本實用新型屬于工程車輛裝備技術領域，具體涉及一種多功能室內(nèi)自動巡航裝置。

背景技術：

目前，對于實驗室、廠房等室內(nèi)環(huán)境的垃圾、灰塵的處理，尚無一種綜合的機械化解決方案，市場上出現(xiàn)的一些清掃車輛基本用于室外道路環(huán)境，體積大、設備專用性過強、功能單一、閑置率高，造價貴，難以適用于室內(nèi)環(huán)境的使用，室內(nèi)的清掃除塵仍然以人工清掃為主，效率低下、效果不佳、費時費力。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種多功能室內(nèi)自動巡航車輛，可在室內(nèi)環(huán)境行駛并實施清掃、除塵、火災預警工作，其目的是能夠省時、省力、高效地處理室內(nèi)垃圾灰塵并進行自動火災預警和自動巡航。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術方案為：

2、一種室內(nèi)清掃裝置，包括底盤、自動巡航系統(tǒng)、四輪轉向系統(tǒng)、火災預警系統(tǒng)、備用工具箱；

所述自動巡航系統(tǒng)由紅外光電傳感器、控制模塊、驅動和轉向系統(tǒng)組成，按照地面預先設定標記進行行駛和轉向，通過車輛前端的紅外線探測器監(jiān)測路面規(guī)劃路徑，將信息傳遞至中央控制室的控制模塊，經(jīng)過信息處理及運算后，通過改變輸入轉向電機的電流的大小控制車輛轉向方向；

所述的四輪轉向系統(tǒng)分別在前軸和后軸布置自動轉向系統(tǒng)，裝置前進和后退的轉向獨立控制，增加裝置的機動性；

所述的火災預警系統(tǒng)安裝在車輛前上部，由煙塵傳感器、控制模塊和蜂鳴器組成，一旦檢測到煙霧，立刻輸出報警聲；

還包括裝置前輪兩側分別有兩水平柱刷，將路面兩邊的垃圾清掃至路徑中間位置；裝置下部前后車輪中間為清掃側盤刷，將地面垃圾清掃收集輸送至垃圾輸送裝置；輸送裝置末端為內(nèi)置式垃圾箱，存儲清掃的垃圾，行駛一定里程或時間后，將裝置前部前蓋打開，將垃圾箱取出，處理掉清掃的垃圾；

還包括有太陽能電池系統(tǒng)、鋰電池系統(tǒng)、水量管理系統(tǒng)和垃圾輸送裝置；

所述太陽能電池系統(tǒng)由螺栓固定于車輛頂部，通過四角的四個植焊螺栓安裝于裝置頂蓋上；

所述車輛鋰電池位于裝置上部，頂蓋下方，通過周圍十二個螺栓與裝置骨架固定；鋰電池下部為中央控制室，包含電池管理模塊，自動巡航控制模塊，水量管理控制模塊，轉向控制模塊，驅動控制模塊、線束、散熱風扇及風道；

所述的水量管理系統(tǒng)由水箱下部的水位傳感器、中央控制室中的水量管理控制模塊、水箱上部的進水口構成，在水位降低到水箱容積20％時，車輛自動行駛到加注位置，由加注系統(tǒng)伸出加注管，加水至標準容積量；

所述的垃圾輸送裝置由兩個輸送輪及輸送帶構成，上輪為主動輪，通過軸承安裝在上支撐軸上，上支撐軸通過支架與車身上部骨架連接，下輪為從動輪，通過軸承安裝在下支撐軸上，下支撐軸通過支架與底盤骨架連接，主動輪和從動輪之間套緊輸送帶，輸送帶上設有擋塊，防止輸送垃圾時垃圾掉落。

所述水量管理系統(tǒng)，由水箱、水位傳感器、水泵、進水口、出水口、灑水噴頭構成；水位傳感器位于水箱下部，用于檢測水箱中水位高低，當水量小于容量20％時，水泵停止工作，裝置由地面黑色膠條標記引導，自動巡航系統(tǒng)控制車輛進入加水區(qū)域，旁側加注管伸到位于車輛右側中部的加水孔，水通過管路自然流至位于水箱上部的進水口，完成加水；水泵為潛水式直流葉片泵，安裝在水箱底部，由螺栓將水泵底板固定于水箱下底面，出水口通過管路與水箱出水口相連，將水加壓后輸送到車輛前下端的灑水噴頭中以霧狀噴出，以消除塵土。

