CN103072885A - 兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，包括清扫装置，与梯级横面及立面相接触清扫；一对支撑轮，包含沿梯级下降方向的高位支撑轮和低位支撑轮，支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降；PLC控制柜，与所述清扫装置的驱动端信号相连，并与一对支撑轮的升降电机驱动端信号相连；其特征在于：所述自动扶梯梯级清洁设备正对梯级横面设有滚轮，支撑轮收缩状态下，滚轮与梯级横面相滑接，还设有被动刹车和主动刹车。应用本发明清洁设备的技术方案，通过设置滚轮取代传统的导轨及支撑垫，可将清洁设备与梯级横面间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而大幅降低了清洁设备爬升步骤中前推的作业强度，进一步提升了自动扶梯的清洁效率。

Description

兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备

技术领域

本发明涉及一种电动清洁设备，尤其涉及一种用于自动扶梯梯级高效清扫、保洁的自动清洁设备，属于机电一体化领域。

背景技术

随着科技与经济的持续高速发展，自动扶梯越来越广泛地被应用于商场、地铁等各种公共交通场合。目前，国内绝大多数自动扶梯都由人工进行清洗，由于梯级表面特殊的槽状结构和阶梯状构造，人工清洗的效果不尽人意，而且效率低下，从而影响了公共场所的整体环境。

目前，国内市场上的清洁设备大都采用旋转清洗盘，其只能清除水平面污垢，清洗速度慢、噪声大、效果差，无法广泛应用到自动扶梯梯级这类非水平面构造的清洁工作中。于是便设计制造出了一种自动扶梯梯级清洁设备，该设备能较好地吻合自动扶梯的阶梯面，并机电一体化可控地对梯级横面和立面同时进行清洁作业。

该种自动扶梯梯级清洁设备在设计上涉及一个主要的问题便是设备的爬升及前后移动。由于设备本身的质量及占空间较大，依靠人力提起设备爬升及推动设备前后移动，操作不便，缺乏实用意义。因此该设备具有PLC控制柜和可控升降的一对支撑轮。通过PLC控制柜的人机界面交互，控制支撑轮升降收纳、沿梯级横面推动后执行清洗作业，之后再控制支撑轮升降支起设备主体，以此循环过程完成整个自动扶梯梯面的清洁。但是在这一过程中，当设备提升一阶梯级后需由作业人员向前推动设备，做好清洁自动扶梯梯级的准备。如图1至图3所示，是已有的该种自动扶梯梯级清洁设备的一个爬升过程各阶段的状态示意图（即自梯级横面11、12爬升至梯级横面12、13）。从图示可见，该清洁设备2设有一对支撑轮，包含沿梯级下降方向的高位支撑轮22和低位支撑轮23，一个PLC控制柜21，以及清扫装置（未图示）。此外从图3所示可见，该清洁设备2具有与梯级横面相滑接的导轨24和支撑垫25。从图示设备的运作过程来看，该导轨24与梯级横面13间的滑接以及支撑垫25与梯级横面12件的滑接均为滑动摩擦。可想而知，该清洁设备在实际使用过程中对于作业人员而言将会极其费力，同时影响梯级清洁效率。

已有专利（申请号为：201210129046.4）中介绍了一种智能型、高能效的自动扶梯梯级清洁设备。该专利申请中致力于对清洁设备爬升梯级的智能化。但并未对其安全性考虑周全。例如：当清洁设备与梯级吻合并运行清扫装置时，由于剧烈的振动易导致设备的晃动甚至倒退，对作业人员存在一定的安全隐患。此外，当清洁完成一个自动扶梯需将清洁设备沿梯级逐级向下退位时，亦需要一定阻力防止过量退位。

发明内容

为克服现有技术的上述不足，本发明的目的旨在提供一种兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，克服清洁设备与梯级横面间巨大的摩擦力，提高前后推移的便利性和清洗作业效率。

本发明上述目的，即提供一种兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，包括：清扫装置，与梯级横面及梯级立面相接触清扫；一对支撑轮，包含沿梯级下降方向的高位支撑轮和低位支撑轮，支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降；PLC控制柜，与所述清扫装置的驱动端信号相连，并与一对支撑轮的升降电机驱动端信号相连；其特征在于：所述自动扶梯梯级清洁设备正对梯级横面设有滚轮，支撑轮收缩状态下，滚轮与梯级横面相滑接，并且所述自动扶梯梯级清洁设备设有被动刹车和主动刹车。

