CN103658122A - 升降型管道清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降型管道清洁机器人，它包括机架，具有一承载平台；行走机构，设置于所述机架两侧，用以驱动所述机架前进或后退；升降机构，设置于所述机架上的承载平台上；顶部清扫机构，设置于所述升降机构上，在所述升降机构的驱动下可沿竖直方向上升或下降，该顶部清扫机构包括清扫刷A及驱动清扫刷A在水平方向运动的第一驱动机构。其有益效果在于：本发明的升降型管道清洁机器人可对通风管道、油烟管道、中央空调管道等进行自动清洁，一举解决了粘附在管道壁上顽固灰尘污垢的一直无法清洁干净的难题，其使用方便，清洁效率高，同时，能够可以实现上下同时清扫，此外，还可以适用于不同直径或尺寸的管道，实用性非常强。

Description

升降型管道清洁机器人

技术领域

本发明涉及清洁设备，特别涉及一种升降型管道清洁机器人。 

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，内部顽固污垢清理难度大，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，提供一种升降型管道清洁机器人。 

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种升降型管道清洁机器人，它包括 

机架，具有一承载平台； 

行走机构，设置于所述机架两侧，用以驱动所述机架前进或后退； 

升降机构，设置于所述机架上的承载平台上； 

顶部清扫机构，设置于所述升降机构上，在所述升降机构的驱动下可沿竖直方向上升或下降，该顶部清扫机构包括竖直向上设置的清扫刷A及驱动 所述清扫刷A在水平方向来回往返运动的第一驱动机构。 

下面对上述技术方案作进一步阐述： 

进一步的，还包括底部清扫机构，设置于所述机架前方，该底部清扫机构包括竖直向下设置的清扫刷B及驱动所述清扫刷B在水平方向上来回往返运动的第二驱动机构。 

进一步的，进一步包括一驱动所述底部清扫机构抬高或降低的旋转机构。 

进一步的，所述行走机构包括分别位于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至少两个带轮、连接于所述带轮之间的履带状传动带及驱动所述带轮旋转的第一驱动电机，所述带轮与所述机架侧壁转动连接。 

进一步的，所述升降机构包括 

两轴承座，设置于所述承载平台上，所述两轴承座之间通过轴承连接有一丝杆，所述丝杆上连接有一丝杆螺母，所述丝杆螺母上固定连接有可随该丝杆螺母运动的活动件； 

第一固定件及第二固定件，所述第一固定件设置承载平台上，且位于其中一轴承座的外侧，第二固定件固定连接于所述活动件； 

两对称设置的X型支架，每个X型支架包括第一活动杆、第二活动杆及一水平杆，所述第一活动杆及第二活动杆铰接形成X型结构，所述水平杆的侧壁设有滑道；所述第一活动杆的上端连接一销轴，所述销轴一端可滑动地设置与所述滑道内，第一活动杆的下端与所述第一固定件铰接；所述第二活动杆的上端与所述水平杆一端铰接，第二活动杆的下端与所述第二固定件铰接； 

第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述丝杆连接，驱动所述丝杆旋转。 

进一步的，所述清扫刷A包括刷体及若干柔性体，所述刷体具有一容纳灰尘及杂物的储尘腔，所述柔性体围绕所述储尘腔设置于所述刷体上端，所述刷体上设有一与所述储尘腔连通的吸尘管。 

进一步的，所述第一驱动机构包括 

固定支架，具有两对相对设置的竖直支撑件A，每个所述竖直支撑件A上设有可左右滑动的推杆A，两所述推杆A位于同一轴线上，且两推杆A彼此靠近的一端之间有一间距，所述清扫刷A与所述推杆A连接； 