所述垃圾輸送裝置包括輸送驅動電機、傳動帶、驅動滾筒、從動滾筒、輸送帶、檔板、拖臂；所述的驅動電機為無刷直流驅動電機，電機底板有四個安裝孔，由螺栓安裝在車身骨架上，電機輸出軸末端裝有V型帶輪，用于安裝傳動帶；驅動滾筒軸兩端均由滾動軸承支承，其中一端裝有V型帶輪，用于安裝傳動帶，驅動滾筒上覆蓋PVC普通型輸送帶，垃圾清掃后即通過此輸送帶輸送至垃圾箱中；從動滾筒兩端由滾動軸承支承，由車架上伸出的拖臂固定，拖臂與車架通過一個螺栓孔和一個弧形腰型孔連接，在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)拖臂角度，用于調(diào)整輸送帶張緊度；輸送帶上均勻壓制一定數(shù)量及高度的擋板，防止垃圾掃到輸送帶上掉落；

垃圾輸送裝置在驅動電機的作用下，帶動傳動帶運動，以驅動滾筒21轉動，從而使輸送帶運動，將垃圾輸送至車內(nèi)的垃圾箱內(nèi)。

所述傳動帶為聚乙烯橡膠材料制成的V型帶。

有益效果

本實用新型采用上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比較，具有以下優(yōu)點：將清掃垃圾、地面除塵、場地清洗、火險預警、自動巡航、太陽能充電、四輪轉向、水量管理等多種功能集成在一輛車輛機械上，節(jié)省了人力操作，降低人力成本，提高了勞動生產(chǎn)率，對實驗室，廠房等室內(nèi)環(huán)境的5S管理具有巨大的提升作用。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型中的垃圾輸送裝置結構示意圖；

圖3為圖2所示結構的俯視示意圖；

圖4為本實用新型中的轉向驅動機構示意圖；

圖5為智能水箱結構示意圖；

圖6隨車工具箱結構示意圖；

圖中標記為：

1、太陽能電池板，2、電池板安裝螺栓，3、鋰電池，4、鋰電池散熱風扇，5、火災探測器，6、垃圾箱，7、紅外線探測器，8、灑水噴頭，9、水平柱刷，10、垃圾輸送裝置，11、水箱，12、側盤刷，13、控制室散熱風扇，14、電池管理模塊，15、自動巡航控制模塊，16、水量管理控制模塊，17、驅動控制模塊，18、隨車工具箱，19、轉向控制模塊，20、輸送帶，21、驅動滾筒，22、檔板，23、從動滾筒，24、拖臂，25、輸送驅動電機，26、電機安裝螺栓，27、傳動帶，28、車輪，29、車橋，30、行駛驅動電機，31、變頻器，32、驅動半軸，33、左轉向橫拉桿，34、轉向托架，35、轉向電機，36、電機減速器，37、右轉向橫拉桿，38、轉向節(jié)，39、水位傳感器，40、進水口，41、水泵，42、出水口，43、開口扳手組件，44、棘輪扳手組件，45、紅外線傳感器，46、工具箱門，47、接桿組件，48、套筒組件。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本實用新型的實用新型構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。

如圖1至圖6所表達的本實用新型的結構，為一種多功能室內(nèi)清掃裝置，包括滾動底盤、自動巡航系統(tǒng)15、太陽能電池系統(tǒng)、四輪轉向系統(tǒng)、火災預警系統(tǒng)、水量管理系統(tǒng)、垃圾輸送裝置10、備用工具箱。本實用新型可用于實驗室、廠房等室內(nèi)環(huán)境清掃垃圾、地面除塵、場地清洗、火險預警等功用。

為了解決在本說明書背景技術部分所述的目前公知技術存在的問題并克服其缺陷，實現(xiàn)清掃垃圾、地面除塵、場地清洗、火險預警等多功能的實用新型目的，本實用新型采取的技術方案為：

如圖1所示，為本實用新型所提供實施例的多功能室內(nèi)清掃裝置(車輛)，采用全電力傳動機構，傳遞運動平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁換向，易于實現(xiàn)自動控制和過載保護，能自行潤滑，元件壽命長等優(yōu)點。

