CN110025261A - 能上楼的扫地机 - Google Patents

Abstract

能上楼的扫地机，包括机体、机械臂、上楼机构、机体升降装置、扫地器、拖帕、拖帕清洗装置、擦帕清洗装置、矫正装置、双轴座机构、注水机构。机体上安装有机体升降装置、上楼机构和二副机械臂。二副机械臂前端分别安装有夹爪和擦帕。机体中设置有拖帕和擦帕的清洗装置，能自动清洗拖帕和擦帕。夹爪能够夹抬起椅子、凳子、鞋子、篮子之类物体，并扫下边地板。扫地时，扫地器受主机遥控从主机机体下方托板爬下来扫地、吸尘、拖地。扫地后，扫地器爬上托板停放。机械臂带动擦帕能够擦桌子、椅子、茶几之类的板面。上下楼时，上楼机构放下爬梯步。不上楼时，上楼机构向上收起。楼上楼下都能扫地。一机多用，能自动清洗拖帕。拖地后地板更清洁。

Description

能上楼的扫地机

技术领域

本发明属于环保机械领域，特别是能上楼的扫地机。

背景技术

现有的扫地机器人能自动扫地、吸尘、拖地、自动充电，并能自动规划扫地路线，已经有很多家庭中使用。但是现有扫地机器人的缺点是：1、扫地机器人不能自动上、下梯步。扫完一层地板后不能自动进入由梯步连接的另一层地板上扫地。2、在桌子周围摆放有多把椅子或凳子情况下，椅子、凳子的脚柱很多，而且集中在地板上占位形成很多障碍，造成扫地机器人难于进入这些脚柱群中扫地，就算进去了也难于出来。3、扫地机器人下边的拖帕是一块较薄的毯帕，拖一会儿就脏了，之后越拖越脏。使用者大多是每天取下清洗一次拖帕，拖擦后的地板看来光滑，但并不很干净。

发明内容

本发明的目的在于克服现有扫地机器人的缺点，提出了能自动清洗拖帕，自动抬起椅子、凳子，自动擦桌、椅、台面的能上楼的扫地机，以下简称扫地机。

本发明是这样实现的：能上楼的扫地机，包括机体、机械臂、上楼机构、机体升降装置、扫地器、拖帕、拖帕清洗装置、擦帕清洗装置、矫正装置、双轴座机构、注水机构。机体内安装有拖帕清洗装置、擦帕清洗装置、注水机构。机体上安装有二副机械臂。机体上安装有上楼机构。上楼机构的行走装置能够收起与放下。机体下方安装有机体升降装置。二副机械臂前端各连接一套双轴座机构。一套双轴座机构包括平轴座和立轴座A，另一套双轴座机构包括平轴座和立轴座B；立轴座A中一头安装有擦帕电机，另一头安装有立转轴电机。立轴座A中的擦帕电机的输出轴端连接有擦帕座，擦帕座上连接有擦帕，立轴座A中立转轴电机输出轴端连接有夹爪座，所述夹爪座上安装有三夹爪。立轴座B中安装有立转轴电机，所述立转轴电机的立转轴一端连接有夹爪座和三夹爪，另一端连接有夹爪座和二夹爪。二个平轴座中安装有平转轴电机，平转轴电机的输出轴外端分别与立轴座A和立轴座B侧边连接。扫地器是一个可以离开机体的独立整体，在扫地、吸尘、拖地功能和结构方面与家庭使用的扫地机器人相同。扫地器受扫地机的主机遥控进行作业。机体下方设置有托板。扫地器作业时，扫地器离开托板；扫地器不作业时爬上托板停放。拖帕的帕条连接在帕板上，帕板安装在扫地器后方下边。拖帕清洗装置包括拖帕清洗池、脱水装置、清洗座、立滑块、座套、平滑道、平移滑架、平移电机、平移齿轮、平移齿条、升降电机、升降齿轮、齿条。清洗座包括座壳、转移齿轮、转移齿条、转移电机、转移滑道、转移滑块、转移架、挂卡、挂卡电磁铁、滑块板滑道。清洗座中的转移架前边下方的台板上安装有挂卡，可以把扫地器下边的拖帕拉出，并拉进清洗座下边的滑块板滑道中。擦帕清洗装置包括擦帕清洗池、清洗池移动装置。扫低矮空间下边地板时，扫地器爬下托板进入低矮空间中扫地。托板上方安装有扫地器的矫正装置。扫椅子、凳子下边地板时，机械臂前端的三夹爪把椅子、凳子抬起来，扫地器爬下托板扫下边地板。清洗拖帕时，扫地器靠拢托板上的导向器，被矫正装置矫正，清洗座从扫地器后方落下、对接，把扫地器下方拖帕的帕板拉出来，拉进清洗座下方的滑块板滑道中，清洗座上升、平移、落下到拖帕清洗池中进行清洗，经脱水装置脱水后，清洗座再平移、下降与扫地器对接，把拖帕的帕板插进扫地器下边相应滑道中。清洗擦帕时，擦帕清洗池移动到机体壳体外边，机械臂把擦帕座放进擦帕清洗池中，立轴座中的擦帕电机左右转动清洗擦帕，擦帕电机向一个方向快速转动即脱水。机体上设置有清水箱、污水箱、水泵、相关水管和相应的电磁开关。转移电机连接在转移架上，转移电机上连接的转移齿轮与连接在座壳内的转移齿条啮合；转移架两边安装有转移滑块，转移滑块安装在用支架连接在座壳内的转移滑道中。座套侧边连接有平移滑架，座套上面侧边安装有升降电机和升降齿轮，座套的侧面上安装有平移电机和平移齿轮，所述平移齿轮与安装在机体内壳体上的平移齿条啮合。立滑块安装在座套中，清洗座上边与立滑块下端连接。机体升降装置包括导管、丝杆、抵头、电机。机体的前后壳体上安装有上楼机构的挡卡装置。拖帕清洗装置和擦帕清洗装置统称清洗装置。

