CN104473595A - 仿尺蠖清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供仿尺蠖清洁装置，中间由可以摆动的连接杆连接，其纵向运动过程模仿尺蠖的爬行过程，而横向运动模仿船桨的工作过程。连接杆相当于尺蠖的躯干，而两个对称结构相当于尺蠖的脚，两个脚结构相同，其中每个脚都由底座、吸附机构，仿船桨横移机构组成。两个脚及中间的杆共同运动来模仿尺蠖的运动方式。本发明可以跨过两块玻璃中间的横梁，并且由于日常生活中人们擦玻璃时都是先用湿抹布擦后用干抹布擦，来获得最好的效果，因此两个脚分别夹干抹布和湿抹布，这样一来清洁的效果最好。

Description

仿尺蠖清洁装置

技术领域

本发明涉及的是一种仿生结构的清洁装置。

背景技术

从功能上说，现有的玻璃清洁装置，大多是吸附在玻璃表面，除去表面的灰尘。现有的清洁装置不能够跨越两块玻璃之间的横梁，并且没有干湿抹布之分，这样就决定了现有清洁装置的工作过程连续性不好，而且和手工清洁差距较大。公开号为CN203153627U的玻璃清洁器专利，依靠玻璃两侧的磁铁实现固定，擦板必须成对使用，这就导致该装置独立工作能力不强。

发明内容

本发明的目的在于提供用于清洁玻璃，并解决了现有装置不能跨越清洁问题的仿尺蠖清洁装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明仿尺蠖清洁装置，其特征是：包括仿尺蠖纵向移动机构以及结构相同的第一仿尺蠖清洁单元和第二仿尺蠖清洁单元；

第一仿尺蠖清洁单元包括底座机构、吸附机构、仿船桨横向移动机构；

底座机构包括底座板、弹簧夹持装置，弹簧夹持装置包括弹簧夹、弹簧夹固定块、弹簧夹弹簧，用来夹持清洁工具的弹簧夹通过弹簧夹固定块、弹簧夹弹簧安装在底座板上；

吸附机构包括第一吸盘、第二吸盘、第一纵向导轨、第二纵向导轨、竖直丝杠、抽气机、竖直运动丝杠块、竖直丝杠电机，第一吸盘和第二吸盘分别位于底座板的两侧，第一吸盘通过第一吸盘摆动结与第一吸盘连接杆的第一端相连，第二吸盘通过第二吸盘摆动结与第二吸盘连接杆的第一端相连，竖直丝杠电机与竖直丝杠相连，竖直运动丝杠块套于与其配合的竖直丝杠上，第一吸盘连接杆的第二端通过第一大球铰连接竖直运动丝杠块，第二吸盘连接杆的第二端通过第二大球铰连接竖直运动丝杠块，第一纵向导轨和第二纵向导轨固定在底座板上，第一吸盘连接杆的中部安装第一小球铰，可沿第一纵向导轨移动的第一小球铰安装在第一纵向导轨上，第二吸盘连接杆的中部安装第二小球铰，可沿第二纵向导轨移动的第二小球铰安装在第二纵向导轨上，固定在底座板上的抽气机分别通过第一气管和第二气管连接第一吸盘和第二吸盘；

仿船桨横向移动机构包括水平丝杠、水平运动丝杠块、横向导轨、水平丝杠电机，水平丝杠安装在固定于底座板的小轴承座上，水平丝杠电机连接水平丝杠，水平运动丝杠块套于与其配合的水平丝杠上，横向导轨固定在底座板上，水平运动丝杠块安装在横向导轨上，竖直丝杠电机固定在水平运动丝杠块上；

仿尺蠖纵向移动机构包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第一连接杆旋转电机、第二连接杆旋转电机、第一连接杆摆动电机、第二连接杆摆动电机，第一仿尺蠖清洁单元的底座板上固定有第一大轴承座和第二大轴承座，第二仿尺蠖清洁单元的底座板上固定有第三大轴承座和第四大轴承座，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆的底端通过各自对应的连接杆摆动轴分别安装在第一大轴承座、第二大轴承座、第三大轴承座和第四大轴承座上，第二连接杆的连接杆摆动轴和第四连接杆的连接杆摆动轴分别连接第一连接杆摆动电机和第二连接杆摆动电机，第一连接杆和第三连接杆的顶端相连，在第一连接杆和第三连接杆的连接处安装第一连接杆旋转电机，第二连接杆和第四连接杆的顶端相连，在第二连接杆和第四连接杆的连接处安装第二连接杆旋转电机。

