CN102921683A - 行星式管道清扫机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种行星式管道清扫机器人，其特征在于：底盘短边两端各固定一个电机支架，两个行进电机固定在电机支架的上部内侧，行进电机向外穿过电机支架的轴端均装有驱动轮，底盘长边远离短边的一端上表面固定有行星安装架，下表面装有万向轮，太阳轮固定在行星安装架远离行进电机的平面上，主动轴中部空套支承在太阳轮的中心处孔内，朝着行进电机方向的伸出端通过联轴器与减速电机固定连接，另一端在靠近太阳轮处和远离太阳轮的主动轴的端部各固定一个行星架，行星轴两端空套支承在两个行星架外边缘处的孔内，朝着减速电机方向的伸出端均装有与太阳轮啮合的行星轮，另一端固定有毛刷。本发明清洁效率高、结构简单、操作方便。

Description

行星式管道清扫机器人
技术领域
本发明提供一种行星式管道清扫机器人，主要用于中央空调管道的清扫工作。
背景技术
随着经济发展和人民生活水平的不断提高，中央空调越来越得到广泛应用。但是，由于中央空调自身结构以及室内装修等原因，致使中央空调及其通风管道清扫困难，多数中央空调的通风管道长年未曾清扫过，由此而导致的空气污染也越来越引起人们的高度重视。
目前，市场上出现了一些空调管道清扫设备，但由于结构复杂、清洁效果差、设备自身笨重等原因，导致其难易推广应用。
发明内容
本发明提供一种能够达到彻底清扫中央空调通风管道之目的，且清洁效率高、结构简单、操作方便的行星式管道清扫机器人。
其技术方案为：包括行进装置和清扫装置，其特征在于：行进装置包括底盘、行进电机、驱动轮、电机支架、万向轮和行星安装架，中部向外凸出弯折的两个电机支架的下端对称固定在水平布置的“T”形底盘的短边两端，两电机支架的上端对称向内倾斜，电机支架的中部内侧与底盘上表面之间通过加强筋加强，两电机支架上部中间均加工有圆孔，两圆孔轴线位于同一与底盘上表面垂直、与底盘短边平行的平面内，两圆孔轴线均内端低、外端高，且与底盘上表面的夹角相等，两个行进电机均通过连接法兰固定在电机支架的上部内侧，行进电机的电机轴向外、且倾斜向上穿过电机支架上部中间的圆孔后，端部均安装有驱动轮，底盘长边的一端与底盘短边中部固定连接，长边的另一端上表面处固定有中心加工有圆孔的行星安装架，行星安装架的圆孔轴线与底盘上表面平行、与两电机支架圆孔轴线所在平面垂直、且位于通过底盘短边中点的平面内，底盘长边靠近行星安装架处的下表面，通过螺母Ⅰ和垫圈Ⅰ安装有与行星安装架的圆孔轴线位于同一铅垂面内的万向轮，清扫装置包括行星传动装置、减速电机和毛刷，行星传动装置包括太阳轮、行星轮、主动轴、行星架和行星轴，中心处加工有圆孔的太阳轮通过螺栓Ⅱ和垫圈Ⅱ固定在行星安装架远离行进电机、且与行星安装架的圆孔轴线相垂直的平面上，太阳轮中心处圆孔的轴线与行星安装架的圆孔轴线同轴，中部空套支承在太阳轮中心处孔内的主动轴，朝着行进电机方向的伸出端通过联轴器与采用螺栓Ⅲ、螺母Ⅲ和垫圈Ⅲ固定在底盘长边上表面中部的减速电机固定连接，两个行星架中心分别固定在主动轴远离行进电机方向伸出端的靠近太阳轮处和远离太阳轮的主动轴端部，轴线与主动轴轴线平行的多条行星轴两端空套穿过固定在主动轴上的行星架外边缘处的孔后，靠近减速电机的端部各装有与太阳轮啮合的行星轮，远离减速电机的端部各固定有圆柱形毛刷。
所述的行星式管道清扫机器人，行星传动装置设有3条均匀布置在同一圆周上的行星轴和3个毛刷。
所述的行星式管道清扫机器人，行星传动装置设有4条均匀布置在同一圆周上的行星轴和4个毛刷。