本发明的优点在于：本申请是一机多用途，解决了现有扫地机器人无法做到的问题。1、机体上设置了上楼机构。扫地机在一层地板上扫地后还可以自动上、下楼梯到另一层地板上扫地作业。解决了现有扫地机器人不能自动上、下梯步的难题。2、扫地机设置了拖帕和擦帕的自动清洗装置，能自动把扫地器下方的脏拖帕拉出清洗后又插进去，克服了现有扫地机器人一天才洗一次拖帕，一张拖帕拖地越拖越脏的缺点。3、设置了二个机械臂，能把桌子周边的椅子、凳子抬高，方便扫地器在椅子、凳子下边扫地、吸尘、拖地。4、机械臂前端的夹爪可以把鞋子、篮子之类夹起提高，方便扫地器在下边扫地。克服了现有扫地机器人很难扫椅、凳、鞋子、篮子下边地板的缺点。5、设置了擦帕清洗装置，扫地机可以自动擦桌椅，擦柜台、窗台、厨房台板之类台面，并能自动清洗擦帕。

附图说明

图1是能上楼的扫地机整体结构图。

图2是上楼机构结构和安装图。

图3是机体爬上梯步情况图。

图4是双轴座机构结构图。

图5是扫地器爬下托板扫低矮空间中地板图。

图6是扫地机抬起椅子、凳子、鞋子等，扫下边地板图。

图7是拖帕结构和拖帕在扫地器上的安装图。

图8是清洗装置结构图。

图9是擦帕清洗装置和清洗擦帕情况图。

图10是清洗座结构和清洗座与扫地器交换拖帕情况图。

图11是矫正装置结构和扫地器与清洗座对接情况图。

图12是扫地机擦桌、椅情况图。

图13是注水机构结构图。

附图中：擦帕1、擦帕座2、立轴座A3、平轴座4、舵机5、三夹爪6、三级臂7、二夹爪8、立轴座B9、二级臂10、一级臂11、顶架12、转盘13、梯步轮14、轮轴15、轮轴电机16、连块17、大齿轮18、小齿轮19、轮臂20、轮臂轴21、机体22、立滑块23、座套24、挡卡电磁铁25、导向盒26、清洗座27、拖帕28、脱水装置29、拖帕清洗池30、机体升降装置31、扫地器32、托板33、平移齿条34、平滑道35、轮子36、导向器37、擦帕清洗池38、机体壳体39、支架40、轮臂电机41、挡卡42、导管43、电机44、滑槽45、丝杆46、抵头47、梯步48、检测器49、单爪50、双爪51、擦帕轴52、夹爪座53、立转轴54、平转轴55、沙发56、地板57、椅背58、座板59、桌面板60、脚柱61、围边62、鞋子63、小桶64、上盖壳65、凹进区66、帕条67、滑块板68、防脱卡电磁铁69、挂口70、防脱卡座板71、注水口72、帕板73、防脱口74、倒扣边75、后壳板76、搅洗梗77、波纹凸块78、侧壳板79、平移电机80、前壳板81、平移齿轮82、滑套壳83、压辊84、轴销85、座块86、滚柱87、帕板座板88、座壳89、升降齿轮90、齿条91、升降电机92、平移滑架93、固定管头94、进水口95、排水口96、水位97、移动水管98、挂卡电磁铁99、转移架100、座壳前板101、转移电机102、转移齿轮103、转移齿条104、转移滑道105、座壳后板106、滑块板滑道107、转移电机支架108、转移滑块109、台板110、挂卡111、防脱卡112、缺口113、壁面114、上口115、下口116、夹头117、夹臂118、轴座架119、转轴120、螺管电机121、螺管丝杆122、弓形支架123、螺管124、槽口板125、连臂块126、轴座127、轴心线128、杠块129、连杆块130、滑槽口131、滑轴132、螺管电机齿轮133、螺管齿轮134、芯块135、电磁铁136、小水管137、摆块138、箍片139、弯管140、插咀141、圈口142、夹片143、胶垫144、小水箱145、浸水管146。

具体实施方式

图1中，是能上楼的扫地机整体结构图。能上楼的扫地机包括机体22、机械臂、上楼机构、机体升降装置31、扫地器32、拖帕28、拖帕清洗装置、擦帕清洗装置、矫正装置、双轴座机构、注水机构。机体22中安装有拖帕清洗装置和擦帕清洗装置，如机体22壳体剖开部分，机体中安装有平滑道35、擦帕清洗池38、拖帕清洗池30、清洗座27。拖帕和擦帕的清洗装置在图8~图10中叙述。机体上安装有二副机械臂。每副机械臂从上到下安装有一级臂11、二级臂10、三级臂7，每两节机械臂之间用舵机5连接。一级臂、二级臂、三级臂统称机械臂。机体顶盖上安装有二个转盘13，每个转盘上安装有顶架12，每个顶架12与一级臂11之间用舵机5连接。双轴座机构包括平轴座4、立轴座。立轴座包括立轴座A3、立轴座B9。一个平轴座4与立轴座A3连接，另一个平轴座4与立轴座B9连接。平轴座与三级臂之间用舵机5连接。平轴座4中安装有平转轴电机，平转轴电机的输出轴与立轴座侧边连接。立轴座A中下方安装有擦帕电机，擦帕电机的输出轴与擦帕座2连接。擦帕连接在擦帕座2上。立轴座A上方安装有立转轴电机，立转轴电机的输出轴与夹爪座连接，该夹爪座上安装有三夹爪6。立轴座B9中安装有一个立转轴电机，用来带动立轴座B中的立转轴转动，该立转轴两端都连接有夹爪座，其中一个夹爪座上安装有三夹爪，另一个夹爪座上安装有二夹爪。三夹爪和二夹爪统称夹爪。舵机是现有机器人安装在二节机械臂之间可以精确控制二节机械臂相互转动角度的现有技术。机械臂可以用金属材料或高强度塑料制成。

