CN103316874B - 三合一管道吸尘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三合一管道吸尘机器人，它包括：机架，其中部具有一腔体，所述机架上设有用以驱动所述机架前进或后退的行走机构；第一清扫机构，所述第一清扫机构包括清扫头及驱动所述清扫头沿垂直于地面的轴线方向旋转的第一驱动机构，所述清扫头设置于所述机架的前端；第二清扫机构，所述第二清扫机构包括清扫滚刷及驱动所述清扫滚刷沿平行于地面的轴线方向转动的第二驱动机构，所述清扫滚刷设置于所述机架中部的腔体内，所述腔体连接有一用于与外部吸尘设备连接的吸尘管道；及用以控制上述机构动作的控制系统。其有益效果在于：可实现对管道进行自动清洁清洁，避免了人工清洁难度大，工作量大及工作效率低等问题。

Description

三合一管道吸尘机器人

技术领域

本发明涉及管道清洁机器人，特别涉及一种三合一管道吸尘机器人。

背景技术

管道是用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。通常，流体经鼓风机、压缩机、泵和锅炉等增压后，从管道的高压处流向低压处，也可利用流体自身的压力或重力输送。管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置。例如，现在建筑中利用管道实现通风换气，这种管道一般称为通风管道，常见的通风管道有中央空调的通风管道，换气通风管道等。

然而，对于所述的中央空调通风管道或换气通风管道等，长时间使用后，其内壁具有层积有较多的粉尘颗粒、灰尘等杂物，需要定期进行管道清理，但是，由于其体积大，长度较长，拆卸不方便等，导致人工清理工作量大，而且其内部清理极为不方便，清理难度大，很难清理干净，因此，针对上述问题，有待提供一种能够自动清洁管道的装置。

发明内容

本发明的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种可实现自动清洁通风管道的三合一管道吸尘机器人。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种三合一管道吸尘机器人，它包括：

机架，其中部具有一腔体，所述机架上设有用以驱动所述机架前进或后退的行走机构；

第一清扫机构，所述第一清扫机构包括清扫头及驱动所述清扫头沿垂直于地面的轴线方向旋转的第一驱动机构，所述清扫头设置于所述机架的前端；

第二清扫机构，所述第二清扫机构包括清扫滚刷及驱动所述清扫滚刷沿平行于地面的轴线方向转动的第二驱动机构，所述清扫滚刷设置于所述机架中部的腔体内，所述腔体连接有一用于与外部吸尘设备连接的吸尘管道；

及用以控制上述机构动作的控制系统。

下面对上述技术方案进一步阐述：

进一步的，所述机架上腔体下部的四周设有与管道内壁接触的密封材料。

进一步的，所述清扫头为两个，两清扫头左右并排设置于所述机架的前端。

进一步的，所述第一驱动机构包括

第一传动组件，包含与机架前端的固定板转动连接的转轴A，该转轴A的下端连接有一所述清扫头，上端连接有一齿轮A；

第二传动组件，包含与机架前端的固定板转动连接的转轴B，该转轴B的下端连接有另一所述清扫头，上端连接有一带轮B；

第三传动组件，包含与机架前端的固定板转动连接的转轴C，该转轴C的下端连接有一所述带轮C，上端连接有一齿轮C及一带轮C’；

第一驱动电机，其输出轴上连接有带轮D，所述带轮D与带轮C之间通过第一传动带连接，所述带轮B与带轮C’之间通过第二传动带连接，所述齿轮A与齿轮C相啮合。

进一步的，所述第二驱动机构包括与所述机架侧壁转动连接的两个带轮A、连接于两带轮A之间的第三传动带及用以驱动带轮A转动的第二驱动电机，所述清扫滚刷通过连接件与所述其中一个带轮A连接。

进一步的，所述行走机构包括分别为机架两侧的左侧行走机构及右侧行走机构，所述左侧行走机构及右侧行走机构均包括通过连接件与所述机架侧壁转动连接的至少两个带轮E、连接于所述带轮E之间的履带状传动带及驱动所述带轮E旋转的第三驱动电机。