其工作原理为：水平布置的“T”形底盘的短边两端各固定一个中部向外凸出弯折的电机支架，两电机支架的上端对称向内倾斜，电机支架的中部内侧与底盘上表面之间通过加强筋加强；两电机支架上部中间均加工有圆孔，两圆孔轴线位于同一与底盘上表面垂直、与底盘短边平行的平面内，两圆孔轴线均内端低、外端高，且与底盘上表面的夹角相等；两个行进电机均通过连接法兰固定在电机支架的上部内侧，行进电机的电机轴向外、倾斜向上穿过电机支架上部中间的圆孔后，端部均安装有驱动轮；底盘长边的一端与底盘短边中部固定连接，长边的另一端上表面处固定有中心加工有圆孔的行星安装架，行星安装架的圆孔轴线与底盘上表面平行、与两电机支架圆孔轴线所在平面垂直、且位于通过底盘短边中点的平面内；底盘长边靠近行星安装架处的下表面，通过螺母Ⅰ和垫圈Ⅰ安装有与行星安装架的圆孔轴线位于同一铅垂面内的万向轮。中心处加工有圆孔的太阳轮通过螺栓Ⅱ和垫圈Ⅱ固定在行星安装架远离行进电机的平面上，太阳轮中心处圆孔的轴线与行星安装架的圆孔轴线同轴；主动轴中部空套支承在太阳轮的中心处孔内，主动轴朝着行进电机方向的伸出端通过联轴器与减速电机固定连接，减速电机采用螺栓Ⅲ、螺母Ⅲ和垫圈Ⅲ固定在底盘的长边上表面中部；主动轴远离行进电机方向的伸出端，在靠近太阳轮处和远离太阳轮的主动轴的端部分别固定一个行星架；多条行星轴两端空套支承在两个行星架外边缘处的孔内，各行星轴的轴线与主动轴轴线平行，各行星轴朝着减速电机方向的伸出端均装有与太阳轮啮合的行星轮，远离减速电机的伸出端各固定有圆柱形毛刷。
当行星式管道清扫机器人进入管道启动后，减速电机经主动轴驱动行星架、行星轴绕着主动轴公转时，由于行星轮与太阳轮的啮合运动，迫使行星轮带动行星轴绕其自身轴线作与公转转向相同的自转。与此同时，固定在行星轴另一端的毛刷在随着行星轴公转的同时，也绕其自身轴线作与公转转向相同的自转。因此，在不至于使主动轴及行星架转速过高的前提下，提高了毛刷对管道内壁的清扫效果。同时，还有利于降低能耗，减轻清扫机器人自身的振动和噪声。另外，由于各毛刷自由状态下的外接圆直径略大于管道内径，即清扫机器人进入管道后，各毛刷产生一定的弹性变形，既提高了清扫效果，又使得清扫机器人对管道内径有一定的适应性。
当管道清扫机器人清扫直线段管道时，控制系统发出指令指示两个行进电机正转，且转速相同；当管道转弯时，毛刷在不同位置处与管道内壁之间的作用力则不相同，通过行星传动装置传递给底盘左右两侧的作用力也不相同，如管道左转弯时，传递给底盘右侧的作用力较大、左侧较小，右转弯时相反，此时控制系统发出指令使得左右两个行进电机的转速快慢不等，同时万向轮绕着垂直于底盘上表面的轴线转动，以适应转弯的需要；当机器人清扫到管道尽头，毛刷受到的阻力增大到设定值时，控制系统指示两个行进电机反转，清扫机器人退出管道。
本发明与现有技术相比，不仅清洁效率高、能耗低，而且结构简单、使用方便，完全能够胜任对中央空调管道的清扫工作。
附图说明
图1是本发明实施例的结构简图。
图2是图1所示实施例表示行星轴及毛刷布置状况的A－A剖面图。
图3是图1所示表示行星轴及毛刷布置状况另一实施例的A－A剖面图。
图4是图1所示实施例表示行进电机及驱动轮布置状况的B－B剖面图。
具体实施方式
1、底盘　 2、行进电机　 3、驱动轮　 4、电机支架　 5、万向轮　6、行星安装架7、加强筋　　8、螺母Ⅰ　　9、垫圈Ⅰ　　10、减速电机　　11、毛刷　　12、太阳轮13、行星轮　　14、主动轴　　15、行星架　　16、行星轴　　17、螺栓Ⅱ　　18、垫圈Ⅱ19、联轴器　　20、螺栓Ⅲ　　21、螺母Ⅲ　　22、垫圈Ⅲ。
在图1、图2和图4所示的实施例中：水平布置的“T”形底盘1的短边两端各固定一个中部向外凸出弯折的电机支架4，两电机支架4的上端对称向内倾斜，电机支架4的中部内侧与底盘1上表面之间通过加强筋7加强；两电机支架4上部中间均加工有圆孔，两圆孔轴线位于同一与底盘1上表面垂直、与底盘1短边平行的平面内，两圆孔轴线均内端低、外端高，且与底盘1上表面的夹角相等；两个行进电机2均通过连接法兰固定在电机支架4的上部内侧，行进电机2的电机轴向外、倾斜向上穿过电机支架4上部中间的圆孔后，端部均安装有驱动轮3；底盘1长边的一端与底盘1短边中部固定连接，长边的另一端上表面处固定有中心加工有圆孔的行星安装架6，行星安装架6的圆孔轴线与底盘1上表面平行、与两电机支架4圆孔轴线所在平面垂直、且位于通过底盘1短边中点的平面内；底盘1长边靠近行星安装架6处的下表面，通过螺母Ⅰ8和垫圈Ⅰ9安装有与行星安装架6的圆孔轴线位于同一铅垂面内的万向轮5。