机体22下方设置有托板33。图中托板右边设置有斜面。托板左边边上设置有导向器37。导向器37与现有扫地机器人的充电器构造作用相同，既用于导向又用于扫地器32充电。图中，扫地器32已经从托板右边斜面爬上托板停放。机体下边安装有四个轮子36。每个轮子都配套安装有驱动和转向装置。四个轮子是四点共圆，可以使机体原地转向，就如现有扫地机器人原地转向一样，原地转向是现有技术，这里不再叙述。机体上安装有包括轮臂20、轮臂轴21、轮臂电机、梯步轮14、轮轴15、轮轴电机16、连块17、大齿轮18、小齿轮19的上楼机构。图中右边是机体前方。机体两侧边下方对称安装有二组机体升降装置31。机体前、后方壳体上安装有包括挡卡电磁铁25、导盒26、挡卡的挡卡装置。

图2中，是上楼机构结构和安装图，是从图1中右方向左看的图形，并结合图1一起叙述。机体前、后方各安装了一组上楼机构。上楼机构包括轮臂20、轮臂轴21、轮臂电机41、梯步轮14、轮轴15、轮轴电机16、连块17、大齿轮18、小齿轮19。二块轮臂20上方之间固定连接有一块连块17。二块轮臂20上端设置有轴孔。轮轴15安装在二块轮臂上端的轴孔中。轮轴15两端固定安装有梯步轮14。连块17上安装有一台轮轴电机16，轮轴电机连接有变速器，变速器输出轴上连接有小齿轮19；轮轴15上安装有大齿轮18，大齿轮与小齿轮啮合。机体前、后方上方都开设了一个缺口，使轮臂向上转动到图1中位置时，轮轴和连块17有放置空间。图2中是上楼机构向上收起的情况。左图下方是把机体壳体39剖开后的图形，可以看到轮臂轴21及驱动装置的安装结构。轮臂轴21穿过机体两侧面的机体壳体39上设置的轴孔。轮臂轴两端分别与两边轮臂下端连接在一起，不能相互转动，连接方法是现有技术，可以用键连接。机体内轮臂轴上方的支架40上安装了轮臂电机41。轮臂电机41连接的变速器的输出轴上安装有小齿轮19；轮臂轴上安装有大齿轮18，大齿轮和小齿轮啮合。轮轴电机和轮臂电机的变速比很大，使梯步轮慢慢上梯步，梯步轮慢慢转动。

右图是左图的D向图，图中未画出机体壳体。图中轮臂的实线位置就是图1中的收起位置。当轮臂电机41正转时，二块轮臂即带动轮轴、梯步轮、连块都向下转动到设定角度，如图中虚线位置。轮臂电机反转，轮臂就从虚线位置向上转动到实现位置。轮臂后端与前段之间制成一个转角形状，后段是一段转折段。轮臂后段下转到位后，被机体前后方壳体上安装的挡卡电磁铁25中的挡卡42挡住。

图3中，是机体爬上梯步情况图。上图是机体升降装置把机体升高，轮臂下转到位并被挡卡电磁铁的挡卡卡住情况。下图是上楼机构支撑机体上梯步情况。机体两侧面壳体上对称安装有二组机体升降装置。机体升降装置包括导管43、丝杆46、抵头47、电机44。导管43上方设置有一定长度的梯形内螺纹，丝杆46的梯形螺纹旋拧进导管的内螺纹中。丝杆46上端与电机44的输出轴连接。导管43固定安装在机体两侧面壳体上。导管上方的机体壳体上设置有滑槽45。电机44后面设置安装有滑块，滑块安装在滑槽45中。电机正、反转，即拧转丝杆左、右转动。电机本身因滑块导向，不能转动，只能在滑槽中上、下滑动。于是只能使丝杆上升与下降。丝杆下端头连接有抵头47。抵头47与丝杆下端活动连接，不会脱掉，与普遍使用的丝杆压力机中的抵头结构相同。

上图右方是左图的D向局部放大图。机体前、后面壳体两边对称设置有挡卡装置。挡卡装置由挡卡42、导盒26、挡卡电磁铁25组成。导盒26与挡卡电磁铁25连成一体。挡卡42与挡卡电磁铁25的芯块连成一体。挡卡42安装在导盒中。导盒和挡卡电磁铁都固定安装在机体壳体上。挡卡电磁铁通电时，挡卡伸出，把下转后的轮臂挡住；电磁铁芯块与电磁铁壳体之间安装有弹簧，这是现有技术，图中弹簧未画出。挡卡电磁铁断电时，挡卡退进导盒中，轮臂又可以向上转动收起。为了使机体上、下梯步时偏斜度减小，可以把机体后方那一组轮臂20制造成比机体前方那一组轮臂适当长一点。机体前、后方下方都安装了检测器，可以检测出机体距离梯步48的距离。上楼时，机体前方向前，即图中右方；下楼时，机体前方也是右方。

