專利名稱：多功能靜電遙控清掃車的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電清潔裝置，具體涉及一種多功能靜電遙控清掃車，屬于清潔技術領域。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，大家對自己居住、工作的環境要求也與 日俱進。環境衛生條件是環保要求中非常重要的方面，不僅房間地面要無垃圾、無塵土，而且房間里的空氣要無煙霧、無揚塵，空氣質量的考核指標要從PMlO過渡到PM2. 5。傳統的地面清掃裝置有機械式的如電動掃把，也有空氣負壓式的如吸塵器。現有的空氣清潔裝置有采用濾紙、海綿過濾式的，也有采用活性碳、樹脂等吸附式的。但上述裝置都無法實現既能清掃地面又能清潔空氣，目前尚未見有同時清掃地面和清潔空氣的一機多功能的清掃裝置。近年來，高壓靜電技術開始進入清潔技術領域，其應用靜電吸附細小物粒的原理，使用靜電高壓對粉塵進行極化與感應，從而實現除塵凈化環境的目的。

發明內容
本發明是為了克服上述現有技術的不足，提供一種多功能靜電遙控清掃車，以實現同時完成清掃地面和凈化空氣的工作，達到操作方便、結構簡單、一機多能的效果。本發明是通過如下技術方案實現的一種多功能靜電遙控清掃車，其包括地面靜電吸塵模塊、空氣靜電吸附清潔模塊和電控制模塊，其中，地面靜電吸塵模塊位于所述清掃車接近地面的最下部，空氣靜電吸附清潔模塊位于該地面靜電吸塵模塊的上方，電控制模塊設置于所述清掃車的外殼內，其包括有靜電高壓發生器，該電控制模塊連接地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊并遙控清掃車的運行。所述的地面靜電吸塵模塊包括底盤、前輪、后輪、靜電發生棒、若干傳動輪、環形傳動帶、靜電除塵紙和驅動電機，其中，前輪和后輪分別安裝在底盤前部和后部的下方，靜電發生棒設置于底盤中部的下方，若干傳動輪分別旋轉地架設于底盤上，環形傳動帶繞置于所有傳動輪上形成一環形并由靜電發生棒與地面之間穿過，靜電除塵紙附置于環形傳動帶的外表面上，驅動電機設置于底盤后部的下方，并連接且驅動后輪。所述的靜電除塵紙為聚丙烯水刺無紡布。所述的環形傳動帶的下表面距離地面5-10mm。所述的空氣靜電吸附清潔模塊包括柱形外殼、頂罩、靜電高壓極板和風機，其中，柱形外殼固定于所述底盤上，靜電高壓極板和風機固定在柱形外殼的頂部，該風機位于靜電高壓極板的前方，頂罩扣置于柱形外殼的上部。所述的底盤、柱形外殼和頂罩為塑料件。所述的頂罩上開設有多個通風孔。
所述的電控制模塊還包括有手動遙控子模塊、動力驅動子模塊、傳感器子模塊、電源子模塊和單片機子模塊，其中，手動遙控子模塊包括獨立的遙控器和安裝在所述清掃車上的接收器，動力驅動子模塊同時接收來自單片機子模塊和手動遙控子模塊的信號，并且連接和控制地面靜電吸塵模塊的若干傳動輪和驅動電機以及空氣靜電吸附清潔模塊的風機，傳感器子模塊包括有紅外傳感器、溫濕度傳感器和PM2. 5傳感器，電源子模塊連接并供電予手動遙控子模塊、動力驅動子模塊、傳感器子模塊、單片機子模塊和靜電高壓發生器，單片機子模塊接收來自傳感器子模塊的信號并且連接和控制手動遙控子模塊、動力驅動子模塊、靜電高壓發生器以及地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊，所述靜電高壓發生器連接地面靜電吸塵模塊的靜電發生棒以及空氣靜電吸附清潔模塊的靜電高壓極板。所述的動力驅動子模塊包括有ULN2803，電源子模塊包括有LM2596，傳感器子模塊包括有LM567。所述的靜電高壓發生器輸出負極高壓電，電壓峰值為25kV。 本發明利用細小的塵埃顆粒在高電壓靜電場內感應帶電能夠被吸附的原理，采用皮帶式靜電除塵結構，通過靜電高壓發生器使靜電發生棒和靜電高壓極板帶電，形成高壓靜電場，從而將地面和空氣中的塵埃集附起來，同時達到清潔地面和凈化空氣的目的。本發明具有如下優點I、一機多能一所述多功能靜電遙控清掃車設有地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊，因此能夠同時或分別完成清潔地面和凈化空氣的工作。2、結構簡單——本發明采用了靜電除塵結構，因而具有結構簡單、操作方便、能耗較小的優點。3、自動化程度高一不僅手動遙控子模塊使本發明具有遙控功能，增強了操作的娛樂性，而且傳感器子模塊使本發明具有自動避障功能，能夠自行實現所述清掃車行走路線的調整。4、環保性好一本發明的靜電除塵紙為聚丙烯水刺無紡布，其不同于分子結構穩定性強、極難降解的聚乙烯，聚丙烯的化學結構不牢固，分子鏈很容易斷裂，從而可以有效地被降解成為無毒形態，因此符合環保要求。