該實施例的車輛頂部為成熟的多晶硅太陽能電池板1，位于車輛頂部，通過四角的四個植焊螺栓2安裝于車輛頂蓋上。太陽能電池板1采用成熟的多晶硅，表面基體玻璃采用超白鋼化處理，極大提高組件透光率，提升發(fā)電效率?；w內(nèi)電池片采用晶體硅材料，光電轉化效率高，背板采用鋁合金材料，進一步減輕電池板重量，極大的提高了整個裝置的續(xù)航能力和工作效率。發(fā)出的電能存儲于鋰電池3中，供裝置運行時使用。對于全透光式工廠，只要天氣條件適合，太陽能電池板1即可進行發(fā)電，對于非透光式工廠，太陽能電池板發(fā)電位置由地面黑色膠條標記引導，當電量低于鋰電池10％時，由自動巡航控制模塊15控制車輛依照事先設定的地面標記，駛入陽光區(qū)域進行發(fā)電。

所述的裝置鋰電池3位于車輛上部，太陽能電池板及頂蓋下方，通過周圍十二個螺栓與裝置骨架固定，由電源線和太陽能電池板及車身后部的外接充電口連接。鋰電池采用鎳鈷錳酸鋰三元材料鋰電池，由小節(jié)三元鋰電池組成電池磚，進一步組裝成電池總成，三元鋰電池能量密度大、續(xù)航里程長，不過其缺點也顯而易見，當自身溫度為250-350℃時，內(nèi)部化學成分就開始分解，因此需要為每節(jié)電池分別加裝保險裝置，并由中央控制室內(nèi)的電池管理模塊14進行集中統(tǒng)一控制，提高使用安全性能。在氣候條件適合的地區(qū)，一般由太陽能電池板1產(chǎn)生的電能即可滿足車輛日常使用要求，但在日光不足地區(qū)，太陽能無法滿足需求時，可由外接電源充電滿足使用。鋰電池技術成熟、能量密度高、使用壽命長，生產(chǎn)中污染環(huán)境較小，但高溫使用時有一定風險，因此在鋰電池上下部各設置一條專用風道，風道末端有專用風扇4對其進行散熱，保證裝置使用安全。

鋰電池下部為中央控制室，為車輛各系統(tǒng)的控制模塊安裝位置。包含電池管理模塊14，由電源線和信號線與鋰電池連接；自動巡航控制模塊15，由電源線和信號線與行駛驅動電機、轉向驅動電機、紅外線傳感器連接；水量管理控制模塊16，由電源線和信號線與加注管、自動巡航控制模塊15連接；轉向控制模塊19，由電源線和信號線與轉向電機，紅外線傳感器連接；驅動控制模塊17，由電源線和信號線與驅動電機，紅外線傳感器連接；各模塊均通過螺栓將模塊底座固定于控制室內(nèi)，防止運行時的振動。車輛運行時，各模塊工作會產(chǎn)生大量熱量，通過散熱風扇13及風道進行模塊的集中散熱降溫。各模塊的集中布置有利于故障檢測及維修。

車輛前輪的前部為兩水平柱刷9，安裝于底盤骨架上，位于左右兩側，與地面垂直并接觸，兩柱刷中間留出一定寬度空白通道，在柱刷的旋轉作用下，路面兩邊的垃圾被柱刷上的毛氈清掃至路徑中間位置，再由后部的側盤刷12進行清掃；車輛下部前后車輪中間位置為兩個清掃側盤刷12，側盤刷軸線與車軸平行且與地面接觸，在側盤刷的旋轉作用下，地面垃圾隨側盤刷旋轉上升，并最終灑落在垃圾輸送裝置10的輸送帶上，輸送帶上設有一定高度及數(shù)量的檔板，可防止一些較大的垃圾在輸送過程中的灑落現(xiàn)象，隨著輸送帶的運動，垃圾運輸至裝置末端時，在自身重力作用下，會落到內(nèi)置式垃圾箱6內(nèi)，被暫時存儲起來，待行駛一定里程或時間后，可將車輛前部的前蓋打開，將垃圾箱6取出，處理掉清掃的垃圾。