机体要上梯步时，先行走到梯步下方距梯步设定距离时停下。机体两边的两组机体升降装置的电机44正转，使前、后二组丝杆46都向下伸出抵到地板上。丝杆继续转动，把机体升高。机体后方那一组丝杆继续转动，向下伸出到设定距离后即刻停止转动。这时，机体是左边比右边升高多些，机体向右边偏斜。随后，轮臂电机41正转，使两组轮臂都向下转动到设定角度停止。这时，挡卡电磁铁25通电，挡卡伸出。这时，挡卡距轮臂20还有少许间隔。随后，轮臂电机反转，使轮臂再向上转动到抵紧在挡卡42上，转臂电机停机。梯步轮14在放下前就被转轴电机16控制转动到设定角度。这时，梯步轮下方的脚柱头距地板仍有少量间隔。随后，二组丝杆上方的电机44反转，丝杆向上慢慢收回。于是，机体的重量就由前后二组轮臂和梯步轮支撑。

下图中是机体上梯步情况。轮轴电机16转动，梯步轮14正一步步上梯步48。图中，机体后方即图中左方，机体下边的轮子36距梯步要高些。机体的偏斜角度有所减小。下梯步时，仍按机体前方在右边下行。

现有的上楼机构中的梯步轮有三角轮和四角轮。这里只画出了三角轮进行说明。梯步轮结构与现有的上梯步三角、四角轮结构相同。

上、下梯步完成后，仍按上述方法，机体升降装置中的电机正转，丝杆向下伸出、着地，使机体升到设定高度，又如上图所示。挡卡电磁铁断电，于是挡卡42退回到导盒26中，让开轮臂20。随后，轮臂电机反转，把二组上楼机构向上收起到如图1中位置。机体升降装置的电机反转，丝杆向上收起，机体下方的轮子着地。

图4中，是双轴座机构结构图。双轴座机构包括平轴座4、立轴座。立轴座包括立轴座A和立轴座B。平轴座4与三级臂7之间用舵机5连接。平轴座4中安装有一台电机和变速器，变速器的输出轴是平转轴55。一个机械臂前端的平转轴与立轴座A侧边连接，如图4中上图所示。另一个机械臂前端的平转轴与立轴座B侧边连接，如图4下图所示。上图中，平轴座右端的平转轴55与立轴座A3左边连接。立轴座A3中下方安装了一台擦帕电机和变速器，变速器的输出轴是擦帕轴52。擦帕轴52下端与擦帕座2连接。立轴座A3中上方安装了一台立转轴电机和变速器，变速器的输出轴是立转轴54，立转轴上端与夹爪座53连接。夹爪座53上左边安装有单爪50，夹爪座53上右边安装有双爪51。夹爪前段套有略带有软度的橡胶套。D向图中可以看出，双爪是二根单爪下端都与一块横块制成一体，横块下方制造连接有一个安装块，该安装块与单爪下方的安装一样，都安装在夹爪座53中。夹爪座53中安装有二个电机和各自的变速器，分别控制单爪和双爪的转动角度。夹爪安装在夹爪座上及夹爪的张开与合拢，与现有机械臂前端的夹爪座和夹爪原理结构相同，这里不再叙述。A-A剖视图中，中间是擦帕轴52与擦帕座2连接在一起。图中，擦帕座2是两边直，上下成弧形的板状块。下图中是另一副机械臂前端的平轴座4与立轴座B9侧边连接图。图中把平轴座4从上图中的水平位置旋转九十度，画成竖直图形。立轴座B中只安装了一台立转轴电机用来带动立转轴54转动。图中，左边是立转轴端头与夹爪座53连接，该夹爪座上边安装有单爪50，下边安装有单爪50。这二根单爪的张开与合拢即组成二夹爪8，如图1中标注。图中右边，同样，立转轴轴端与夹爪座53连接，该夹爪座上边安装有单爪50，下边安装有双爪51。夹爪座上一边一根单爪和一边二根单爪（二根单爪组成如上图D向的双爪）即组成三夹爪6，如图1中标注。单爪50和双爪51都能够向外张开较大角度，如上边单爪的实线位置和下边双爪的虚线位置。单爪和双爪可以独立转动不同角度。单爪和双爪在扫地机主机控制系统作用下还可以张开成接近直角状态，如图中的实线，双爪尖基本是水平伸向右方，而单爪尖基本是竖直伸向上方。这种角度方便二副机械臂前端的夹爪相对配合夹抬椅子、箱体等物体。平轴座下方安装有检测器49。夹爪座上安装有检测器49。

图5中，是扫地器爬下托板扫低矮空间中地板图。扫地器可以扫沙发、床、柜台之类下边低矮空间地板。图中仅以扫沙发56下边举例叙诉。扫地机行走到沙发56旁边，遥控扫地器32爬下托板33，如图中虚线所示。扫地器即进入沙发56下边空间扫地板57。扫地器在沙发下边可以自动规划扫地路线，与现有扫地机器人一样。扫地结束，扫地器又爬上托板。