圖I為本發明的示意圖。圖2為本發明的結構示意圖。圖3為本發明地面靜電吸塵模塊的結構示意圖。圖4為本發明空氣靜電吸附清潔模塊的結構示意圖。
具體實施例方式本專利提供了一種多功能靜電遙控清掃車，用于清潔地面和凈化空氣。所述清掃車采用皮帶式靜電除塵結構，其除塵部分分為兩部分地面靜電吸塵部分和空氣靜電吸附部分。地面靜電吸塵部分主要應用靜電帶電體吸附細小物體的原理，利用靜電發生棒產生的高壓，使靜電除塵紙成為帶電體，通過極化與感應作用，使其近處出現異種電荷，從而吸引輕小物體達到地面除塵效果；空氣靜電吸附部分應用帶電顆粒在電場中受到電場力的作用，向異性電極運動并集附于其上的原理，通過風機將含塵空氣吸入高電壓靜電場內，靜電高壓極板放電擊穿空氣，使其中的塵埃顆粒帶電并集附于極板之上，從而達到浄化空氣的目的。下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明。如圖I和2所示，所述多功能靜電遙控清掃車包括地面靜電吸塵模塊、空氣靜電吸附清潔模塊和電控制模塊；其中，地面靜電吸塵模塊位于所述清掃車接近地面的最下部，空氣靜電吸附清潔模塊位于該地面靜電吸塵模塊的上方，電控制模塊設置于所述清掃車的外殼內，其連接地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊并遙控清掃車的運行。請參閱圖3，所述的地面靜電吸塵模塊包括底盤3、前輪4、后輪6、靜電發生棒5、若干傳動輪I、環形傳動帶2、靜電除塵紙8和驅動電機7。所述底盤3為塑料件。所述前輪4為便于轉向的萬向輪，其安裝在底盤3前部的下方。所述后輪6設有兩個，安裝在底盤3后部的下方。所述靜電發生棒5設置于底盤3中部的下方并接近地面，其能夠帶有5-10kV的負極高壓電，并使與其相近的物體帶電。所述若干傳動輪I分別架設于底盤3上井能夠旋 轉，本實施例中傳動輪I為四個，底盤3上方兩個，下方兩個。所述環形傳動帶2繞置于所有傳動輪I上形成ー環形，并且由靜電發生棒5與地面之間穿過，該環形傳動帶2的下表面距離地面5-10mm。所述靜電除塵紙8為聚丙烯水刺無紡布，用于吸附地面的塵埃，其附置于環形傳動帶2的外表面上，受靜電發生棒5作用其能夠附帶負極高壓電；該靜電除塵紙8由聚丙烯紡絲直接鋪成網熱粘結而成，其強度較一般短纖產品高，且強度無方向性，縱橫向強度相近；目前塑料袋的原材料大多是聚こ烯，聚こ烯的化學分子結構具有相當強的穩定性，極難降解，而聚丙烯的化學結構不牢固，分子鏈很容易斷裂，從而可以有效地降解，并且可在無毒的形態中進入下一步環境循環，因此靜電除塵紙8符合環保要求。所述的驅動電機7設置于底盤3后部的下方，并且連接后輪6，從而驅動后輪6行走。請參閱圖4和圖1，所述的空氣靜電吸附清潔模塊包括柱形外殼11、頂罩14、靜電高壓極板9和風機10。所述柱形外殼11為塑料件，固定于所述底盤3上，其內部形成容納地面靜電吸塵模塊各部件的空間。所述靜電高壓極板9和風機10固定在柱形外殼11的頂部，該靜電高壓極板9能夠附帶負極高壓電，該風機10位于靜電高壓極板9的前方，用于將含塵空氣送入靜電高壓極板9內。所述頂罩14為塑料件(見圖1)，從而整個多功能靜電遙控清掃車的外殼為塑料件，確保其穩定運行的安全性與方便性；該頂罩14扣置于柱形外殼11的上部，形成容納空氣靜電吸附清潔模塊各部件的空間，所述頂罩14上開設有多個通風孔16以便含塵空氣的進出；該頂罩14上還設置有指示燈15以顯示所述清掃車的工作狀態。請參閱圖2，所述的電控制模塊包括有靜電高壓發生器12、手動遙控子模塊、動カ驅動子模塊、傳感器子模塊、電源子模塊和單片機子模塊。