本发明还可以包括：

1、每个底座机构的弹簧夹持装置有四组，分别布置在底座板的四个角。

本发明的优势在于：本发明并没有完全复制尺蠖的运动，为了使装置横向移动，又加入了仿船桨横向移动装置，与现有的玻璃清洁装置的相关专利不同。公开号为CN203153627U的玻璃清洁器，依靠玻璃两侧的磁铁实现固定，擦板必须成对使用，这就导致该装置独立工作能力不强，而本发明采用气压差实现吸附，单独一侧就可以完成清洁工作。公开号为CN201220105的一种仿生尺蠖，是尺蠖形态的复制，带有行走腿和旋转爪，并且强调了可玩性和观赏性。而本发明模仿尺蠖爬行过程中躯干的弯曲过程，来实现装置的纵向移动。本发明由于其吸附能力，使其在任意角度安装面上均可以完成清洁工作，实用性很强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明仿尺蠖运动中伸张状态主视图；

图3为本发明仿尺蠖运动中伸张状态俯视图；

图4为本发明仿尺蠖运动中的收缩状态主视图；

图5为本发明仿尺蠖运动中的收缩状态俯视图；

图6为本发明仿船桨运动过程示意图a；

图7为本发明仿船桨运动过程示意图b。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～7，整个仿尺蠖清洁装置，主要由吸附机构、仿船桨横向移动机构、仿尺蠖纵向移动机构三部分组成。各部件如下：弹簧夹固定块1，弹簧夹2，吸盘3，吸盘摆动结4，吸盘摆动轴5，吸盘连接杆6，气管7，纵向导轨8，小球铰9，竖直丝杠10，连接杆11，连接杆旋转电机12，小型抽气机13，球铰螺栓14，气管15，连接杆16，竖直运动丝杠块17，水平丝杠18，连接杆摆动电机19，大球铰20，水平运动丝杠块21，横向导轨22，竖直丝杠电机23，小轴承座24，水平丝杠电机25，轴承座螺栓26，大轴承座27，连接杆摆动轴28，弹簧夹弹簧29，底座板30。

底座由弹簧夹固定块1，弹簧夹2，滑轨8，滑轨22，小轴承座24，轴承座螺栓26，大轴承座27，弹簧夹弹簧29，底座板30。两个底座相当于尺蠖行进中的脚，与清洁表面接触，底座板30上通过弹簧夹固定块1，弹簧夹弹簧29来固定弹簧夹2，弹簧夹用来夹持清洁工具抹布等。小轴承座24，大轴承座27分别通过轴承座螺栓26安装在底座上。轴承座支撑尺蠖的躯干，以及其他附属结构。

吸附机构由吸盘3，吸盘摆动结4，吸盘摆动轴5，吸盘连接杆6，气管7，导轨8，小球铰9，竖直丝杠10，小型抽气机13，气管15，竖直运动丝杠块17，大球铰20，竖直丝杠电机23组成。吸盘3通过吸盘摆动结4与吸盘连接杆6相连。小型抽气机13固定在底座板上，通过气管7、气管15与两侧的吸盘3相连，竖直丝杠电机23通过螺栓固定在下方的水平运动丝杠块21上，竖直丝杠电机23与竖直丝杠10相连，该丝杠安装有竖直运动丝杠块17。丝杠块17两端有球铰，通过吸盘连接杆6与大球铰20相连，吸盘连接杆6中部有小球铰9，小球铰9下方与固定在底座板30上的纵向导轨8相连接。竖直丝杠电机23驱动竖直丝杠10，竖直丝杠10旋转使竖直运动丝杠块17向上移动，由于球铰的连接作用，使吸盘连接杆6与竖直运动丝杠块17的连接端向上抬起，而吸盘3的连接端落下，进而使吸盘3贴到待吸附表面上，此时固定在底座板30上的小型抽气机13开始工作，通过气管7、气管15，使吸盘内3气压减小，在大气压的作用下吸附至待吸附表面上。

仿船桨横向移动机构由吸盘3，吸盘摆动结4，吸盘摆动轴5，吸盘连接杆6，纵向导轨8，小球铰9，竖直运动丝杠块17，水平丝杠18，大球铰20，水平运动丝杠块21，横向导轨22，小轴承座24，水平丝杠电机25组成。水平丝杠18与固定在底座板30上的小轴承座24相连接，水平丝杠电机固定在一侧的小轴承座24上，驱动水平丝杠18的旋转，水平丝杠18安装有水平运动丝杠块21，水平运动丝杠块21上固定有吸附机构中的竖直丝杠电机23，因此可以带动吸盘连接杆6绕着吸盘3中心摆动。模仿船桨的工作过程实现整个装置的横向移动。水平丝杠电机25驱动水平丝杠18旋转时，带动水平运动丝杠块21沿着丝杠轴向移动，由于小球铰9、大球铰20的连接作用，吸盘连接杆6就以吸附住的吸盘3中心为轴旋转，进而推动整个底座横向移动。在吸盘连接杆6摆动过程中，小球铰9的中心相对底座的纵向位置会发生变化，所以设计两侧的球铰下方可以沿着底座上的纵向导轨8滑动，大球铰20可以在竖直运动丝杠块17中伸缩，使整个机构在运动过程中符合机械结构。