进一步地，所述自动扶梯梯级清洁设备所设的滚轮包括沿梯级下降方向的高位滚轮和低位滚轮，且高位滚轮与低位滚轮之间的高度差与梯级高度相匹配。

更进一步地，所述高位滚轮为固定式结构，且高位滚轮沿梯级宽度方向分设于自动扶梯梯级设备的两侧边缘呈排状。

更进一步地，所述低位滚轮具有高度可调的支撑杆，且用于调节低位滚轮与高位滚轮之间高度差的支撑杆驱动端与自动扶梯梯级清洁设备的PLC控制柜信号相连。

更进一步地，所述低位滚轮为设于自动扶梯梯级设备中心轴上的单轮。

更进一步地，所述低位滚轮为设于自动扶梯梯级设备两侧向的对轮。

进一步地，所述自动扶梯梯级清洁设备具有扶手部，所述主动刹车的控制手柄集成设于扶手部，控制手柄与主动刹车之间连有刹车线，控制手柄松开状态下主动刹车与梯级横面卡制，滚轮静止于梯级横面；控制手柄握紧状态下主动刹车与梯级横面相悬空，滚轮与梯级横面相滑接。

更进一步地，所述主动刹车集成设于低位支撑轮的自身连轴上。

进一步地，所述被动刹车设于低位支撑轮的自身连轴上，且所述被动刹车在当前阶梯级横面与下一阶梯级立面相交处与自动扶梯相卡制，滚轮静止于梯级横面。

本发明自动扶梯梯级清洁设备的应用，较之于现有技术的优点在于：通过设置滚轮取代传统的导轨及支撑垫，可将清洁设备与梯级横面间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而大幅降低了清洁设备爬升步骤中前推的作业强度，进一步提升了自动扶梯的清洁效率。同时通过加设便于操控的主动刹车，提高了清洁设备在进行梯级清扫作业时的定位稳定程度，进一步保障了作业人员的安全。

附图说明

图1为现有梯级清洁设备一个爬升周期的初始状态示意图。

图2为现有梯级清洁设备一个爬升周期的第二状态示意图。

图3为现有梯级清洁设备一个爬升周期的第三状态示意图。

图4为本发明梯级清洁设备在图2所示状态的结构示意图。

图5为本发明梯级清洁设备在图3所示状态的结构示意图。

图6为图5所示的梯级清洁设备的侧视结构示意图。

图7为图5所示的梯级清洁设备低位支撑脚伸出状态的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明操作轻捷的自动清洁设备针对自动扶梯梯级清洗的突出特点，以下结合实施例并参考附图对本发明进行更详细的结构描述。

随着机电一体化技术的工业应用不断深入，通过计算机辅助三维软件设计、装配分析与自动模拟仿真、关键机构的有限元结构分析计算来缩短产品的开发周期和功能的可实现性。根据各功能模块对产品零部件结构进行物料分组管理以便生产及仓储，设计并制成一用于自动扶梯梯级高效清洗带清洁设备。

为克服传统在梯级清洁设备操作上的不足，已有研制并提供了一种智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备及其实现方法，其周期性的爬升过程已如背景技术中对图1至图3的描述中得以详述，其为基于机电一体化控制技术填补自动扶梯梯级现场自动化清洗的智能型缺陷，提高清洗作业效率。作为已公开的专利申请，该智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备及其实现方法为公众所知悉，故不再予以详述。

本发明惟对其中尚存的缺陷提出改良设计，使得设备更轻便易用。该清洁设备2包括清扫装置（未图示），与梯级横面及梯级立面相接触清扫；一对支撑轮，包含沿梯级下降方向的高位支撑轮22和低位支撑轮23，支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降；PLC控制柜21，与清扫装置的驱动端信号相连，并与一对支撑轮的升降电机驱动端信号相连。作为改良的重点，该自动扶梯梯级清洁设备正对梯级横面设有滚轮，支撑轮收缩状态下，滚轮与梯级横面相滑接，并且所述自动扶梯梯级清洁设备设有被动刹车和主动刹车。

从上述爬升过程的第三状态来看：当支撑轮收缩回到清洁设备之后，各支撑轮均相对梯级横面悬空。此时滚轮便作为清洁设备除刹车外与梯级横面接触、支撑的构件。由于采用了滚轮，便使得两者的相对运动更为轻便，该效果较易于被直观地理解。

作为技术方案的进一步细化，如图4和图5所示，该自动扶梯梯级清洁设备所设的滚轮包括沿梯级下降方向的高位滚轮26和低位滚轮27，且高位滚轮26与低位滚轮27之间的高度差与梯级高度相匹配。其中高位滚轮为固定式结构，且高位滚轮沿梯级宽度方向分设于自动扶梯梯级设备的两侧边缘呈排状。由于该部分与梯级横面的接触距离较长，为相对延长滚轮的寿命，故此采用排状滚轮。

再来看低位滚轮多种可行的实施方式，其可具有高度可调的支撑杆或直接与低位支撑轮的自身轮轴相集成，且用于调节低位滚轮与高位滚轮之间高度差的支撑杆（低位支撑轮的伸缩机构）驱动端与自动扶梯梯级清洁设备的PLC控制柜信号相连。由此根据待清洁自动扶梯梯级高度的不同，可控地调节低位滚轮的高度而使得滚轮间的高度差匹配梯级高度。

