基于物联网的清洁机设计与实现

基于物联网的清洁机设计与实现

发表时间：2019-06-11T14:44:01.007Z 来源：《建筑模拟》2019年第13期作者：林鹭唐笑非邓雪阳

[导读] 随着科技的发展和人们对高水平生活的追求，提出了一种基于物联网的智能清洁机，设计了清洁机的本体结构，分析了清洁机的工作原理。

林鹭唐笑非邓雪阳

辽宁科技大学

摘要：随着科技的发展和人们对高水平生活的追求，提出了一种基于物联网的智能清洁机，设计了清洁机的本体结构，分析了清洁机的工作原理。智能清洁机可以代替费时费力的人工清洁打扫，且可以代替人工清扫难以清洁的地方，如床底下、沙发底下等。该机器对传统智能清洁机做出了改进，实现移动终端的远程监控并且提高清洁质量，满足现代快节奏生活。

关键词：物联网；清洁机；家居；智能

1.概述

现代生活中人们对生活质量的要求越来越高，智能清洁机被越来越多的人认可并使用，但当前的智能清洁机仍存在一些有待改进的地方，例如当前的智能清洁机存在着不够人性化的缺陷，还不能实现通过个人移动监控终端等设备来随时随地自由地对清洁机的远程监控；且清洁机在进行角落清洁时，由于角度的原因导致清洁机无法准确的对角落位置进行清洁，导致清洁质量不高。基于物联网的清洁机针对这两方面不足对传统的智能清洁机进行了改进。

2.总体结构

一种基于物联网的清洁机，包括清洁机本体，清洁机本体的顶部外壁设置有摄像机构，清洁机本体的两侧外壁均设置有灭蚊灯，清洁机本体的底部外壁焊接有吸尘盘，吸尘盘的顶部外壁设置有清洁机构，清洁机本体的顶部内壁设置有速度传感器，清洁机本体的顶部内壁设置有电机，电机的输出轴通过联轴器连接有转杆，转杆的底部外壁通过轴承连接于吸尘盘的顶部外壁，清洁机本体的底部外壁设置有风机，风机的输入端和吸尘盘的顶部内壁通过法兰连接有同一个吸尘管。摄像机构包括有固定块，固定块的一侧外壁设置有摄像头。清洁机构包括有微清洁刷和大清洁刷，微清洁刷位于大清洁刷的两侧。吸尘盘的底部外壁焊接有六个大小相同且等距离分布的固定杆，固定杆的底部外壁均设置有万向轮。清洁机本体的一侧外壁设置有充电口和开关键，清洁机本体的一侧外壁开有开口，开口的一侧内壁通过铰链连接有箱门。清洁机本体的底部内壁设置有距离传感器和集尘箱，清洁机本体的两侧内壁均设置有角度传感器。集尘箱的顶部内壁和风机的输出端通过法兰连接有同一个导尘管，导尘管的一侧外壁通过螺纹连接有电磁阀。

3.硬件设置及功能实现

3.1距离传感器

超声波具有绕射现象小、方向性好、能够定向传播等特点。超声波传感器主要用于测量距离，传感器有声波的发射和接收装置，发出的超声波碰到障碍物后返回，通过发射、返回的时间差和声波在空气中的传播速度计算出障碍物的距离，使用超声波传感器充当计算距离的距离传感器。

3.2灭蚊装置

人类呼出的二氧化碳被科学证明是人体吸引蚊子的一种物质。光触媒灭蚊器，它在工作时能产生蚊子喜欢的光线、热量、二氧化碳、水蒸气、流动的空气，摸拟人体呼吸引诱蚊子，将蚊虫吸引开，落入捕蚊气旋中，使其脱水风干而死。光触媒还可以净化空气，杀菌消毒。将小型灭蚊灯嵌入清洁机外壁，在清洁机清扫沙发底和床底下时，打开灭蚊灯，既可以对摄像头起到照明的作用，又可以杀灭床底下和沙发底下的蚊虫。

