斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機的設(shè)計與實現(xiàn)

宋永喆 武傳勝 于靜玉 馬冬瑜 林鷺

摘要：隨著科技的發(fā)展和人們對高水平生活的追求，我們提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的智能清潔機，設(shè)計了清潔機的本體結(jié)構(gòu)，分析了清潔機的工作原理。智能清潔機可以代替費時費力的人工清潔打掃，且可以代替人工清掃難以清潔的地方，如床底下、沙發(fā)底下等。該機器對傳統(tǒng)智能清潔機做出了改進，實現(xiàn)移動終端的遠程監(jiān)控并且提高清潔質(zhì)量，滿足現(xiàn)代快節(jié)奏生活。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);清潔機;家居;智能

1. 概述

現(xiàn)代生活中人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，智能清潔機被越來越多的人認可并使用，但當前的智能清潔機仍存在一些有待改進的地方，例如當前的智能清潔機存在著不夠人性化的缺陷，還不能實現(xiàn)通過個人移動監(jiān)控終端等設(shè)備來隨時隨地自由地對清潔機的遠程監(jiān)控;且清潔機在進行角落清潔時，由于角度的原因?qū)е虑鍧崣C無法準確的對角落位置進行清潔，導(dǎo)致清潔質(zhì)量不高。斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機針對這兩方面不足對傳統(tǒng)的智能清潔機進行了改進。

2. 總體結(jié)構(gòu)

斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機，包括清潔機本體，清潔機本體的頂部外壁設(shè)置有攝像機構(gòu)，清潔機本體的兩側(cè)外壁均設(shè)置有滅蚊燈，清潔機本體的底部外壁焊接有吸塵盤，吸塵盤的頂部外壁設(shè)置有清潔機構(gòu)，清潔機本體的頂部內(nèi)壁設(shè)置有速度傳感器，清潔機本體的頂部內(nèi)壁設(shè)置有電機，電機的輸出軸通過聯(lián)軸器連接有轉(zhuǎn)桿，轉(zhuǎn)桿的底部外壁通過軸承連接于吸塵盤的頂部外壁，清潔機本體的底部外壁設(shè)置有風(fēng)機，風(fēng)機的輸入端和吸塵盤的頂部內(nèi)壁通過法蘭連接有同一個吸塵管。攝像機構(gòu)包括有固定塊，固定塊的一側(cè)外壁設(shè)置有攝像頭。清潔機構(gòu)包括有微清潔刷和大清潔刷，微清潔刷位于大清潔刷的兩側(cè)。吸塵盤的底部外壁焊接有六個大小相同且等距離分布的固定桿，固定桿的底部外壁均設(shè)置有萬向輪。清潔機本體的一側(cè)外壁設(shè)置有充電口和開關(guān)鍵，清潔機本體的一側(cè)外壁開有開口，開口的一側(cè)內(nèi)壁通過鉸鏈連接有箱門。清潔機本體的底部內(nèi)壁設(shè)置有距離傳感器和集塵箱，清潔機本體的兩側(cè)內(nèi)壁均設(shè)置有角度傳感器。集塵箱的頂部內(nèi)壁和風(fēng)機的輸出端通過法蘭連接有同一個導(dǎo)塵管，導(dǎo)塵管的一側(cè)外壁通過螺紋連接有電磁閥。

3. 硬件設(shè)置及功能實現(xiàn)

3.1距離傳感器

超聲波具有繞射現(xiàn)象小、方向性好、能夠定向傳播等特點。超聲波傳感器主要用于測量距離，傳感器有聲波的發(fā)射和接收裝置，發(fā)出的超聲波碰到障礙物后返回，通過發(fā)射、返回的時間差和聲波在空氣中的傳播速度計算出障礙物的距離，使用超聲波傳感器充當計算距離的距離傳感器。

3.2滅蚊裝置

人類呼出的二氧化碳被科學(xué)證明是人體吸引蚊子的一種物質(zhì)。光觸媒滅蚊器，它在工作時能產(chǎn)生蚊子喜歡的光線、熱量、二氧化碳、水蒸氣、流動的空氣，摸擬人體呼吸引誘蚊子，將蚊蟲吸引開，落入捕蚊氣旋中，使其脫水風(fēng)干而死。光觸媒還可以凈化空氣，殺菌消毒。將小型滅蚊燈嵌入清潔機外壁，在清潔機清掃沙發(fā)底和床底下時，打開滅蚊燈，既可以對攝像頭起到照明的作用，又可以殺滅床底下和沙發(fā)底下的蚊蟲。