如圖2、圖3所表達的本實用新型提供的垃圾輸送裝置10，位于車輛底部，前輪和側盤刷之間，主要作用是將側盤刷清掃上來的垃圾輸送至垃圾箱存放。該垃圾輸送裝置包括輸送驅動電機25、傳動帶27、驅動滾筒21、從動滾筒23、輸送帶20、檔板22、拖臂24。所述的驅動電機25為無刷直流驅動電機，使用壽命長，維護成本低，且無需電源轉換，電機安裝底板上有四個安裝孔，由螺栓26安裝在車身上部骨架上，防止運行中的振動，電機輸出軸末端裝有一V型帶輪，用于安裝傳動帶27，帶輪和輸出軸通過過盈方式配合，電機轉動即可帶動帶輪轉動；傳動帶為聚乙烯橡膠材料制成的V型帶，成本低、壽命長、傳動平穩(wěn)，連接電機輸出軸上V型帶輪和驅動滾筒軸上V型帶輪；驅動滾筒軸兩端均由滾動軸承支承，可有效減小運行中的摩擦阻力，滾筒軸一端裝有V型帶輪，用于安裝傳動帶27，驅動滾筒21上覆蓋PVC普通型輸送帶20，側盤刷清掃帶上來的垃圾掉落至輸送帶20，再由輸送帶輸送至垃圾箱6中。從動滾筒23兩端由滾動軸承支承，由裝置底盤車架上伸出的拖臂24固定，拖臂為支撐張緊裝置，其角度可以調(diào)節(jié)，用于調(diào)整垃圾輸送裝置安裝誤差或安裝松動導致的皮帶松弛現(xiàn)象。拖臂24與車架通過一個螺栓孔和一個弧形腰型孔連接，在一定范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)拖臂24角度，用于調(diào)整輸送帶20張緊度；輸送帶上均勻壓制一定數(shù)量及高度的擋板22，防止垃圾掃到輸送帶20上掉落的情況出現(xiàn)，最大程度保證清掃效果。

驅動電機25啟動后，由電機帶動V型帶輪運動，驅動傳動帶27運動，實現(xiàn)驅動滾筒21轉動，從而使輸送帶20運動，從側盤刷上掉落的垃圾輸便可送至車內(nèi)的垃圾箱6內(nèi)，完成最后的垃圾清掃過程，整個垃圾輸送裝置10具有結構緊湊、傳動簡單、工作可靠、工作效率高的優(yōu)點。

如圖4所表達的本實用新型提供的轉向驅動機構，用于在地面標記引導下，進行直線和轉彎行駛時，完成驅動和轉向。該機構包括車輪28、車橋29、動力驅動電機30、變頻器31、驅動半軸32、轉向電機35、轉向減速器36、轉向托架34、左轉向橫拉桿33、右轉向橫拉桿37、轉向節(jié)38。車輛采用前后兩軸，共四個車輪，前后車輪28均為同一型號，采用專用高壓寬輪胎，無內(nèi)胎充氣式，行駛平穩(wěn)、承載能力強、運行噪音小，通過五個螺栓安裝在車橋輪轂上；動力驅動電機30和變頻器31集成為車輪的動力總成，安裝于車軸中間支撐平臺上，支撐平臺外延出殼體對動力總成進行防護，驅動電機有線束連接至中央控制室內(nèi)的驅動控制模塊17，將鋰電池3中的直流電逆變成交流電，驅動三相感應交流電動機30工作，此類型電動機工作振動噪聲小，效率高，極大提高裝置的續(xù)航能，是目前電動車輛的主流電動機類型。與電動機30集成的變頻器31為交流變頻調(diào)速裝置，可以通過改變交流電頻率實現(xiàn)電動機轉速改變，以控制裝置前進、后退及轉彎時的運行速度，提高工作效率。變頻器31輸出軸末端裝有萬向節(jié)，萬向節(jié)叉另一端與驅動半軸32連接，可在車輪受到不平路面振動時調(diào)節(jié)驅動半軸和變頻器輸出軸之間的角度，達到柔性連接的目的。左右驅動半軸32另一端連接輪轂，當電動機30啟動工作時，驅動變頻器31輸出軸轉動，通過萬向節(jié)帶動驅動半軸轉動，從而使整個裝置運行。整個動力總成模塊通過前后左右四個懸置固定點與車橋29連接，整個模塊與車橋中間安裝平臺貼合，可以有效減少車輪28運行過程中對動力總成的振動影響。前后車橋29均安裝有轉向系統(tǒng)，車輛無論前進還是后退需要轉向時，都可由前輪和后輪進行轉向控制，可有效的減小轉向半徑，增加車輛機動性，適用于空間較小的室內(nèi)環(huán)境作業(yè)。轉向系統(tǒng)為電動轉向系統(tǒng)，轉向輕便，效率高，減少傳統(tǒng)液壓轉向系統(tǒng)后期維護。轉向時，由直流轉向電機35轉動，經(jīng)減速器36進行減速增扭，輸入轉向器，轉向器為廣泛采用的齒輪齒條轉向器，減速器36輸入的轉矩傳遞給轉向器小齒輪，小齒輪轉動帶動轉向托架34內(nèi)齒條左右移動，進而帶動左右橫拉桿33、37按照一定規(guī)律進行擺動，左右橫拉桿33、37末端通過球頭和輪轂上端轉向節(jié)38連接，橫拉桿33、37擺動時，通過球頭對左右車輪輪轂的轉向節(jié)38產(chǎn)生推力，使整個輪轂及車輪進行轉動，從而完成轉向過程。