第三驱动电机，其输出轴上连接有一凸轮A，所述凸轮A位于两所述推杆A之间，在所述第三驱动电机的驱动下，推动两所述推杆A同步向左或向右运动。 

进一步的，所述推杆A包括横杆及纵杆，所述纵杆与横杆垂直连接，所述纵杆与所述清扫刷A连接，所述凸轮A位于两横杆之间。 

进一步的，所述第二驱动机构包括 

固定板，具有两对相对设置的竖直支撑件B，每个所述竖直支撑件B上设有可左右滑动的推杆B，两所述推杆B位于同一轴线上，且两推杆B彼此靠近的一端之间均有一间距，所述清扫刷B与所述推杆B连接； 

第四驱动电机，其输出轴上连接有一凸轮B，所述凸轮B位于两所述推杆B之间，在所述第四驱动电机的驱动下，推动两所述推杆B同步向左或向右运动。 

进一步的，所述旋转机构包括 

安装架，设置于所述承载平台前端； 

第五驱动电机，安装于所述安装架的一侧，其输出轴上连接有一转动轴，所述转动轴可转动地设置于所述安装架上，所述固定板一端固定连接于所述转动轴。 

本发明的有益效果是：其一、本发明的升降型管道清洁机器人可对通风管道、油烟管道、中央空调管道等进行自动清洁，具体的，行走机构驱动机架在管道内行走，在行走的过程中，顶部清扫机构中的第三驱动电机驱动凸轮旋转，而凸轮则驱动推杆往返运动，推杆再带动清扫刷运动，清扫刷往返运动过程中管道内壁形成摩擦，使得管道内壁上的灰尘、杂物等掉落至清扫刷的储尘腔内，再通过吸尘管排出至外部，如此，一举解决了粘附在管道壁上顽固灰尘污垢的一直无法清洁干净的难题，从而使困扰了管道清洗行业很长时间这个粘附在管道壁上顽固灰尘污垢一直无法清洁干净难题迎刃而解，实现了管道的自动清洁，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、本发明的升降型管道清洁机器人，其顶部清扫机构设置于升降机构上，顶部清扫机构可在升降机构的驱动下上升或下降，如此，可以通过升降机构的升降来调整顶部清扫机构的高度，以适应不同直径或尺寸的管道，从而实现对不同直径或尺寸的管道进行清洁，其 实用性更强，使用更加方便灵活。 

附图说明

图1是本发明实施例的立体图1； 

图2是本发明实施例的立体图2； 

图3是图2中A处的局部放大图； 

图4是本发明实施例的立体图3； 

图5是本发明实施例中升降机构及顶部清扫机构的结构示意图1； 

图6是本发明实施例中升降机构及顶部清扫机构的结构示意图2； 

图中：机架1；承载平台101；行走机构2；第一驱动电机201；带轮202；履带状传动带203；轴承座3；第一固定件4；第二固定件5；X型支架6；第一活动杆61；第二活动杆62；水平杆63；滑道631；丝杆7；活动件8；导向杆9；固定支架10；竖直支撑件A1001；刷体11；柔性体12；第三驱动电机13；凸轮A14；推杆A15；吸尘管16；第二驱动电机17；清扫刷B18；固定板19；第四驱动电机20；竖直支撑件B21；推杆B22；凸轮B23；安装架24；第五驱动电机25。 

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示，本发明提供了一种升降型管道清洁机器人，它包括机架1、行走机构2、升降机构及顶部清扫机构，其中，机架1具有一承载平台101，该承载平台101为设置于所述机架1上的一基板，用于安装升降机构及顶部清扫机构；行走机构2设置于所述机架1两侧，用以驱动所述机架1前进或后退；升降机构设置于所述机架1上的承载平台101上；顶部清扫机构设置于所述升降机构上，在所述升降机构的驱动下可沿竖直方向上升或下降，该顶部清扫机构包括清扫刷A及驱动清扫刷A在水平方向运动的第一驱动机构。 

此外，为了能对管道顶部及底部进行同步清洁，本发明还包括一底部清扫机构及驱动所述底部清扫机构抬高或降低的旋转机构，底部清扫机构设置于所述机架前方，该底部清扫机构包括竖直向下设置的清扫刷B18、驱动所述清扫刷B18在水平方向上来回往返运动的第二驱动机构。 