图6中，是扫地机抬起椅子、凳子、鞋子等，扫下边地板图。现在家庭中，餐桌周围大多数都放进有椅子，而众多椅子的脚柱61在桌子下边竖直放置，占位太多。扫地器很难进去扫桌子下边地板，就算进去了，也很难出来。图中扫地机的二副机械臂前端的二个立轴座上都有一头安装了一副三夹爪。在主机控制系统作用下，三夹爪中的二个单爪与另一根单爪转动成互为直角状态，如图4中下图所示，二根单爪基本伸向水平方向，另一单爪基本竖直向上。扫地机行走到一把椅子背后。二副机械臂配合行动，把立轴座A、立轴座B上的三夹爪中的二根双爪从椅子两边座板59下方相对插进，并向中间慢慢靠拢，即夹在椅子座板两边。机械臂上方的转盘上安装有阻力传感器，只要二副夹爪夹拢椅子座板两边，传感器根据阻力的变化，即刻使二个转盘停止转动。二副机械臂慢慢抬起椅子离开地板到一定高度。扫地机即遥控扫地器32爬下托板33，扫椅子下边的地板。在椅子相距较远或者只有一把椅子情况下，采用抬起椅子即刻扫下边地板的方式。但在图6中上方A图中，众多椅子放在一起情况下，扫地机是把椅子依次夹起来转运到桌子周边空间较大位置停放，使桌子下边空出成为没有障碍的临时空间，主机即遥控扫地器在桌子下边及桌子周边附近地板上扫地、吸尘、拖地。随后，遥控扫地器又爬上托板停放。扫地机又把椅子依次夹起来转运到桌子周边原位置停放。

B图中，是扫地机二副机械臂前端的三夹爪对夹提起凳子座板59两边下方的围边62，凳子离开地面，扫地器扫凳子下边地板。二副三夹爪对夹过程按上述方法进行。

C图中，是扫地机夹起鞋子扫下边地板图。立轴座B一端的二夹爪向下，把一双鞋子63的鞋口对夹提起，扫地器正在扫下边地板。一般情况下，家庭中放置鞋子区域，往往是很多双鞋子都放在一起。这种情况下，扫地机是先把鞋子依次夹起放置在附近地板上，即临时放鞋区。使原放鞋区空置出来。扫地器再爬下托板扫原放鞋区地板。随后，又把鞋子依次一双一双夹回到原放鞋区。再扫转移鞋子的临时放鞋区地板。凡使用夹爪夹轻便物体，控制程序中设定了夹爪的夹紧力大小，不对被夹物体产生损伤。

D图中，是二副机械臂前端的立轴座A、立轴座B一头的三夹爪都向下，分别夹在轻便小桶64上口对边的缘口边上，提起小桶，扫地器扫下边地板图。

以上仅举几个例子，凡是能用夹爪夹起的轻便物体，如小凳、菜篮、纸箱、沙发上靠垫之类都可以用夹爪夹起排放和转移。

图7中，是拖帕结构和拖帕在扫地器上的安装图。上图是拖帕在扫地器上的安装位置。中间图是上图的俯视图。下方A图是中间图的D向图，B图是帕板、帕条结构图，C图是B图的右视图。现在扫地机器人有方形也有圆形，扫地器也可制成方形或圆形，以下以方形为例进行叙述。扫地器的扫地、吸尘、拖地功能和结构，以及行走、转向、充电和可以受遥控控制等功能，都与现在的扫地机器人相同，不再叙述。拖帕安装在扫地器后方下边。扫地器后方壳体下边开设了一个凹进区66。在下方B图中，滑块板68在图中的上、下方都连接有帕板73，拖帕的帕条67连接在帕板73上。帕条是纤维织成的毯状。C图是B图的右视图，滑块板右方开设有防脱口74和挂口70。滑块板两边设置了卡口状滑块。A图中，扫地器后方下边也设置有相应的卡口状滑槽，滑块板插进滑槽中。为显示清晰，A图只显示出凹进区，内部结构后面具体叙述。中间图中右方，虚线位置就是滑块板68插进的滑槽，剖开部分可以看到凹进区是一个向右开口的长方形缺口。凹进区中设置了防脱卡座板71，防脱卡座板71上安装了防脱卡电磁铁69，防脱卡电磁铁的铁芯上连接有防脱卡。防脱卡座板右边开设有向右开口的缺口，缺口下方的滑块板上设置有挂口70。防脱卡电磁铁、防脱卡、挂卡、缺口将在后面图8中具体叙述。机体上盖壳65上后方位置留有一个圈口，圈口中可以看到注水口72。

