CN105537215A - 一种清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种清洁机器人，其包括移动机构、清洁机构和集尘机构；所述移动机构包括底板、驱动电机和固接于所述驱动电机的输出轴上的驱动轮，所述驱动电机通过固定座固定安装在所述底板上；所述清洁机构包括安装架、顶部盘刷装置、底部盘刷装置和侧边刷装置，所述安装架固设于所述底板上，所述侧边刷装置设置于所述安装架上并向该安装架的两侧伸出，所述顶部盘刷装置设置在所述底板上并位于所述安装架的上方，所述底部盘刷装置设置于所述底板的下部；所述集尘机构固设于所述底板上并位于所述清洁机构后方。该清洁机器人既可以同时完成清洁和收集的功能，又能在管道内灵活地移动并且能够同时清理所有内壁，管道适应能力强，清理效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及清洁设备技术领域，具体涉及一种适用于矩形截面通风管道的清洁机器人。
背景技术
随着社会的发展，越来越多的楼宇、公共场所和高档别墅区采用中央空调,然而由于没有及时清洗而带来的空气污染却在危害着人们的健康。长期得不到清洁的通风管道为有害物质提供了安稳的环境，它们会不断滋生并随着四通八达的风管在室内广泛传播，在空调内部造成空气二次污染，建筑物空调通风系统所造成的人体健康危害和疾病可达几十种。目前大部分办公楼宇的中央空调都是采取有问题就解决的方式，真正做到每年定期清洗的其实很少。造成中央空调清洗少的另一原因是成本过高，其中风管系统清洗难度较大，按照风道的展开面积，每平米成本约30元，十多个人要清洗一栋20多层的大楼至少要花1个多月时间。而且空调管道太脏、管道狭隘，清洁人员长期接触，容易导致皮肤病和呼吸道感染等疾病。
随着矩形管道清洁的需求日益增加，越来越多的人尤其是清洁公司都在使用一些清洁机器人进行管道清洁来代替人力进入管道清洁。但是其清洁过程中，这些机器人所占比重较低，其所起到的作用甚微。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种清洁机器人，该清洁机器人既可以同时完成清洁和收集的功能，又能在管道内灵活地移动并且能够同时清理所有内壁，管道适应能力强，清理效果明显。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种清洁机器人，其包括驱动该机器人移动的移动机构、清洁机构和收集灰尘的集尘机构；其中，
所述移动机构包括底板、驱动电机和固接于所述驱动电机的输出轴上的驱动轮，所述驱动电机通过固定座固定安装在所述底板上；
所述清洁机构包括安装架、顶部盘刷装置、底部盘刷装置和侧边刷装置，所述安装架固设于所述底板上，所述侧边刷装置设置于所述安装架上并向该安装架的两侧伸出，所述顶部盘刷装置设置在所述底板上并位于所述安装架的上方，所述底部盘刷装置设置于所述底板的下部；
所述集尘机构固设于所述底板上并位于所述清洁机构后方。
由上述方案可见，本发明通过在机器人上同时设置顶部盘刷装置、底部盘刷装置和侧边刷装置，使得空调管道的四个内壁同时得到清洁，采用盘刷代替现有技术的滚刷，能够很好地将滚刷清洁难点的直角部分清洁干净，有效避免了使用滚刷会留下无法清洁的死角的问题；同时在清洁机构的后面设置有集尘机构，能够有效的将管道内壁面的清洁下来的灰尘同步收集起来。
作为本发明的一种实施方式，所述顶部盘刷装置包括顶部盘刷、输出轴与所述顶部盘刷固接的第一电机、升降体和驱动所述升降体升降的升降电机，所述顶部盘刷和所述第一电机固设于所述升降体的上部，所述升降体固接于所述升降电机的输出轴上，所述升降电机垂直固设于所述底板上。
作为本发明的一种实施方式，所述侧边刷装置包括条刷和为所述条刷提供伸缩动力的电动推杆，所述条刷与所述电动推杆固定连接。
为了减轻管道侧壁对条刷的冲击力、延长条刷的适用寿命，所述条刷与所述电动推杆之间设有缓冲装置，所述缓冲装置包括与所述电动推杆固接的安装座，所述条刷的安装端中部与所述安装座铰接，所述条刷的安装端的两侧分别通过弹簧与所述安装座弹性连接。