仿尺蠖纵向移动机构由连接杆11，连接杆旋转电机12，连接杆16，连接杆摆动电机19，轴承座螺栓26，大轴承座27，连接杆摆动轴28，底座板30组成。大轴承座27固定在底座板30上，连接杆摆动轴28插入大轴承座27，连接杆11、连接杆16与连接杆摆动轴28相连，通过固定在大轴承座27上的连接杆摆动电机19驱动连接杆摆动轴28，连接杆11、连接杆16连接处安装有连接杆旋转电机12，实现两连接杆的相对摆动。当其中一个脚上的吸盘吸附住表面另一个没有吸附时，两个连接杆摆动电机19同时转动使连接杆11、连接杆16向着中间摆动，使其二者夹角变小，进而两个底座距离拉近。距离拉近之后两个脚交换吸附，两个连接杆摆动电机19反向旋转，使连接杆11、连接杆16间夹角变大，进而两底座距离变远，这样就完成一个周期的纵向移动，与尺蠖的运动方式相类似。当需要跨过两块玻璃的横梁时，其中一个底座固定，并且其上的连接杆摆动电机19旋转，另一个底座不固定，连接杆摆动电机19也不旋转，这样就使不固定的底座离开吸附面，与固定的底座产生高度差，在两连接杆中间的连接杆旋转电机12旋转，使较高的底座跨过横梁，继续纵向运动，完成横梁的跨越。

仿尺蠖清洁装置主要由吸附机构、仿船桨横向移动机构、仿尺蠖纵向移动机构三部分组成。

吸附机构主要由成对使用的吸盘、气管、小型抽气机、电动机、丝杠、吸盘连接杆、球铰等组成。小型抽气机固定在底座板上，通过气管与吸盘相连，电动机通过螺栓固定在下方的水平运动丝杠块上，电动机与竖直的丝杠相连，该丝杠安装有竖直运动的丝杠块。丝杠块两端有球铰，通过吸盘连接杆与球铰相连，吸盘连接杆中部也有一球铰，球铰下方与固定在底座上的导轨相连接。电动机驱动竖直安装的丝杠，丝杠旋转使相应的丝杠块向上移动，由于球铰的连接作用，使吸盘连接杆与丝杠块的连接端向上抬起，而吸盘的连接端落下，进而使吸盘贴到待吸附表面上，此时固定在底座板上的抽气机开始工作，通过气管，使吸盘内气压减小，在大气压的作用下吸附至待吸附表面上。

仿船桨横向移动机构主要由横向布置的丝杠、相应的丝杠块、电动机、吸盘连接杆、球铰、轴承座组成。横向布置的丝杠与固定在底座上的轴承座相连接，电动机固定在一侧的轴承座上，驱动水平丝杠的旋转，丝杠安装有水平运动的丝杠块，该丝杠块上固定有吸附机构中的驱动电机，因此可以带动吸盘连接杆绕着吸盘中心摆动。模仿船桨的工作过程实现整个装置的横向移动。电动机驱动水平安装的丝杠旋转时，带动丝杠块沿着丝杠轴向移动，由于球铰的连接作用，吸盘连接杆就以吸附住的吸盘中心为轴旋转，进而推动整个底座横向移动。在吸盘连接杆摆动过程中，球铰的中心相对底座的纵向位置会发生变化，所以设计两侧的球铰下方可以沿着底座上的滑轨滑动，中间的球铰可以在丝杠块中伸缩，使整个机构在运动过程中符合机械结构。