具体的，本实施例中，行走机构2包括分别位于机架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至少两个带轮202、连接于所述带轮202之间的履带状传动带203及驱动所述带轮202旋转的第一驱动电机201，所述带轮202与所述机架1侧壁转动连接，第一驱动电机201的输出轴与其中一带轮202连接，驱动该带轮202转动，由于履带状传动带203连接于各个带轮202之间，因此，通过转动的带轮202带动所述履带状传动带203运动，如此，履带状传动带203与管道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（例如第一驱动电机201正转，机架1前进，翻转后退），实现了该扫地机器人自动行走；需要注意的是，由于采用履带状传动带203，则可使该管道机器人越过障碍物平稳行进，以适用于各种内部结构管道等。 

参照图5至图6所示，升降机构包括两轴承座3、第一固定件4、第二固定件5、两对称设置的X型支架6及第二驱动电机17，其中，两轴承座3相对设置于所述承载平台101上，所述两轴承座3之间通过轴承连接有一丝杆7，所述丝杆上连接有一丝杆螺母，所述丝杆螺母上固定连接有可随该丝杆螺母运动的活动件8，所述第二驱动电机17与所述丝杆7连接，在第二驱动电机17工作时，可驱动所述丝杆7旋转，丝杆7旋转带动丝杆螺母在该丝杆7上运动，而活动件8固定连接于丝杆螺母上，因此，丝杠螺母进一步驱动活动件8沿丝杆7轴线运动，为了使活动件8运动平稳，于所述两轴承座3之间设有导向杆9，所述活动件8与所述导向杆9滑动连接，如此，活动件8在丝杆螺母驱动下沿导向杆9滑动；所述第一固定件4设置承载平台101上，且位于其中一轴承座3的外侧，第二固定件5固定连接于所述活动件8；每个X型支架6包括第一活动杆61、第二活动杆62及一水平杆63，所述第一活动杆61及第二活动杆62铰接形成X型结构，所述水平杆63的侧壁设有滑道631；所述第一活动杆61的上端连接一销轴，所述销轴一端可滑动地设置与所述滑道631内，第一活动杆61的下端与所述第一固定件4铰接；所述 第二活动杆62的上端与所述水平杆63一端铰接，第二活动杆62的下端与所述第二固定件5铰接，在活动件8随丝杆螺母向左运动时，活动件8带动第二固定件5运动，第二固定件5带动X型支架6中第二活动杆62下端向第一活动杆61下端靠拢，同时，第一活动杆61的上端销轴沿水平杆63上的滑道631滑动且向第二活动杆62上端靠拢，如此，两X型支架6上端与下端之间的距离逐渐增大，X型支架6升高，对应的，在活动件8随丝杆螺母向右运动时，活动件8带动第二固定件5运动，第二固定件5带动X型支架6中第二活动杆62下端逐渐远离第一活动杆61下端，同时，第一活动杆61的上端销轴沿水平杆63上的滑道631滑动且逐渐远离第二活动杆62上端，如此，两X型支架6上端与下端之间的距离逐渐减小，X型支架6减低，由此，实现了升降机构的升降。 