图8中，是清洗装置结构图。上图是整个清洗装置侧面图。中间是上图的俯视图。下图是上图的D向及下方放大图。在机体的前、后机体壳体39上安装有二根平滑道35和一根平移齿条34。平移齿条34在二根平滑道35之间，并低于二根平滑道。图中左上方是擦帕清洗装置。擦帕清洗装置包括擦帕清洗池38、平移滑架93、平移齿轮82、平移电机80、平移齿条34、平滑道35、进及排移动水管。拖帕清洗装置包括拖帕清洗池30、脱水装置、清洗座27、立滑块23、座套24、平滑道35、平移滑架93、平移电机80、平移齿轮82、平移齿条34、升降电机92、升降齿轮90、齿条91。擦帕清洗装置和拖帕清洗装置共用二根平滑道和一根平移齿条。擦帕清洗装置和拖帕清洗装置都有相同的平移滑架93、平移电机80、平移齿轮82。上图中右边，拖帕清洗装置中的座套24与平移滑架93连接。座套右方侧边安装有平移电机80。立滑块23安装在座套24中。立滑块下端与清洗座27上边连接。上图中左边的擦帕清洗装置的擦帕清洗池38右下方与平移滑架93连接，平移滑架93上安装有平移电机80。左、右两个平移电机80的输出轴上都连接有平移齿轮82，二个平移齿轮82都与平移齿条34啮合。平移滑架的两边都安装有滑套壳83，滑套壳83套在平滑道上。擦帕清洗池是圆形壳体，四方连接有壳板，具体在图9中叙述。以下进一步叙述拖帕清洗装置。立滑块截面是长方形。立滑块23右方侧面内安装有齿条91，齿条91低于右侧面，不影响立滑块在座套中上、下滑动。在座套24右方上面安装有升降电机92，升降电机轴上安装有升降齿轮90。升降齿轮90与立滑块23上的齿条91啮合。升降电机92的正反转可以精确控制立滑块及清洗座升降。图中右方拖帕清洗装置的平移电机80正反转可以精确控制座套、立滑块及清洗座的左、右平移。拖帕清洗池和擦帕清洗池用不锈钢制成。拖帕清洗池底部安装有波纹凸块78。拖帕清洗池30用支架40安装连接在机体壳体上。机体中安装有清水箱、污水箱、水泵、相关水管和相应的电磁开关，图中未画出。脱水装置由压辊84、座块86、滚柱87组成。座块86安装在图中拖帕清洗池右端的斜壳板上。如上、中、下图所示，二块座块86之间上方用轴销85安装一个压辊84。一根长滚柱87两头的轴安装在二块座块下方的轴孔中。压辊和滚柱平行。压辊和滚柱之间的距离可以用丝杆螺母座结构调节，这是普遍使用的现有技术，图中未画出。清洗拖帕过程是：首先与扫地器进行拖帕交换。立滑块在平移电机和升降电机控制下，清洗座先平移、下降到机体下方的托板上方与扫地器后方对接，抽出扫地器下方的帕板，拉进清洗座下方相应的滑道中。清洗座再上升到设定高度，左移到正对拖帕清洗池30，如上图中靠近平移齿条的虚线所示，清洗座下降进入拖帕清洗池中。拖帕清洗池下方的排水口关闭，进水口打开进水到设定水位，关闭进水口，控制系统即使平移电机以一定速度正反转设定角度，使清洗座以一定速度右移、左移，在拖帕清洗池下方波纹凸块78的搅挡作用下，使清洗效果更好。搅洗设定时间后，打开排水口排水。控制系统即提起清洗座到设定高度。清洗座从脱水装置的压辊84和滚柱87之间慢慢穿过去，如上图中拖帕虚线穿过脱水装置。压辊84压在清洗座两头的帕板座板88上滚动，滚柱87即转动挤压拖帕的帕条67脱水，这就是下图所示的脱水过程。挤压出来的水由斜壳板导入拖帕清洗池。清洗座移动到右边后，又上升、左移、重新落在拖帕清洗池中，进行第二次清洗。清洗、脱水过程与上述过程相同。

图9中，是擦帕清洗装置和清洗擦帕情况图。A图中是擦帕清洗池拉进机体内的位置图。B图是擦帕清洗池推出到机体壳体外清洗擦帕图。C图中是B图中清洗位置的放大图。D图是A图的E向放大图。擦帕清洗池38是圆形壳体，如D图和C图。圆形壳体左边连接有后壳板76，右边连接有前壳板81，上、下边连接有侧壳板79，如D图所示。擦帕清洗池38上口的圆形壳体制成倒扣边75，如C图剖开部分。擦帕清洗池右边开设有进水口95和排水口96。擦帕清洗池底面设置有搅洗梗77。擦帕清洗池右下边连接有平移滑架93，平移滑架在平滑道上的安装及电机安装如图6中的叙述。擦帕清洗池左边的机体壳体39上开设了一个窗口。擦帕清洗池在平移电机80的作用下，可以穿过窗口向左移动到机体壳体39外边，可以向右移动到机体壳体39以内，向右移动到位时，后壳板76刚好与机体壳体平齐，相当于关掉窗口一样。D图中，擦帕清洗池右边的进水口95上和下边的排水口96上都用固定管头94连接了一根移动水管98。移动水管98另一端在D图的上方用固定管头94固定在机体壳体的支架上，不能移动。D图上方的固定管头94分别连接有进水管与排水管。当擦帕清洗池向左移动到机体壳体外边时，移动水管98下方可以相应向左边摆动，如图中虚线所示。移动水管是软水管，有一定抗压能力。清洗擦帕过程是：擦帕清洗池在机体壳体内。前端连接了立轴座A的那一副机械臂把双轴座机构移动、转动到A图中所示位置。擦帕清洗池移动到机体壳体外边。所述机械臂把擦帕座正对擦帕清洗池上口正中，落下到设定高度。随后，排水管关闭，进水管打开，进水水位97到位即关闭进水管。随后，立轴座A3中下方的擦帕电机以设定速度左、右转动使擦帕左、右转动被搅洗梗77搅洗，如图C所示。搅洗设定时间后，即排水。随后控制系统把擦帕座提高一点，离开搅洗梗77。随后擦帕电机向一个方向快速转动，使擦帕脱水。擦帕清洗池上口的倒扣边75可挡住擦帕旋转中因为离心力而射到圆形壳体内边上的水滴上移。清洗完成后，擦帕座提高离开。擦帕清洗池向右移动到机体壳体内，后壳板挡住机体壳体上的窗口。机体上设置有控制面板，拖帕和擦帕的清洗次数与用水量、清洗时间及脱水时间由操作人员设定。

图10中，是清洗座结构及与扫地器交换拖帕情况图。清洗座包括座壳89、转移齿轮103、转移齿条104、转移电机102、转移滑道105、转移滑块109、转移架100、挂卡111、挂卡电磁铁99、滑块板滑道107。上图是清洗座纵向图，中间左图是上图的A-A剖视图，中间右图是上图的D向图，下方左图是上图左边的立体图的放大图，下方右图是M位置放大剖面并且把滑块板68拉出来后画出来的情况图。清洗座的座壳89内顶上纵向安装了一块转移齿条104，转移齿条下面安装了一个与之啮合的转移齿轮103。转移齿轮103安装在转移电机102的输出轴上。转移电机102用转移电机支架108固定在转移架100上。转移架100在转移齿轮103下方。转移架100的两边连接有转移滑块109，转移滑块109安装在两边的转移滑道105中。转移滑道105安装在座壳前板101和座壳后板106之间的支架40上。由于转移齿条104是固定不动的，当转移电机正反转动时，转移齿轮103就会在转移齿条上前后移动，并带动转移电机102和带动转移架100在转移滑道上前后移动。