此外，从低位滚轮的位置实施方案来看，其一方面可以是设于自动扶梯梯级设备中心轴上的单轮（如图6或图7所示），另一方面也可以是设于自动扶梯梯级设备两侧向的对轮。

如图5至图7所示，该清洁设备还设有主动刹车291及被动刹车292。其中主动刹车291用于清扫装置运作时清洁设备相对梯级的定位锁定，被动刹车用于清洁设备从阶梯退下时的逐级定位。图示的清洁设备具有扶手部28，该主动刹车291的控制手柄2911集成于扶手部28，且控制手柄2911与主动刹车291之间连有刹车线（未图示）。控制手柄松开状态下主动刹车与梯级横面卡制，滚轮静止于梯级横面；控制手柄握紧状态下主动刹车与梯级横面相悬空，滚轮与梯级横面相滑接。

而且图示可见，本实施例中该主动刹车291集成设于低位支撑轮的连轴之上，与低位支撑轮同步升降。由此可以实现当清洁设备完成一个爬升并于梯级吻合后、作业人员放开控制手柄2911并运行清扫装置时，清洁设备能保持稳定状态，一方面降低了安全隐患，同时也有效提高了梯级立面与梯级横面的清洁效率。

除上述的主动刹车外，该清洁设备还设有被动刹车。被动刹车设于低位支撑轮的自身连轴上，且被动刹车在当前阶梯级横面与下一阶梯级立面相交处与自动扶梯相卡制，滚轮静止于梯级横面。由此，当清洁完成一个自动扶梯需将清洁设备沿梯级逐级向下退位时，初始时被动刹车不工作，当作业人员拉动清洁设备通过滚轮在梯级横面上滑动，当达到上述相交处时被动刹车便自动锁定，可有效防止清洁设备被过量向后拉退、支撑轮未及下降而直接从上一梯级坠至下一梯级的情况发生。此时，作业人员可手动提起被动刹车而实现降阶，总体而言，提升了清洁设备及作业人员的安全保障。

由此可见，较之于传统自动扶梯梯级清洁设备的作业，本发明的优点在于：通过设置滚轮取代传统的导轨及支撑垫，可将清洁设备与梯级横面间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而大幅降低了清洁设备爬升及下落步骤中前推后拉的作业强度，进一步提升了自动扶梯的清洁效率。同时通过加设便于操控的主动刹车，提高了清洁设备在进行梯级清扫作业时的定位稳定程度，进一步保障了作业人员的安全。

Claims (9)

1.兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，包括：

清扫装置，与梯级横面及梯级立面相接触清扫；

一对支撑轮，包含沿梯级下降方向的高位支撑轮和低位支撑轮，支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降；

PLC控制柜，与所述清扫装置的驱动端信号相连，并与一对支撑轮的升降电机驱动端信号相连；

其特征在于：所述自动扶梯梯级清洁设备正对梯级横面设有滚轮，支撑轮收缩状态下，滚轮与梯级横面相滑接，并且所述自动扶梯梯级清洁设备设有被动刹车和主动刹车。

2.根据权利要求1所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述滚轮包括沿梯级下降方向的高位滚轮和低位滚轮，且高位滚轮与低位滚轮之间的高度差与梯级高度相匹配。

3.根据权利要求2所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述高位滚轮为固定式结构，且高位滚轮沿梯级宽度方向分设于自动扶梯梯级设备的两侧边缘呈排状。

4.根据权利要求2所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述低位滚轮具有高度可调的支撑杆，且用于调节低位滚轮与高位滚轮之间高度差的支撑杆驱动端与自动扶梯梯级清洁设备的PLC控制柜信号相连。

5.根据权利要求2所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述低位滚轮为设于自动扶梯梯级设备中心轴上的单轮。

6.根据权利要求2所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述低位滚轮为设于自动扶梯梯级设备两侧向的对轮。

7.根据权利要求1所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述自动扶梯梯级清洁设备具有扶手部，所述主动刹车的控制手柄集成设于扶手部，控制手柄与主动刹车之间连有刹车线，控制手柄松开状态下主动刹车与梯级横面卡制，滚轮静止于梯级横面；控制手柄握紧状态下主动刹车与梯级横面相悬空，滚轮与梯级横面相滑接。

8.根据权利要求1或7所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述主动刹车集成设于低位支撑轮的自身连轴上。

9.根据权利要求1所述的兼具操作轻捷及安全性能的自动扶梯梯级清洁设备，其特征在于：所述被动刹车设于低位支撑轮的自身连轴上，且所述被动刹车在当前阶梯级横面与下一阶梯级立面相交处与自动扶梯相卡制，滚轮静止于梯级横面。

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