优选地，所述侧边刷装置的数量为两组，分别为第一条侧边刷装置和第二侧边刷装置，所述第一侧边刷装置安装在固设于所述安装架上的固定板上，所述第二侧边刷装置固设于所述升降体的下部，所述第一侧边刷装置与所述第二侧边刷装置错位设置。
作为本发明优选的实施方式，所述底部盘刷装置包括底部盘刷、驱动所述底部盘刷转动的第二电机，所述第二电机设置于所述底板的上部，所述底部盘刷与所述第二电机的输出轴固定连接且位于所述底板的下部，所述底部盘刷与水平线有夹角。
进一步地，所述底部盘刷装置还包括电磁铁和将电磁铁固定于在所述底板上的固定件，所述电磁铁的铁芯通过连接块与所述第二电机的输出轴固定连接。
更进一步地，所述底部盘刷装置的数量为两组，两组所述底部盘刷装置错位设置于所述底板的下部，使得两个底部盘刷的圆心的连线与机器人的行进方向不垂直。
作为本发明的一种实施方式，所述集尘机构包括风机和集尘箱，所述风机和所述集尘箱均固设于所述底板上，所述风机的风口贯穿地设置于所述底板的下方，所述风机与所述集尘箱连通。
优选地，本发明所述的清洁机器人还包括障碍物清除机构，所述障碍物清除机构包括挡板，所述挡板固设于所述底板的前端上。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所述的清洁机器人既能够同时清洁管道的四个内壁面，又能同步收集灰尘；采用盘刷代替现有技术的滚刷能够全面地清洁四个内壁面、不会留下清洁死角；另外，顶部盘刷与升降电机固定连接、侧边的条刷与电动推杆固定连接，使得清洁机器人清洁时的整体高度和宽度可根据实际的管道尺寸进行调节，有效提高清洁机器人的适应性，扩大使用范围；两组侧边刷错位布置可以有效避免清洁遗漏现象的发生。
附图说明
图1为本发明所述的一种清洁机器人的立体图。
图2为本发明所述的移动机构的结构示意图。
图3为本发明所述的清洁机构的结构示意图。
图4为本发明所述的顶部盘刷装置的结构示意图。
图5为本发明所述的底部盘刷装置的结构示意图。
图6为本发明所述的侧边刷装置的结构示意图。
图7为本发明所述的缓冲装置的结构示意图。
图8为本发明所述的一种清洁机器人的另一角度的立体图。
其中，10、移动机构；11、底板；12、驱动电机；13、驱动轮；14、固定座；15、后轮；20、清洁机构；21、安装架；22、顶部盘刷装置；221、顶部盘刷；222、第一电机；223、升降体；224、升降电机；225、滑块；226、滑轨；23、底部盘刷装置；231、底部盘刷；232、第二电机；233、电磁铁；234、固定件；235、连接块；24、侧边刷装置；241、条刷；242、电动推杆；243、安装座；244、弹簧；25、第一侧边刷装置；26、第二侧边刷装置；27、固定板；30、集尘机构；31、风机；32、集尘箱；33、风口；40、障碍物清除机构；41、挡板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，为本发明所述的一种清洁机器人，其包括驱动该机器人移动的移动机构10、用于清洁管道内壁的清洁机构20和收集灰尘的集尘机构30。
在本发明中，由于中央空调管道的内部环境多为直道以及转弯，为了使清洁机器人在管道内更加的灵活，清洁机器人优选以轮式驱动机构作为驱动方式。具体地，如图2所示，移动机构10包括底板11、驱动电机12和固接于驱动电机12的输出轴上的驱动轮13，驱动电机12通过固定座14固定安装在底板11的前端上。两个驱动电机12分别带动两个驱动轮13，采用差速转弯。底板11的后端对称设有两个后轮15，后轮15可以由驱动轮13带动，也可单独安装电机驱动。轮式移动与腿式移动和履带式移动方式相比，轮式结构简单紧凑，抵抗冲击的各向同性能力强。