3.3清潔裝置

吸塵盤所連接的清潔機構(gòu)包括微清潔刷和大清潔刷，微清潔刷位于大清潔刷的兩側(cè)。微清潔刷設(shè)置有一定的角度，目的在于清潔傳統(tǒng)清潔機無法清潔到的縫隙。從而解決傳統(tǒng)清潔機清潔質(zhì)量不高的問題。

3.4遠程監(jiān)控裝置

通過設(shè)置有攝像頭，能夠?qū)崿F(xiàn)通過攝像頭將清潔機所清潔的位置拍攝下來，通過無線局域網(wǎng)模塊將信號傳遞給個人移動監(jiān)控終端等設(shè)備來隨時隨地對清潔機進行遠程監(jiān)控。

4. 具體實施

參照圖1-3，斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機，包括清潔機本體1，清潔機本體1的頂部外壁通過螺釘連接有攝像機構(gòu)，且清潔機本體1的兩側(cè)外壁均通過螺釘連接有滅蚊燈2，清潔機本體1的底部外壁焊接有吸塵盤3，且吸塵盤3的頂部外壁通過螺釘固定有清潔機構(gòu)，清潔機本體1的頂部內(nèi)壁通過螺釘連接有速度傳感器18，且清潔機本體1的頂部內(nèi)壁通過螺釘固定有電機15，電機15的輸出軸通過聯(lián)軸器連接有轉(zhuǎn)桿14，且轉(zhuǎn)桿14的底部外壁通過軸承連接于吸塵盤3的頂部外壁，清潔機本體1的底部外壁通過螺釘連接有風(fēng)機6，且風(fēng)機6的輸入端和吸塵盤3的頂部內(nèi)壁通過法蘭連接有同一個吸塵管7。

本智能清潔機攝像機構(gòu)包括有固定塊16，且固定塊16的一側(cè)外壁通過螺釘連接有攝像頭22，清潔機構(gòu)包括有微清潔刷4和大清潔刷5，且微清潔刷4位于大清潔刷5的兩側(cè)，吸塵盤3的底部外壁焊接有六個大小相同且等距離分布的固定桿19，且固定桿19的底部外壁均通過螺釘連接有萬向輪20。

清潔機本體1的一側(cè)外壁設(shè)置有充電口21和開關(guān)鍵8，清潔機本體1的一側(cè)外壁開有開口，開口的一側(cè)內(nèi)壁通過鉸鏈連接有箱門23，清潔機本體1的底部內(nèi)壁通過螺釘固定有距離傳感器10和集塵箱9，且清潔機本體1的兩側(cè)內(nèi)壁均通過螺釘連接有角度傳感器11集塵箱9的頂部內(nèi)壁和風(fēng)機6的輸出端通過法蘭連接有同一個導(dǎo)塵管12，且導(dǎo)塵管12的一側(cè)外壁通過螺紋連接有電磁閥13。

圖1為斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機的俯視圖;

圖3為斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-清潔機本體、2-滅蚊燈、3-吸塵盤、4-微清潔刷、5-大清潔刷、6-風(fēng)機、7-吸塵管、8-開關(guān)鍵、9-集塵箱、10-距離傳感器、11-角度傳感器、12-導(dǎo)塵管、13-電磁閥、14-轉(zhuǎn)桿、15-電機、16-固定塊、18-速度傳感器、19-固定桿、20-萬向輪、21-充電口、22-攝像頭、23-箱門。

將設(shè)備連接電源，打開開關(guān)鍵8，攝像頭22將清潔機本體1所清潔的位置拍攝下來，通過無線局域網(wǎng)模塊將信號傳遞給個人移動監(jiān)控終端等設(shè)備，可隨時隨地對清潔機進行遠程監(jiān)控，打開電機15，電機15帶動轉(zhuǎn)桿14進行轉(zhuǎn)動，從而微清潔刷4和大清潔刷5開始轉(zhuǎn)動，且微清潔刷4設(shè)置為傾斜狀，微清潔刷4可清掃到位于角落的位置，打開風(fēng)機6，可以將微清潔刷4和大清潔刷5掃出的垃圾吸入到集塵箱12中，待清掃完畢，關(guān)閉開關(guān)鍵8即可。

5. 結(jié)語

通過對傳統(tǒng)智能清潔機的改進新型的斯波特勒斯物聯(lián)網(wǎng)智能清潔機更大程度上提高了清潔機的清掃質(zhì)量，新增了殺滅蚊蟲的功能，實現(xiàn)了個人移動監(jiān)控終端等設(shè)備來隨時隨地對清潔機進行遠程監(jiān)控。系統(tǒng)功能齊全，解決了日常生活的清掃需要，可使用性強，更貼近生活。

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基金支持

該項目獲得遼寧科技大學(xué)2020年期大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃支持，項目編號202010146079