轉向角度的調(diào)節(jié)或車輛運行的路線是由自動巡航系統(tǒng)進行控制的。通過裝置前端的紅外線探測器7監(jiān)測路面黑色膠條標識的規(guī)劃路徑，在裝置行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當紅外光遇到白色地面時發(fā)生漫發(fā)射，反射光被裝在探測器上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，則小車上的接收管接收不到信號，接收管收到信號后，輸出端為高電平，接收管不能接收到信號時，輸出端為低電平，自動巡航控制模塊15通過采集每個紅外接收管的輸出端電壓，便可以檢測出規(guī)劃路徑的位置，通過改變輸入轉向電機35的電流的大小控制車輛轉向方向，從而實現(xiàn)自動巡航功能，使裝置一直沿規(guī)劃路徑前進。

如圖5所表達的本實用新型提供的智能水箱系統(tǒng)，用于存儲清水，水位檢測添加及水的加壓輸出，該系統(tǒng)由水箱11、水位傳感器39、水泵41、進水口40、出水口42、灑水噴頭8構成。水位傳感器39位于水箱11下部，通過螺紋與水箱壁連接，采用靜壓投入式液位傳感器，基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用先進的陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉換為標準電信號，傳輸至水量管理控制模塊，當水量小于水箱標準容量20％時，水泵41停止工作，由地面黑色膠條標記引導，自動巡航系統(tǒng)控制車輛進入加水區(qū)域進行加水。水泵41為潛水式直流葉片泵，安裝在水箱11底部，由螺栓將水泵底板固定于水箱11下底面，出水口通過管路與水箱出水口42相連，將水加壓后輸送到車輛前下端的灑水噴頭8中以霧狀噴出，以達到消除灰塵的作用。

如圖6所表達的本實用新型提供的隨車工具箱18，位于車輛后部中間位置，由工具箱門46進行封閉。工具箱18由紅外傳感器45、開口扳手組件43、棘輪扳手組件44、接桿組件47、套筒組件48、工具箱門46構成，當人體靠近工具箱1米之內(nèi)時，紅外線傳感器45檢測到信號，傳遞給驅動控制模塊，車輛自動停止，操作人員可打開工具箱門46，取出所需要的工具，待工具箱門46關上，人體遠離時，車輛再次自動運行。從而方便工廠或車間內(nèi)的工人發(fā)現(xiàn)問題需要工具進行整改或修理，節(jié)約了時間。

本實用新型提供的多功能室內(nèi)自動巡航裝置，將傳統(tǒng)的工廠中的自動引導小車進行功能放大，與傳統(tǒng)的清掃車輛相比，集成多種功能，可在室內(nèi)環(huán)境行駛并實施清掃、除塵、火災預警工作，目前市場上尚無此類車輛在售。具有集成度高、功能全面、工作效率高、節(jié)省人力等突出優(yōu)點。

上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。