中心处加工有圆孔的太阳轮12通过螺栓Ⅱ17和垫圈Ⅱ18固定在行星安装架6远离行进电机2的平面上，太阳轮12中心处圆孔的轴线与行星安装架6的圆孔轴线同轴；主动轴14中部空套支承在太阳轮12的中心处孔内，主动轴14朝着行进电机2方向的伸出端通过联轴器19与减速电机10固定连接，减速电机10采用螺栓Ⅲ20、螺母Ⅲ21和垫圈Ⅲ22固定在底盘1的长边上表面中部；主动轴14远离行进电机2方向的伸出端，在靠近太阳轮12处和远离太阳轮12的主动轴14的端部分别固定一个行星架15；3条行星轴16两端空套支承在两个行星架15外边缘处的孔内，各行星轴16的轴线与主动轴14轴线平行，各行星轴16朝着减速电机10方向的伸出端均装有与太阳轮12啮合的行星轮13，远离减速电机10的伸出端各固定有圆柱形毛刷11。
在图3所示的实施例中：4条行星轴16两端空套支承在两个行星架15外边缘处的孔内，各行星轴16的轴线与主动轴14轴线平行，各行星轴16朝着减速电机10方向的伸出端均装有与太阳轮12啮合的行星轮13，远离减速电机10的伸出端各固定有圆柱形毛刷11。

Claims (3)

1.一种行星式管道清扫机器人，包括行进装置和清扫装置，其特征在于：行进装置包括底盘（1）、行进电机（2）、驱动轮（3）、电机支架（4）、万向轮（5）和行星安装架（6），中部向外凸出弯折的两个电机支架（4）的下端对称固定在水平布置的“T”形底盘（1）的短边两端，两电机支架（4）的上端对称向内倾斜，电机支架（4）的中部内侧与底盘（1）上表面之间通过加强筋（7）加强，两电机支架（4）上部中间均加工有圆孔，两圆孔轴线位于同一与底盘（1）上表面垂直、与底盘（1）短边平行的平面内，两圆孔轴线均内端低、外端高，且与底盘（1）上表面的夹角相等，两个行进电机（2）均通过连接法兰固定在电机支架（4）的上部内侧，行进电机（2）的电机轴向外、且倾斜向上穿过电机支架（4）上部中间的圆孔后，端部均安装有驱动轮（3），底盘（1）长边的一端与底盘（1）短边中部固定连接，长边的另一端上表面处固定有中心加工有圆孔的行星安装架（6），行星安装架（6）的圆孔轴线与底盘（1）上表面平行、与两电机支架（4）圆孔轴线所在平面垂直、且位于通过底盘（1）短边中点的平面内，底盘（1）长边靠近行星安装架（6）处的下表面，通过螺母Ⅰ（8）和垫圈Ⅰ（9）安装有与行星安装架（6）的圆孔轴线位于同一铅垂面内的万向轮（5），清扫装置包括行星传动装置、减速电机（10）和毛刷（11），行星传动装置包括太阳轮（12）、行星轮（13）、主动轴（14）、行星架（15）和行星轴（16），中心处加工有圆孔的太阳轮（12）通过螺栓Ⅱ（17）和垫圈Ⅱ（18）固定在行星安装架（6）远离行进电机（2）、且与行星安装架（6）的圆孔轴线相垂直的平面上，太阳轮（12）中心处圆孔的轴线与行星安装架（6）的圆孔轴线同轴，中部空套支承在太阳轮（12）中心处孔内的主动轴（14），朝着行进电机（2）方向的伸出端通过联轴器（19）与采用螺栓Ⅲ（20）、螺母Ⅲ（21）和垫圈Ⅲ（22）固定在底盘（1）长边上表面中部的减速电机（10）固定连接，两个行星架（15）中心分别固定在主动轴（14）远离行进电机（2）方向伸出端的靠近太阳轮（12）处和远离太阳轮（12）的主动轴（14）端部，轴线与主动轴（14）轴线平行的多条行星轴（16）两端空套穿过固定在主动轴（14）上的行星架（15）外边缘处的孔后，靠近减速电机（10）的端部各装有与太阳轮（12）啮合的行星轮（13），远离减速电机（10）的端部各固定有圆柱形毛刷（11）。
2.如权利要求1所述的行星式管道清扫机器人，其特征在于：行星传动装置设有3条均匀布置在同一圆周上的行星轴（16）和3个毛刷（11）。
3.如权利要求1所述的行星式管道清扫机器人，其特征在于：行星传动装置设有4条均匀布置在同一圆周上的行星轴（16）和4个毛刷（11）。
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