仿尺蠖纵向移动机构主要由底座板、轴承座、连接杆、连接杆摆动轴、电机组成。轴承座固定在底座板上，连接杆摆动轴插入轴承座上，连接杆与摆动轴相连，通过固定在轴承座上的电动机驱动摆动轴，两连接杆连接处也安装有电动机，实现两连接杆的相对摆动。当其中一个脚上的吸盘吸附住表面另一个没有吸附时，两个电动机同时转动使两连接杆向着中间摆动，使其二者夹角变小，进而两个底座距离拉近。距离拉近之后两个脚交换吸附，电动机反向旋转，两连接杆间夹角变大，进而两底座距离变远，这样就完成一个周期的纵向移动，与尺蠖的运动方式相类似。当需要跨过两块玻璃的横梁时，其中一个底座固定，并且其上的连接杆摆动电机旋转，另一个底座不固定，电机也不运动，这样就使不固定的底座离开吸附面，与固定的底座产生高度差，在两连接杆中间旋转部分的电机旋转，使较高的底座跨过横梁，继续纵向运动，完成横梁的跨越。

吸附机构实现底座在玻璃表面的固定，仿船桨机构实现底座沿着横向移动，仿尺蠖机构实现两个底座依次纵向移动，进而实现整个装置的纵向移动。

电动机驱动竖直安装的丝杠，丝杠旋转使相应的丝杠块向上移动，由于球铰的连接作用，使吸盘连接杆与丝杠块的连接端向上抬起，而吸盘的连接端落下，进而使吸盘贴到待吸附表面上，此时固定在底座板上的抽气机开始工作，通过气管，使吸盘内气压减小，在大气压的作用下吸附至待吸附表面上。

模仿船桨的工作过程实现整个装置的横向移动。电动机驱动水平安装的丝杠旋转时，带动丝杠块沿着丝杠轴向移动，由于球铰的连接作用，吸盘连接杆就以吸附住的吸盘中心为轴旋转，进而推动整个底座横向移动。在吸盘连接杆摆动过程中，球铰的中心相对底座的纵向位置会发生变化，所以设计两侧的球铰下方可以沿着底座上的滑轨滑动，中间的球铰可以在丝杠块中伸缩，使整个机构在运动过程中符合机械结构。

当其中一个脚上的吸盘吸附住表面另一个没有吸附时，两个电动机同时转动使两连接杆向着中间摆动，使其二者夹角变小，进而两个底座距离拉近。距离拉近之后两个脚交换吸附，电动机反向旋转，两连接杆间夹角变大，进而两底座距离变远，这样就完成一个周期的纵向移动，与尺蠖的运动方式相类似。当需要跨过两块玻璃的横梁时，其中一个底座固定，并且其上的连接杆摆动电机旋转，另一个底座不固定，电机也不运动，这样就使不固定的底座离开吸附面，与固定的底座产生高度差，在两连接杆中间旋转部分的电机旋转，使较高的底座跨过横梁，继续纵向运动，完成横梁的跨越。

本发明提出了清洁装置的一种新型设计方案。由于清洁装置需要横向、纵向的运动所以将本装置设计成对称结构，中间由可以摆动的连接杆连接，其纵向运动过程模仿尺蠖的爬行过程，而横向运动模仿船桨的工作过程。连接杆相当于尺蠖的躯干，而两个对称结构相当于尺蠖的脚，两个脚结构相同，其中每个脚都由底座、吸附机构，仿船桨横移机构组成。两个脚及中间的杆共同运动来模仿尺蠖的运动方式。模仿尺蠖的运动可以使清洁装置可以跨过两块玻璃中间的横梁，并且由于日常生活中人们擦玻璃时都是先用湿抹布擦后用干抹布擦，来获得最好的效果，因此两个脚分别夹干抹布和湿抹布，这样一来清洁的效果最好。

底座主要由底座板、弹簧夹、滑轨、轴承座组成。两个底座相当于尺蠖行进中的脚，与清洁表面接触，底座板用来安装附属结构。弹簧夹用来夹持清洁工具抹布等。轴承座支撑尺蠖的躯干，以及其他附属结构。

吸附机构主要由成对使用的吸盘、气管、小型抽气机、电动机、丝杠、吸盘连接杆、球铰等组成。电动机驱动丝杠，丝杠旋转使丝杠块向上移动，由于球铰的连接作用，使吸盘连接杆与丝杠块的连接端向上抬起，而吸盘的连接端落下，贴到待吸附表面上，此时固定在底座板上的抽气机开始工作，通过气管，使吸盘内气压减小，在大气压的作用下吸附至待吸附表面上。

仿船桨横向移动机构，主要由横向布置的丝杠、相应的丝杠块、电动机、吸盘连接杆、球铰、轴承座组成。电动机驱动丝杠旋转时使丝杠块沿着丝杠轴向移动，由于球铰的连接作用，吸盘连接杆就以吸附住的吸盘中心为轴旋转，进而推动整个底座横向移动。在吸盘连接杆摆动过程中，球铰的中心相对底座的纵向位置会发生变化，所以设计两侧的球铰下方可以沿着底座上的滑轨滑动，中间的球铰可以在丝杠块中伸缩，使整个机构在运动过程中符合机械结构。