所述的靜電高壓發生器12安裝在柱形外殼11的上部，其上面設置有用于調節的靜電高壓旋鈕13，該靜電高壓發生器12連接地面靜電吸塵模塊的靜電發生棒5以及空氣靜電吸附清潔模塊的靜電高壓極板9，并且能夠向之持續輸出負極高壓電，電壓高達5-10kV，電壓峰值為25kV，而電流〈1mA。該靜電高壓發生器12采用市面上現有產品的高壓模塊即可。所述手動遙控子模塊包括獨立的遙控器和安裝在所述清掃車上的接收器，其能夠代替單片機子模塊提供控制信號，人工干預所述清掃車的運行。本實施例中所述遙控器使用航模用2. 4GHz遙控器，經測試，它的編碼方式為PPM，高頻調制方式GFSK，放射功率20db，其具有工作功率低、對人體傷害較小、操控手感方便等優點，同時還增加了操作的娛樂性。本實施例中所述接收器接收來自遙控器的無線信號，它有256位分辨率，6通道輸出PWM信號，經測試，信號周期為20ms，占空比范圍為2. 5%_12. 5%，占空比以7. 5%為中線，偏小和偏大分別控制驅動電機7的左轉和右轉。所述動カ驅動子模塊包括有ULN2803，用作為低邏輯電平數字電路和較高的電流要求之間的接ロ，從而提高單片機的驅動能力。該動カ驅動子模塊中使用改裝常見的角度反饋舵機，使其能夠與手動遙控子模塊兼容，它接收來自手動遙控子模塊的信號，將其按不同占空比解碼來控制自帶的電機運行 ，同時它接收單片機子模塊的信號，井能將單片機子模塊的弱電控制信號放大以帶動負載。所述動カ驅動子模塊連接地面靜電吸塵模塊的若干傳動輪I和驅動電機7以及空氣靜電吸附清潔模塊的風機10，并且控制它們的運行，以自主地控制清掃車的運動。為了將邏輯信號放大驅動負載，動カ驅動子模塊使用集成達林頓管芯片將信號放大，提高了電壓幅度和電流帶載能力。所述傳感器子模塊用以實現紅外避障，其包括有LM567、紅外傳感器、溫濕度傳感器和PM2. 5傳感器，該傳感器子模塊與單片機不在ー塊PCB板上，二者使用杜邦線連接。所述LM567具有較強的抗干擾能力。所述紅外傳感器檢測清掃車距離周圍物體的距離，若達到一定閥值，會觸發相應的邏輯信號發送給單片機子模塊。所述溫濕度傳感器同時檢測空氣中的溫濕度信息，所述PM2. 5傳感器檢測空氣的PM2. 5信息。該傳感器子模塊將這系列的檢測數值按預定的協議發送給單片機子模塊，以控制所述地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊的運行功率。所述的電源子模塊連接手動遙控子模塊、動カ驅動子模塊、傳感器子模塊、單片機子模塊和靜電高壓發生器，并且將電池電壓整合到需要的電壓向它們供電。該電源子模塊包括有LM2596穩壓芯片，其將清掃車上接入的電池電壓作為輸入，變為+5V電壓輸出，另外直接輸出電池電壓供地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊使用。所述的單片機子模塊用以控制整車的運行，其主要包括單片機控制板及其能夠與PC機通信的串口下載芯片。該單片機子模塊與傳感器子模塊連接，并接收來自傳感器子模塊的清掃車周圍的障礙信息等，然后進行運算確定清掃車的調整行走路線及其運行功率；該單片機子模塊連接并發出控制信號控制手動遙控子模塊、動カ驅動子模塊、靜電高壓發生器以及地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊。本發明工作的基本過程如下機器工作時，靜電高壓發生器12使靜電發生棒5和靜電高壓極板9帶電；傳動輪I轉動，同時靜電發生棒5對靜電除塵紙8發射離子風并使之帶電，在隨環形傳動帶2運動的過程中，靜電除塵紙8吸附地面上細小的不易清掃的垃圾，如灰塵、毛發等等，從而完成清潔地面的工作；風機10將帶塵空氣送入靜電高壓極板9中的高電壓靜電場內，通過高壓放電作用使其中的塵埃顆粒帶上電荷，帶電顆粒在電場中受到電場カ的作用，向帶相反極性的電極運動并集附于其上，從而完成浄化空氣的工作。
權利要求
1.ー種多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述清掃車包括地面靜電吸塵模塊、空氣靜電吸附清潔模塊和電控制模塊，其中，地面靜電吸塵模塊位于所述清掃車接近地面的最下部，空氣靜電吸附清潔模塊位于該地面靜電吸塵模塊的上方，電控制模塊設置于所述清掃車的外殼內，其包括有靜電高壓發生器，該電控制模塊連接地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊并遙控清掃車的運行。