如图2所示，清洁机构20包括安装架21、顶部盘刷装置22、底部盘刷装置23和侧边刷装置24，安装架21固设于底板11上，侧边刷装置24设置于安装架21上并向该安装架21的两侧伸出，顶部盘刷装置22设置在底板11上并位于安装架21的上方，底部盘刷装置23设置于底板11的下部。通过在机器人上同时设置顶部盘刷装置22、底部盘刷装置23和侧边刷装置24，使得空调管道的四个内壁同时得到清洁，采用盘刷代替现有技术的滚刷，能够很好地将滚刷清洁难点的直角部分清洁干净，有效避免了使用滚刷会留下无法清洁的死角的问题。
其中，如图3-4所示，顶部盘刷装置22包括顶部盘刷221、输出轴与顶部盘刷221固接的第一电机222、升降体223和驱动升降体223升降的升降电机224。升降电机224远离输出轴的一端竖直地固设于底板11上，其输出轴与升降体223的下部固定连接。升降体223的结构呈“冂”型，顶部盘刷221和第一电机222固设于升降体223的上部，在升降电机224的驱动下升降体223带动顶部盘刷221和第一电机222作上下往复运动，从而实现清洁机器人在高度上的调节。进一步地，为了使顶部盘刷装置22在作上下往复运动时更加稳固，升降体223的两侧设有导轨组件，该导轨组件包括固设于升降体223外侧的滑块225、固设于安装架21内侧的滑轨226，滑块225套设于滑轨226上，在升降电机224输出轴伸缩时，滑块225沿着滑轨226上下移动。为了使顶壁清洁得更干净，优选地，升降体223上对称设置有两个顶部盘刷221，分别由两个第一电机222驱动旋转。
如图6-7所示，侧边刷装置24包括条刷241和为条刷241提供伸缩动力的电动推杆242，条刷241与电动推杆242固定连接，在电动推杆242的作用下条刷241可伸长或者缩短，从而使得清洁机器人实现在宽度上调节，进一步提高本发明的适应性。优选地，侧边刷装置24的数量为两组，分别为第一条侧边刷装置25和第二侧边刷装置26，第一侧边刷装置25安装在固设在安装架21中部的固定板27上。第二侧边刷装置26固设于升降体223的下部，使得第一侧边刷装置25与第二侧边刷装置26错位设置，这样共有四个水平布置的电动推杆242分别和四个条刷241连接，来控制条刷241在水平方向上宽度的姿态变化，这样可以避免清洁遗漏。另外，由于第二侧边刷装置26在升降电机224的带动下可在竖直方向上作上下往复运动，有效保证管道侧壁的全面清洁。为了减轻管道侧壁对条刷241的冲击力、延长条刷241的适用寿命，条刷241与电动推杆242之间设有缓冲装置，该缓冲装置包括与电动推杆242固接的安装座243，条刷241的安装端中部与该安装座243铰接，条刷241的安装端的两侧分别通过弹簧244与安装座243弹性连接。缓冲装置不仅具有缓冲作用，而且可以适应具有一定壁面角度的侧壁清洁，使得条刷241更好的与侧壁贴合。
如图5所示，底部盘刷装置23包括底部盘刷231、驱动底部盘刷231转动的第二电机232，第二电机232设置于底板11的上部，底部盘刷231与第二电机232的输出轴固定连接且位于底板11的下部。为了对管道底壁实现更好的清洁效果，底部盘刷231与水平线有夹角，底部盘刷231与地面接触倾角范围为4～10°，优选倾角为5°。为了使底部盘刷231停止运转时减少与管道底壁的摩擦、不影响机器人的移动，底部盘刷装置23还包括电磁铁233和将电磁铁233固定于在底板11上的固定件234，电磁铁233的铁芯通过连接块235与第二电机232的输出轴固定连接，电磁铁233导通后可以将底部盘刷231抬起使其离开底壁。更进一步地，底部盘刷装置23的数量为两组，两组底部盘刷装置23错位设置于底板11的下部，使得两个底部盘刷231的圆心的连线与机器人的行进方向不垂直，两者之间具有一定偏角，这样就能有效避免了底部盘刷231清洁管道底壁时遗漏缝隙。
如图8所示，集尘机构30固设于底板11上并位于清洁机构20后方。该集尘机构30包括风机31和集尘箱32，风机31和集尘箱32均固设于底板11上，风机31的风口33贯穿地设置于底板11的下方，风机31与集尘箱32连通，利用风机31高速转动形成真空将灰尘收集到后面的集尘箱32内这样有效的将内壁面的清洁下来的灰尘同步收集起来。