仿尺蠖纵向移动机构主要由底座板、轴承座、连接杆、连接杆摆动轴、电机组成。当其中一个脚上的吸盘吸附住表面另一个没有吸附时，两个电动机同时转动使两连接杆向着中间摆动，使其二者夹角变小，进而两个底座距离拉近。距离拉近之后两个脚交换吸附，电动机反向旋转，两连接杆间夹角变大，进而两底座距离变远，这样就完成一个周期的纵向移动，与尺蠖的运动方式相类似。当需要跨过两块玻璃的横梁时，其中一个底座固定，并且其上的连接杆摆动电机旋转，另一个底座不固定，电机也不运动，这样就使不固定的底座离开吸附面，与固定的底座产生高度差，在两连接杆中间旋转部分的电机旋转，使较高的底座跨过横梁，继续纵向运动，完成横梁的跨越。

本发明模仿了尺蠖的运动方式实现装置的纵向运动，模仿船桨实现横向运动，并将其应用到玻璃、瓷砖等表面清洁上，属于功能和结构创新，设计新颖，结构简单、可靠，控制简单，无论是在水平面还是竖直面上均可以完成清洁工作，实用性很强。

Claims (2)

1.仿尺蠖清洁装置，其特征是：包括仿尺蠖纵向移动机构以及结构相同的第一仿尺蠖清洁单元和第二仿尺蠖清洁单元；

第一仿尺蠖清洁单元包括底座机构、吸附机构、仿船桨横向移动机构；

底座机构包括底座板、弹簧夹持装置，弹簧夹持装置包括弹簧夹、弹簧夹固定块、弹簧夹弹簧，用来夹持清洁工具的弹簧夹通过弹簧夹固定块、弹簧夹弹簧安装在底座板上；

吸附机构包括第一吸盘、第二吸盘、第一纵向导轨、第二纵向导轨、竖直丝杠、抽气机、竖直运动丝杠块、竖直丝杠电机，第一吸盘和第二吸盘分别位于底座板的两侧，第一吸盘通过第一吸盘摆动结与第一吸盘连接杆的第一端相连，第二吸盘通过第二吸盘摆动结与第二吸盘连接杆的第一端相连，竖直丝杠电机与竖直丝杠相连，竖直运动丝杠块套于与其配合的竖直丝杠上，第一吸盘连接杆的第二端通过第一大球铰连接竖直运动丝杠块，第二吸盘连接杆的第二端通过第二大球铰连接竖直运动丝杠块，第一纵向导轨和第二纵向导轨固定在底座板上，第一吸盘连接杆的中部安装第一小球铰，可沿第一纵向导轨移动的第一小球铰安装在第一纵向导轨上，第二吸盘连接杆的中部安装第二小球铰，可沿第二纵向导轨移动的第二小球铰安装在第二纵向导轨上，固定在底座板上的抽气机分别通过第一气管和第二气管连接第一吸盘和第二吸盘；

仿船桨横向移动机构包括水平丝杠、水平运动丝杠块、横向导轨、水平丝杠电机，水平丝杠安装在固定于底座板的小轴承座上，水平丝杠电机连接水平丝杠，水平运动丝杠块套于与其配合的水平丝杠上，横向导轨固定在底座板上，水平运动丝杠块安装在横向导轨上，竖直丝杠电机固定在水平运动丝杠块上；

仿尺蠖纵向移动机构包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第一连接杆旋转电机、第二连接杆旋转电机、第一连接杆摆动电机、第二连接杆摆动电机，第一仿尺蠖清洁单元的底座板上固定有第一大轴承座和第二大轴承座，第二仿尺蠖清洁单元的底座板上固定有第三大轴承座和第四大轴承座，第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆的底端通过各自对应的连接杆摆动轴分别安装在第一大轴承座、第二大轴承座、第三大轴承座和第四大轴承座上，第二连接杆的连接杆摆动轴和第四连接杆的连接杆摆动轴分别连接第一连接杆摆动电机和第二连接杆摆动电机，第一连接杆和第三连接杆的顶端相连，在第一连接杆和第三连接杆的连接处安装第一连接杆旋转电机，第二连接杆和第四连接杆的顶端相连，在第二连接杆和第四连接杆的连接处安装第二连接杆旋转电机。

2.根据权利要求1所述的仿尺蠖清洁装置，其特征是：每个底座机构的弹簧夹持装置有四组，分别布置在底座板的四个角。