顶部清扫机构中的清扫刷A包括刷体11及若干柔性体12，所述刷体11具有一容纳灰尘及杂物的储尘腔，所述柔性体12围绕所述储尘腔设置于所述刷体11上端，所述刷体11上设有一与所述储尘腔连通的吸尘管16，柔性体12用于与管道内壁接触，在第一驱动机构驱动清扫刷A运动时，柔性体12与管道内壁摩擦，使管道内壁的灰尘、粉尘颗粒等掉落至刷体11的储尘腔内，在通过外部吸尘设备经吸尘管16排出至外部，实现自动清洁。顶部清扫机构中的第一驱动机构包括固定支架10及第三驱动电机13，其中，固定支架10具有两对相对设置的竖直支撑件A1001，每个所述竖直支撑件A1001上设有可左右滑动的推杆A15，该推杆A15包括横杆及纵杆，所述纵杆与横杆垂直连接，两所述推杆A15中的横杆位于同一轴线上，且两横杆彼此靠近的一端之间均有一间距，所述清扫刷A与所述纵杆连接；第三驱动电机13的输出轴上连接有一凸轮A14，所述凸轮A14位于两所述横杆之间，在所述第三驱动电机13的驱动下，凸轮A14推动两所述推杆A15同步向左或向右运动，由于清扫刷A与推杆A15中的纵杆连接，因此，推杆A15进一步推动所述清扫刷A来回往复运动，进而与管道顶部内壁形成摩擦，实现管道顶部的清洁。 

还是参照图1至图4所示，底部清扫机构中的第二驱动机构结构与第一驱动机构结构类似，包括固定板19及第四驱动电机20，固定板19具有两对相对设置的竖直支撑件B21，每个所述竖直支撑件B21上设有可左右滑动的 推杆B22，两所述推杆B22位于同一轴线上，且两推杆B22彼此靠近的一端之间均有一间距，所述清扫刷B18与所述推杆B22连接；第四驱动电机20其输出轴上连接有一凸轮B23，所述凸轮B23位于两所述推杆B22之间，在所述第四驱动电机20的驱动下，推动两所述推杆B22同步向左或向右运动，由于清扫刷B18与推杆B22连接，因此，推杆B22进一步推动所述清扫刷B18来回往复运动，进而与管道底部内壁形成摩擦，实现管道底部的清洁。 

旋转机构包括安装架24及第五驱动电机25，安装架24设置于所述承载平台前端；第五驱动电机25安装于所述安装架24的一侧，其输出轴上连接有一转动轴，所述转动轴可转动地设置于所述安装架24上，所述固定板19一端固定连接于所述转动轴，另一端伸出至机架前方与第二驱动机构及清扫刷B18连接固定，当第五驱动电机25工作时，其输出轴驱动转动轴旋转，转动轴带动固定板19向上和向下翻转，固定板19再进一步带动清扫刷B18抬高或降低，如此，可避开前方障碍物，也便于在清扫刷B18不工作时，抬高该清扫刷B18便于行走。 

在具体的使用过程中，行走机构2驱动机架1在管道内行走，在行走的过程中，顶部清扫机构中的第三驱动电机13驱动凸轮A14旋转，而凸轮A14则驱动推杆A15往返运动，推杆A15再带动清扫刷A运动，清扫刷A往返运动过程中与管道顶部内壁形成摩擦，使得管道内壁上的灰尘、杂物等掉落至清扫刷A的储尘腔内，再通过吸尘管16排出至外部，与此同时，底部清扫机构中的第四驱动电机20，驱动凸轮B23旋转，而凸轮B23则驱动推杆B22往返运动，推杆B22再带动清扫刷B18运动，清扫刷B18往返运动的过程中与管道底部内壁形成摩擦，使得管道内壁上的灰尘、杂物等掉落，如此，实现了管道顶部及底部同步自动清洁，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，当需要对不同管道进行清洁时，可通过升降机构调整顶部清扫机构的高度，使顶部清扫机构上的清扫刷A刚好与管道内壁抵触可形成摩擦，具体的，第二驱动电机17工作，驱动丝杆7正转或反转，丝杆7进一步驱动丝杠螺母运动，丝杆螺母再带动活动件8，活动件8最终驱动X型支架6上升或下降，而顶部清扫机构固定于所述升降机构上，因此，顶部清扫机构随升降机构上升或下降，以适应不同直径或尺寸的管道，实现对不同直径或尺寸的管道进行清洁，其实用性更 强。 

Claims (10)