上图左边是清洗座与扫地器之间交换拖帕结构。左边是扫地器后方下方凹进区下面的剖开图。同时对照下图的左图叙述。凹进区三方壁面114中间有防脱卡座板71，防脱卡座板71下边就是扫地器后下方的滑块板滑道。下方左边的立体图中，拖帕的帕条67连接在帕板73下边。帕板73上边连接的滑块板68插进扫地器下方相应的滑块板滑道中。凹进区的底板即防脱卡座板71上面安装有防脱卡电磁铁69。台板110右边与清洗座中的转移架100连接。防脱卡座板71右边开了一个长方形的缺口，台板110的左方板面伸进缺口中，台板与下边的滑块板68之间有一定间隙。台板右方制成比左方厚的台阶块。台阶块左侧面靠挡在滑块板68上。台板110上面左方安装了挂卡电磁铁99。上图中，挂卡电磁铁下边的台板110上开设有挂卡电磁铁铁芯下插的导向方孔。滑块板68正对台板方孔位置开设有挂口70。挂卡111连接在挂卡电磁铁铁芯下边。图中挂卡111已经穿过台板方孔插进滑块板上的挂口70中。防脱卡112连接在防脱卡电磁铁69铁芯下边。防脱卡112正插在防脱卡座板上开设的方形导向孔中。滑块板上开设的防脱口74正对上边导向孔中的防脱卡112。防脱卡电磁铁和挂卡电磁铁通电时，防脱卡、挂卡提起，断电时，防脱卡、挂卡落下。交换拖帕时，要拉出扫地器下方的拖帕。扫地器在托板上，挂卡电磁铁通电把挂卡提高。清洗座下降、左移，清洗座左方与扫地器对接、靠拢。挂卡电磁铁99断电，挂卡111放下插进下方对应的滑块板上的挂口70中。这时，防脱卡电磁铁通电，把防脱卡上提退出防脱口74，如上图所示。随后，清洗座中的转移电机通电带动转移架向图中右边移动，于是与转移架相连的台板也右移。挂卡111就把滑块板68从扫地器下方相应的滑道中拉出，并同时拉进清洗座下方相同的滑道中。清洗座上行、移动到拖帕清洗池中清洗、脱水后，又按上面所述，再下降与扫地器右方对接。这时，防脱卡112提高退出防脱口。清洗座中的转移电机带动转移架100向左移动，台板下方左面就推滑块板向左移动。于是滑块板68就从清洗座下方的滑块板滑道中拉出插进扫地器下方相同的滑道中，又如上图左边所示。随后防脱卡电磁铁断电，防脱卡插进防脱口中。同时挂卡电磁铁通电，提起挂卡退出挂口。清洗座右移设定距离、上提。拖帕交换完成。

下图右图中是拖帕上边的滑块板68两边的滑块与扫地器下方的滑块板滑道107口对正时插入前的剖面放大图。图中画出了滑块板左边所对扫地器下方的滑块板滑道入口的上下棱边都倒有较大的角，如滑块板滑道107的上口115和下口116是斜面。便于滑块插入图中所对的滑块板滑道107。图中所示的滑道和滑块之间有适当稍大的间隙。

D向图中是清洗座正前方情况。清洗座下方设置了滑块板滑道107，滑块板滑道107与前面叙述的扫地器下边的滑块板滑道结构相同。座壳前板中间下方设置有一个较大的缺口113。缺口中转移架下边连接的台板110上安装有挂卡电磁铁99以及挂卡电磁铁铁芯上连接的挂卡111。座壳89两边下方连接有帕板座板88。转移电机和挂卡电磁铁都有防水装置，可以在水中浸泡而不漏电。