进一步的，所述机架的前端设有监控摄像头组件，所述监控摄像头组件与所述控制系统信号连接。

进一步的，所述机架的前端设有与地面垂直可自由滚动的万向头。

进一步的，所述密封材料为阵列分布于所述腔体下部的毛状物。

进一步的，所述固定板可沿平行于地面的轴线方向转动地连接于所述机架。

本发明的有益效果是：其一、本发明的三合一管道吸尘机器人适用于对方形管道进行进行内部清洁，例如中央空调通风管道等，在控制系统下通过行走机构在管道内行走，在行走的过程中，第一清扫机构中的清扫头旋转，对管道内部的灰尘及粉尘颗粒进行清扫，并将粉尘颗粒及灰尘抛向机架中部的腔体位置，第二清扫机构中的清扫滚刷则将腔体中的灰尘及粉尘颗粒扬起，与此同时，吸尘管道通过外部吸尘设备已对腔体抽真空，使得腔体内部形成负压，如此，扬起的灰尘及粉尘颗粒被吸入至吸尘管道，进入至外部吸尘设备，实现了管道的自动清洁及吸尘处理，其使用方便，清洁效率高，避免了人工清洁难度大，工作量大及工作效率低等问题；其二、通过监控摄像头组件，可使操作人员能对内部环境进行检测及清理状态进行实时监控等，例如检测内部是否需要进行清理，监控内部是否存留有死角等，便于对内部清理进行全面的清理，保证清理无死角等；其三、机架的前端设有与地面垂直可自由滚动的万向头，该万向头可使机器人在遇到障碍物时，进行避让，以避开障碍物继续清理；其四、固定板可沿平行于地面的轴线方向转动地连接于所述机架，如此，固定上的第一清扫机构可随固定板上下摆动一定角度，当遇到障碍物时，在万向头的支撑下，第一清扫机构上的清扫头可向上摆动，以越过障碍物后继续前行，保证清洁的正常进行。

附图说明

图1是本发明实施例的立体图；

图2是本发明实施例内部结构示意图；

图3是本发明实施例底部结构示意图；

图4是本发明实施例中第一清扫机构的结构示意图；

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

以下将结合附图及具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便更清楚、直观地理解本发明的发明实质。

参照图1至图4所示，本发明提供了一种三合一管道吸尘机器人，它包括机架1、第一清扫机构3、第二清扫机构及用于控制各个机构协同动作的控制系统，其中，机架1的中部具有一腔体，所述机架1上设有用以驱动所述机架1前进或后退的行走机构2，所述第一清扫机构3包括清扫头32a、32b及驱动所述清扫头32a、32b沿垂直于地面的轴线方向旋转的第一驱动机构，所述清扫头32a、32b设置于所述机架1的前端，该清扫头32a、32b可采用圆盘状毛刷结构；所述清扫头32a、32b为两个，两清扫头32a、32b左右并排设置于所述机架1的前端，并通过第一驱动机构驱动两清扫头32a、32b同步旋转，当两清扫头32a、32b旋转时，可将管道内部上的灰尘及粉尘颗粒等杂物清扫至机架1中部的腔体位置；所述第二清扫机构包括清扫滚刷4及驱动所述清扫滚刷4沿平行于地面的轴线方向转动的第二驱动机构，所述清扫滚刷4设置于所述机架1中部的腔体内，所述腔体连接有一用于与外部吸尘设备连接的吸尘管道11，当第一清扫机构3将灰尘及粉尘颗粒等杂物清扫至机架1中部腔体位置时，第二清扫机构中的清扫滚刷4将灰尘及粉尘颗粒扬起，与此同时，吸尘管道11通过外部吸尘设备已对腔体抽真空，使得腔体内部形成负压，如此，扬起的灰尘及粉尘颗粒被吸入至吸尘管道11，进入至外部吸尘设备，实现了管道的自动清洁及吸尘处理；为了使得机架1中部的腔体形成更大的负压，于所述机架1上腔体下部的四周设有与地面接触的密封材料14，密封材料14与管道内部接触后形成近似的密封空间，便于抽真空，该密封材料14可采用阵列分布于所述腔体下部的毛状物。