1.一种升降型管道清洁机器人，其特征在于：它包括

机架，具有一承载平台；

行走机构，设置于所述机架两侧，用以驱动所述机架前进或后退；

升降机构，设置于所述机架上的承载平台上；

顶部清扫机构，设置于所述升降机构上，在所述升降机构的驱动下可沿竖直方向上升或下降，该顶部清扫机构包括竖直向上设置的清扫刷A及驱动所述清扫刷A在水平方向来回往返运动的第一驱动机构。

2.根据权利要求1所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：还包括底部清扫机构，设置于所述机架前方，该底部清扫机构包括竖直向下设置的清扫刷B及驱动所述清扫刷B在水平方向上来回往返运动的第二驱动机构。

3.根据权利要求2所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：进一步包括一驱动所述底部清扫机构抬高或降低的旋转机构。

4.根据权利要求1所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述行走机构包括分别位于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至少两个带轮、连接于所述带轮之间的履带状传动带及驱动所述带轮旋转的第一驱动电机，所述带轮与所述机架侧壁转动连接。

5.根据权利要求1所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述升降机构包括

两轴承座，设置于所述承载平台上，所述两轴承座之间通过轴承连接有一丝杆，所述丝杆上连接有一丝杆螺母，所述丝杆螺母上固定连接有可随该丝杆螺母运动的活动件；

第一固定件及第二固定件，所述第一固定件设置承载平台上，且位于其中一轴承座的外侧，第二固定件固定连接于所述活动件；

两对称设置的X型支架，每个X型支架包括第一活动杆、第二活动杆及一水平杆，所述第一活动杆及第二活动杆铰接形成X型结构，所述水平杆的侧壁设有滑道；所述第一活动杆的上端连接一销轴，所述销轴一端可滑动地设置与所述滑道内，第一活动杆的下端与所述第一固定件铰接；所述第二活动杆的上端与所述水平杆一端铰接，第二活动杆的下端与所述第二固定件铰接；

第二驱动电机，所述第二驱动电机与所述丝杆连接，驱动所述丝杆旋转。

6.根据权利要求1所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述清扫刷A包括刷体及若干柔性体，所述刷体具有一容纳灰尘及杂物的储尘腔，所述柔性体围绕所述储尘腔设置于所述刷体上端，所述刷体上设有一与所述储尘腔连通的吸尘管。

7.根据权利要求1所述升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述第一驱动机构包括

固定支架，具有两对相对设置的竖直支撑件A，每个所述竖直支撑件A上设有可左右滑动的推杆A，两所述推杆A位于同一轴线上，且两推杆A彼此靠近的一端之间有一间距，所述清扫刷A与所述推杆A连接；

第三驱动电机，其输出轴上连接有一凸轮A，所述凸轮A位于两所述推杆A之间，在所述第三驱动电机的驱动下，推动两所述推杆A同步向左或向右运动。

8.根据权利要求6所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述推杆A包括横杆及纵杆，所述纵杆与横杆垂直连接，所述纵杆与所述清扫刷A连接，所述凸轮A位于两横杆之间。

9.根据权利要求2所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述第二驱动机构包括

固定板，具有两对相对设置的竖直支撑件B，每个所述竖直支撑件B上设有可左右滑动的推杆B，两所述推杆B位于同一轴线上，且两推杆B彼此靠近的一端之间均有一间距，所述清扫刷B与所述推杆B连接；

第四驱动电机，其输出轴上连接有一凸轮B，所述凸轮B位于两所述推杆B之间，在所述第四驱动电机的驱动下，推动两所述推杆B同步向左或向右运动。

10.根据权利要求9所述的升降型管道清洁机器人，其特征在于：所述旋转机构包括

安装架，设置于所述承载平台前端；

第五驱动电机，安装于所述安装架的一侧，其输出轴上连接有一转动轴，所述转动轴可转动地设置于所述安装架上，所述固定板一端固定连接于所述转动轴。

Images