鉴于中央空调通风管道内部以细小的灰尘为主，但是也可能出现比如灰尘结块的情况，对清洁机器人的行进形成障碍，本发明所述的清洁机器人还包括障碍物清除机构40，该障碍物清除机构40包括挡板41，挡板41固设于底板11的前端上。为了便于操作人员监测清洁机器人管道内的情况，可以在挡板41的上端设置摄像头和障碍物检测装置等。为了提高清洁机器人的自动化和智能化，可以在底板11上设置控制系统，实现远程操控。考虑到中央空调通风管道结构庞大、复杂，为了便于掌握清洁机器人的位置，可以在机器人上设置GPS定位装置。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种清洁机器人，其特征在于：其包括驱动该机器人移动的移动机构、清洁机构和收集灰尘的集尘机构；其中，
所述移动机构包括底板、驱动电机和固接于所述驱动电机的输出轴上的驱动轮，所述驱动电机通过固定座固定安装在所述底板上；
所述清洁机构包括安装架、顶部盘刷装置、底部盘刷装置和侧边刷装置，所述安装架固设于所述底板上，所述侧边刷装置设置于所述安装架上并向该安装架的两侧伸出，所述顶部盘刷装置设置在所述底板上并位于所述安装架的上方，所述底部盘刷装置设置于所述底板的下部；
所述集尘机构固设于所述底板上并位于所述清洁机构后方。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述顶部盘刷装置包括顶部盘刷、输出轴与所述顶部盘刷固接的第一电机、升降体和驱动所述升降体升降的升降电机，所述顶部盘刷和所述第一电机固设于所述升降体的上部，所述升降体固接于所述升降电机的输出轴上，所述升降电机垂直固设于所述底板上。
3.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述侧边刷装置包括条刷和为所述条刷提供伸缩动力的电动推杆，所述条刷与所述电动推杆固定连接。
4.根据权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于：所述条刷与所述电动推杆之间设有缓冲装置，所述缓冲装置包括与所述电动推杆固接的安装座，所述条刷的安装端中部与所述安装座铰接，所述条刷的安装端的两侧分别通过弹簧与所述安装座弹性连接。
5.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述侧边刷装置的数量为两组，分别为第一条侧边刷装置和第二侧边刷装置，所述第一侧边刷装置安装在固设于所述安装架上的固定板上，所述第二侧边刷装置固设于所述升降体的下部，所述第一侧边刷装置与所述第二侧边刷装置错位设置。
6.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述底部盘刷装置包括底部盘刷、驱动所述底部盘刷转动的第二电机，所述第二电机设置于所述底板的上部，所述底部盘刷与所述第二电机的输出轴固定连接且位于所述底板的下部，所述底部盘刷与水平线有夹角。
7.根据权利要求6所述的清洁机器人，其特征在于：所述底部盘刷装置还包括电磁铁和将电磁铁固定于在所述底板上的固定件，所述电磁铁的铁芯通过连接块与所述第二电机的输出轴固定连接。
8.根据权利要求6所述的清洁机器人，其特征在于：所述底部盘刷装置的数量为两组，两组所述底部盘刷装置错位设置于所述底板的下部，使得两个底部盘刷的圆心的连线与机器人的行进方向不垂直。
9.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：所述集尘机构包括风机和集尘箱，所述风机和所述集尘箱均固设于所述底板上，所述风机的风口贯穿地设置于所述底板的下方，所述风机与所述集尘箱连通。
10.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于：还包括障碍物清除机构，所述障碍物清除机构包括挡板，所述挡板固设于所述底板的前端上。
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