本实施例中，第一驱动机构包括第一传动组件、第二传动组件、第三传动组件及第一驱动电机39，其中，第一传动组件包含与机架1前端的固定板通过轴承固定以实现转动的转轴A31，该转轴A31的下端连接有一所述清扫头32a，上端连接有一齿轮A33a；第二传动组件包含与机架1前端的固定板通过轴承固定以实现转动的转轴B34，该转轴B34的下端连接有另一所述清扫头32b，上端连接有一带轮B35a；第三传动组件包含与机架1前端的固定板通过轴承固定实现转动的转轴C36，该转轴C36的下端连接有一所述带轮C37a，上端连接有一齿轮C33b及一带轮C’35b；第一驱动电机39的输出轴上连接有带轮D37b，所述带轮D37b与带轮C37a之间通过第一传动带38a连接，所述带轮B35a与带轮C’35b之间通过第二传动带38b连接，所述齿轮A33a与齿轮C33b相啮合，在第一驱动电机39工作时，带动带轮D37b旋转，带轮D37b通过第一传动带38a带动转轴C36及带轮C’35b及齿轮C33b转动，齿轮C33b带动齿轮A33a转动，齿轮A33a进一步带动转轴A31及其上的清扫头32a转动，同时，带轮C’35b通过第二传动带38b带动带轮B35a转动，带轮B35a进一步带动转轴B34及其上的清扫头32b转动，如此，实现两清扫头32a、32b的同步驱动。

第二驱动机构包括与所述机架1侧壁转动连接的两个带轮A6、连接于两带轮A6之间的第三传动带7及用以驱动带轮A6转动的第二驱动电机5，所述清扫滚刷4通过连接件与所述其中一个带轮A6连接，第二驱动电机5工作时，带动其输出轴上的带轮A6，该带轮A6通过第三传动带7带动另一带轮A6，另一带轮A6进一步带动清扫滚刷4旋转，如此，实现清扫滚刷4的驱动。

行走机构2包括分别为机架1两侧的左侧行走机构及右侧行走机构，所述左侧行走机构及右侧行走机构均包括通过连接件与所述机架1侧壁转动连接的至少两个带轮E8、连接于所述带轮E8之间的履带状传动带9及驱动所述带轮E8旋转的第三驱动电机10，第三驱动电机10的输出轴与其中一带轮E8连接，驱动该带轮E8转动，由于履带状传动带9连接于各个带轮E8之间，因此，通过转动的带轮E8带动所述履带状传动带9运动，如此，履带状传动带9与地面之间通过摩擦力形成相对运动，最终驱动机架1前进或后退(例如第三驱动电机10正转，机架1前进，翻转后退)，实现了该扫地机器人自动行走。

为了便于了解管道内的环境，于所述机架1的前端设有监控摄像头组件12，所述监控摄像头组件12与所述控制系统信号连接，操作人员可通过监控摄像头组件12对管道内部环境进行检测及清理状态进行实时监控等，例如检测内部是否需要进行清理，监控内部是否存留有死角等，便于对内部清理进行全面的清理，保证清理无死角等。

此外，所述机架1的前端设有与地面垂直可自由滚动的万向头13，该万向头13可使机器人在遇到障碍物时，进行避让，以避开障碍物继续清理，同时，所述固定板可沿平行于地面的轴线方向转动地连接于所述机架1，如此，固定上的第一清扫机构3可随固定板上下摆动一定角度，当遇到障碍物时，在万向头13的支撑下，第一清扫机构3上的清扫头32a、32b可向上摆动，以越过障碍物后继续前行，保证清洁的正常进行，提高机器人的可靠性。