3.3清洁装置

吸尘盘所连接的清洁机构包括微清洁刷和大清洁刷，微清洁刷位于大清洁刷两侧。微清洁刷有一定角度，目的在于清洁传统清洁机无法清洁到的缝隙。从而解决传统清洁机清洁质量不高的问题。

3.4远程监控装置

通过设置有摄像头，能够实现通过摄像头将清洁机所清洁的位置拍摄下来，通过无线局域网模块将信号传递给个人移动监控终端等设备来随时随地对清洁机进行远程监控。

4.具体实施

参照图1-3，基于物联网的清洁机，包括清洁机本体1，清洁机本体1的顶部外壁通过螺钉连接有摄像机构，且清洁机本体1的两侧外壁均通过螺钉连接有灭蚊灯2，清洁机本体1的底部外壁焊接有吸尘盘3，且吸尘盘3的顶部外壁通过螺钉固定有清洁机构，清洁机本体1的顶部内壁通过螺钉连接有速度传感器18，且清洁机本体1的顶部内壁通过螺钉固定有电机15，电机15的输出轴通过联轴器连接有转杆14，且转杆14的底部外壁通过轴承连接于吸尘盘3的顶部外壁，清洁机本体1的底部外壁通过螺钉连接有风机6，且风机6的输入端和吸尘盘3的顶部内壁通过法兰连接有同一个吸尘管7。

图1 一种基于物联网的清洁机的结构示意图

本智能清洁机摄像机构包括有固定块16，且固定块16的一侧外壁通过螺钉连接有摄像头22，清洁机构包括有微清洁刷4和大清洁刷5，

且微清洁刷4位于大清洁刷5的两侧，吸尘盘3的底部外壁焊接有六个大小相同且等距离分布的固定杆19，且固定杆19的底部外壁均通过螺钉连接有万向轮20。

图2 一种基于物联网的清洁机的俯视图

清洁机本体1的一侧外壁设置有充电口21和开关键8，清洁机本体1的一侧外壁开有开口，开口的一侧内壁通过铰链连接有箱门23，清洁机本体1的底部内壁通过螺钉固定有距离传感器10和集尘箱9，且清洁机本体1的两侧内壁均通过螺钉连接有角度传感器11集尘箱9的顶部内壁和风机6的输出端通过法兰连接有同一个导尘管12，且导尘管12的一侧外壁通过螺纹连接有电磁阀13。

图3 一种基于物联网的清洁机的外部结构示意图。

图中：1-清洁机本体、2-灭蚊灯、3-吸尘盘、4-微清洁刷、5-大清洁刷、6-风机、7-吸尘管、8-开关键、9-集尘箱、10-距离传感器、11-角度传感器、12-导尘管、13-电磁阀、14-转杆、15-电机、16-固定块、18-速度传感器、19-固定杆、20-万向轮、21-充电口、22-摄像头、23-箱门。

将设备连接电源，打开开关键8，摄像头22将清洁机本体1所清洁的位置拍摄下来，通过无线局域网模块将信号传递给个人移动监控终端等设备，可随时随地对清洁机进行远程监控，打开电机15，电机15带动转杆14进行转动，从而微清洁刷4和大清洁刷5开始转动，且微清洁刷4设置为倾斜状，微清洁刷4可清扫到位于角落的位置，打开风机6，可以将微清洁刷4和大清洁刷5扫出的垃圾吸入到集尘箱12中，待清扫完毕，关闭开关键8即可。

5.结语

通过对传统智能清洁机的改进，基于物联网的清洁机更大程度上提高了清洁机的清扫质量，新增了杀灭蚊虫的功能，实现了个人移动监控终端等设备来随时随地对清洁机进行远程监控。系统功能齐全，解决了日常生活的清扫需要，可使用性强，更贴近生活。参考文献：

[1]申双琴.基于MSP430的智能扫地机器人设计[J].科技创新与应用，2019（13）：93-94. 基金项目：（辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目经费支持）.