三维环境建模模块输出端、视觉信 息处理模块输出端连接；所述底层运动控制模块和数据接收与发送模块互接； 所述空气采样数据与灰尘采样数据模块输出端和数据接收与发送模块输入端连 接；所述数据编码与压縮模块输出端和数据接收与发送模块输入端连接。所述远程遥控单元包括空气质量智能分析模块、空气质量数据存储模块、 清洗与消毒决策支持模块、超标报警模块、空气质量指标显示模块、视频存储 与检索模块、远程遥控操作模块、视频显示模块、三维环境模型显示模块及信 息接收与发送模块；所述空气质量智能分析模块与空气质量数据存储模块、清 洗与消毒决策支持模块、空气质量指标显示模块及信息接收与发送模块同时连 接；所述信息接收与发送模块通过视频存储与检索模块与视频显示模块连接； 所述信息接收与发送模块还通过远程遥控操作模块与三维环境模型显示模块连 接。本专利技术的工作原理是中央控制单元可以根据传感器的信息控制机器人自 主地在风管中运动；机器人在运动的过程中，中央控制单元的空气采样数据与 灰尘采样数据模块可以控制空气质量检测模块中的仪器测量挥发性有机气体、 可吸入颗粒物、二氧化碳、 一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、甲醛和苯的含量； 当机器人到达指定的灰尘采集点时，中央控制单元的空气采样数据与灰尘采样 数据模块可以控制旋转电机正反旋转，从而使定量灰尘采集模块垂直中央空调 风管的底板或左右侧板，并且可以控制升降电机正反旋转使定量灰尘采集模块 的采样箱在升降螺杆和导向杆的带动下产生升降，因此定量灰尘采集模块不仅 可以采集中央空调风管底板上的灰尘而且可以采集其左右侧板上的灰尘；同时灰尘采集模块可以将采集到的灰尘倒入灰尘测重模块实时地测试在各个采集点 所采集灰尘的重量；所述机器人中的无线通信模块通过天线可以与装有同样无 线通信模块的笔记本电脑建立无线通信物理连接；中央控制单元的数据发送与 接收模块和远程遥控单元的数据发送与接收模块之间可以相互传递数据，以实 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央空调风管多功能空气质量分析机器人，其特征在于：所述机器人包括履带式行走模块、机器人箱体、前向视觉传感器模块、后向视觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离传感器、空气质量检测模块、灰尘定量采样模块、灰尘测重模块、电源模块、电机驱动板、无线通信模块、中央控制单元和远程遥控单元；所述履带式行走模块设置在机器人箱体的两侧；所述前向视觉传感器模块、后向视觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离传感器和空气质量检测模块分别设置在机器人箱体的上面；中央控制单元、无线通信模块、电源模块和电机驱动板分别设置在机器人箱体的内部；所述中央控制单元通过数据线分别与空气质量检测模块、前向视觉传感器模块、后向视觉传感器模块、声纳距离传感器、红外距离传感器、电机驱动板和无线通信模块相连；所述电源模块通过电源线分别与中央控制单元和电机驱动板相连；所述无线通信模块通过数据信号线与天线相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闵华清，罗荣华，马鹏飞，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]