本发明的三合一管道吸尘机器人适用于对方形管道进行进行内部清洁，例如中央空调通风管道等，在具体使用时，将本发明的三合一管道吸尘机器人放置于管道中，在控制系统下通过行走机构2在管道内行走，在遇到障碍物时，可通过万向头13转向避开障碍物或越过障碍物，在行走的过程中，第一清扫机构3中的清扫头32a、32b旋转，对管道内部的灰尘及粉尘颗粒进行清扫，并将粉尘颗粒及灰尘抛向机架1中部的腔体位置，第二清扫机构中的清扫滚刷4则将腔体中的灰尘及粉尘颗粒扬起，与此同时，吸尘管道11通过外部吸尘设备已对腔体抽真空，使得腔体内部形成负压，如此，扬起的灰尘及粉尘颗粒被吸入至吸尘管道11，进入至外部吸尘设备，实现了管道的自动清洁及吸尘处理，其使用方便，清洁效率高，避免了人工清洁难度大，工作量大及工作效率低等问题，此外，配合监控摄像头组件12，实现对管道内部环境及清洁状态进行实时监控，保证无死角。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种三合一管道吸尘机器人，其特征在于，它包括：

机架，其中部具有一腔体，所述机架上设有用以驱动所述机架前进或后退的行走机构；所述机架的前端设有与地面垂直可自由滚动的万向头；所述行走机构包括分别为机架两侧的左侧行走机构及右侧行走机构，所述左侧行走机构及右侧行走机构均包括通过连接件与所述机架侧壁转动连接的至少两个带轮E、连接于所述带轮E之间的履带状传动带及驱动所述带轮E旋转的第三驱动电机；

第一清扫机构，所述第一清扫机构包括清扫头及驱动所述清扫头沿垂直于地面的轴线方向旋转的第一驱动机构，所述清扫头设置于所述机架的前端；

第二清扫机构，所述第二清扫机构包括清扫滚刷及驱动所述清扫滚刷沿平行于地面的轴线方向转动的第二驱动机构，所述清扫滚刷设置于所述机架中部的腔体内，所述腔体连接有一用于与外部吸尘设备连接的吸尘管道；

及用以控制上述机构动作的控制系统，所述机架的前端设有监控摄像头组件，所述监控摄像头组件与所述控制系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的三合一管道吸尘机器人，其特征在于：所述机架上腔体下部的四周设有与地面接触的密封材料。

3.根据权利要求1所述的三合一管道吸尘机器人，其特征在于：所述清扫头为两个，两清扫头左右并排设置于所述机架的前端。

4.根据权利要求3所述的三合一管道吸尘机器人，其特征在于：所述第一驱动机构包括

第一传动组件，包含与机架前端的固定板转动连接的转轴A，该转轴A的下端连接有一所述清扫头，上端连接有一齿轮A；

第二传动组件，包含与机架前端的固定板转动连接的转轴B，该转轴B的下端连接有另一所述清扫头，上端连接有一带轮B；

第三传动组件，包含与机架前端的固定板转动连接的转轴C，该转轴C的下端连接有一所述带轮C，上端连接有一齿轮C及一带轮C’；

第一驱动电机，其输出轴上连接有带轮D，所述带轮D与带轮C之间通过第一传动带连接，所述带轮B与带轮C’之间通过第二传动带连接，所述齿轮A与齿轮C相啮合。

5.根据权利要求1所述的三合一管道吸尘机器人，其特征在于：所述第二驱动机构包括与所述机架侧壁转动连接的两个带轮A、连接于两带轮A之间的第三传动带及用以驱动带轮A转动的第二驱动电机，所述清扫滚刷通过连接件与所述其中一个带轮A连接。

6.根据权利要求2所述的三合一管道吸尘机器人，其特征在于：所述密封材料为阵列分布于所述腔体下部的毛状物。

7.根据权利要求4所述的三合一管道吸尘机器人，其特征在于：所述固定板可沿平行于地面的轴线方向转动地连接于所述机架。