2.根據權利要求I所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的地面靜電吸塵模塊包括底盤、前輪、后輪、靜電發生棒、若干傳動輪、環形傳動帶、靜電除塵紙和驅動電機，其中，前輪和后輪分別安裝在底盤前部和后部的下方，靜電發生棒設置于底盤中部的下方，若干傳動輪分別旋轉地架設于底盤上，環形傳動帶繞置于所有傳動輪上形成ー環形并由靜電發生棒與地面之間穿過，靜電除塵紙附置于環形傳動帶的外表面上，驅動電機設置于底盤后部的下方，并連接且驅動后輪。
3.根據權利要求2所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的靜電除塵紙為聚丙纟布水刺無紡布。
4.根據權利要求2所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的環形傳動帶的下表面距離地面5-10mm。
5.根據權利要求2所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的空氣靜電吸附清潔模塊包括柱形外殼、頂罩、靜電高壓極板和風機，其中，柱形外殼固定于所述底盤上，靜電高壓極板和風機固定在柱形外殼的頂部，該風機位于靜電高壓極板的前方，頂罩扣置于柱形外殼的上部。
6.根據權利要求5所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的底盤、柱形外殼和頂罩為塑料件。
7.根據權利要求5所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的頂罩上開設有多個通風孔。
8.根據權利要求5所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的電控制模塊還包括有手動遙控子模塊、動カ驅動子模塊、傳感器子模塊、電源子模塊和單片機子模塊，其中，手動遙控子模塊包括獨立的遙控器和安裝在所述清掃車上的接收器，動カ驅動子模塊同時接收來自單片機子模塊和手動遙控子模塊的信號，并且連接和控制地面靜電吸塵模塊的若干傳動輪和驅動電機以及空氣靜電吸附清潔模塊的風機，傳感器子模塊包括有紅外傳感器、溫濕度傳感器和PM2. 5傳感器，電源子模塊連接并供電予手動遙控子模塊、動カ驅動子模塊、傳感器子模塊、單片機子模塊和靜電高壓發生器，單片機子模塊接收來自傳感器子模塊的信號并且連接和控制手動遙控子模塊、動カ驅動子模塊、靜電高壓發生器以及地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊，所述靜電高壓發生器連接地面靜電吸塵模塊的靜電發生棒以及空氣靜電吸附清潔模塊的靜電高壓極板。
9.根據權利要求8所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的動カ驅動子模塊包括有ULN2803，電源子模塊包括有LM2596，傳感器子模塊包括有LM567。
10.根據權利要求1、2、5或8所述的多功能靜電遙控清掃車，其特征在于所述的靜電高壓發生器輸出負極高壓電，電壓峰值為25kV。
全文摘要
一種多功能靜電遙控清掃車，其包括地面靜電吸塵模塊、空氣靜電吸附清潔模塊和電控制模塊，其中，地面靜電吸塵模塊位于所述清掃車接近地面的最下部，空氣靜電吸附清潔模塊位于該地面靜電吸塵模塊的上方，電控制模塊設置于所述清掃車的外殼內，其包括有靜電高壓發生器，該電控制模塊連接地面靜電吸塵模塊和空氣靜電吸附清潔模塊并遙控清掃車的運行。本發明具有一機多能、結構簡單、自動化程度高、環保性好、能耗低的優點，能夠同時或分別完成清潔地面和凈化空氣的工作。
文檔編號A47L13/40GK102846285SQ201210356339
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月21日 優先權日2012年9月21日
發明者闞翔, 周游, 范劉洋, 蔡元楠, 李卓唯 申請人:上海交通大學