图11中，是矫正装置结构和扫地器与清洗座对接情况图。A图是矫正装置整体图，B图是矫正装置工作过程图。C图是A图中传动部分放大图。D图是B图的M放大图。E图是扫地器与清洗座对接图。矫正装置包括传动部分、夹臂118、转轴120、轴座架119、杠块129、夹头117。传动部分如C图所示。一根弓形支架123两头折转向外的架块下边各连接有一个槽口板125。槽口板125由上面和两边共三块板连成一体形成一个槽口形状，槽口开口向下。槽口上边板块与弓形支架123连接。槽口两边二块板上开设有相同的滑槽口131。弓形支架的左、右两边转折位置下边各连接有一个轴座127，二个轴座127中安装了一根螺管124。螺管124两头在二个轴座127之间的外管比插进轴座中那一段稍大，使螺管124不能左右窜动。螺管内的两头各安装了一根螺管丝杆122，螺管丝杆外端头两边制成扁状平面，扁状平面上钻有轴销孔。扁状平面两边各夹有一块连杆块130。连杆块130两端开设有轴销孔。螺管丝杆122放进槽口板125中，用滑轴132从槽口板一边的滑槽口131中穿过，穿过一块连杆块130、螺管丝杆的扁状平面、另一块连杆块，从槽口板对边的滑槽口中伸出，固定滑轴的轴销头，就把二块连杆块与螺管丝杆铰连在一起了，并能在滑槽口中导向。C图中，左边槽口板125正面那一块已剖去。夹臂118上方开设有轴孔，一根转轴120穿过托板33上方两边的各二根夹臂轴孔，并与轴孔严格固定为一体，夹臂与转轴之间不能相互转动。图中靠近螺管丝杆的二根夹臂118上方连接有杠块129，杠块上端头用轴销85与两边二块连杆块铰连在一起。同一转轴上的二根夹臂之间连接有连臂块126。弓形支架左方下边连接有一台螺管电机121，螺管电机轴上安装有螺管电机齿轮133。螺管上安装有螺管齿轮134。螺管齿轮与螺管电机齿轮啮合。螺管两头的内螺纹互为反螺纹。螺管电机的正反转可以推两头的螺管丝杆同时向外移动，也可以拉两头的螺管丝杆向内移动即相对移动。托板前方即A图中下方边上安装有导向器37。转轴120安装在轴座架119中，轴座架119连接在机体两边壳体上。弓形支架123用支架与机体壳体39连接在一起。B图中是矫正装置正在托板上矫正扫地器情况。扫地器已经受导向器的导向从图1中的扫地机前面爬上托板33上并已经靠拢导向器，停在托板中间。B图中两边的夹臂118向两边摆开的虚线位置是为了让开扫地器在托板上行走留出两边的通道，使通道更宽一点。当扫地器在托板上前进到位后，控制系统即给螺管电机通电，螺管电机带动螺管电机齿轮转动，使两边的夹臂同时向托板中间转动一个设定角度。夹臂下端的夹头117即同时抵推扫地器两边方形壳体下方，夹头及抵推位置如M放大图即D图。因为两边的夹头结构完全相同，制造安装时，每边二个夹头前端面的连线与托板前后方中线的距离都严格相等，并互相平行。扫地器两边的壳板也互相平行。矫正时，不管扫地器向左右哪个方向偏斜，都会被夹头矫正。这时扫地器中的滑块板滑道及滑块板都与托板平行。

E图中是扫地器被夹臂矫正后的侧面图。托板后方是清洗座27从上方的虚线位置下降到图中高度与扫地器后方对接靠拢，清洗座中的滑块板滑道与扫地器中的滑块板滑道在同一平面，并且出入口对正，清洗座按图10中所显示和叙述的方法进行对接和拖帕交换，即可以把脏拖帕从扫地器下方拉进清洗座；也可以把清洗后的拖帕从清洗座中拉出插进扫地器下方相应的滑道中。

图12中，是扫地机擦桌、椅情况图。上图是擦桌面板图，下图是擦椅子座板图。上图中，立轴座A3上连接的擦帕座2下边的擦帕1在桌子的桌面板60上面，立轴座A所连接的机械臂配合动作移动擦帕座正在擦桌面板60。转盘13左右往复转动一定角度即使擦帕也往复移动。平轴座4下方面上安装有检测器49，检测出桌面板的边角位置及中间位置，以改变转盘往复转动角度。

下图是擦椅子的座板情况图。椅子如果是放在餐桌下边的，可以先用前边叙述的方法，用夹爪把椅子座板从餐桌下边抬出来，再擦座板59。扫地机还可以擦茶几、柜台、灶台、窗台之类台面。

图13中，是注水机构结构图。上图是扫地器在托板上，注水机构的插咀正对注水口情况图。中图是插咀插入注水口中注水情况图。下图是扫地器在托板上被矫正装置夹正的情况。上图和中图中矫正装置和托板未画出。注水机构包括摆块138、小水管137、箍片139、弯管140、插咀141、电磁铁136。扫地器32后方安装有小水箱145。小水箱安装在扫地器中垃圾盒侧边，容积比垃圾盒小。小水箱145下方安装有浸水管146。浸水管146下端在拖帕的帕板73上方。帕板上面正对浸水管位置有接水沟槽，沟槽中开通有小浸水孔，浸水通过浸水孔使拖地时帕条保持一定湿润度。这与现有扫地机器人用人工向水箱加水一样。小水箱的上面设置有二层夹片143，二层夹片143中间夹卡住一层圆形胶垫144，相当于小水箱的上盖。胶垫厚度1~1.5毫米，有弹性。圆形胶垫正中间刺穿出一个小孔即注水口72。夹片上正对注水口位置开设有适当大于注水口的圈口142，方便插咀的插进与退出。拖帕清洗池30下方安装有一块摆块138。摆块左端铰连在机体的支架40上。摆块138上面托着一根小水管137，小水管137上方被固定管头94固定。小水管上端与机体上的专用水泵连接。小水管下端与一个弯管140连接。插咀141上端与弯管140下方管口连接。插咀141里面是通孔，下方制成如同注射针头那样的楔口。弯管用箍片139与摆块138前端固定在一起。拖帕清洗池左端连接有一个电磁铁136，电磁铁136的芯块135下端与摆块138铰连。芯块135与电磁铁壳体之间安装有拉簧，图中拉簧未画出。电磁铁通电时使芯块135向下移动设定距离，芯块推压摆块向下摆动。电磁铁断电时，芯块在拉簧作用下向上移动，即拉摆块向上摆动。

注水机构注水过程是：a、扫地器爬上托板，前方靠拢导向器37，并被矫正装置的夹臂118夹正。扫地器后方的注水口72正对插咀141，如下图所示。b、电磁铁136通电，芯块135下压摆块下摆，插咀插进扫地器上小水箱上方的注水口，并插穿胶垫144。主机控制系统即控制专用水泵给小水箱注水，并控制注水量适当小于小水箱的容积。胶垫上刺出有几个小气孔，注水时可以排气。c、完成设定注水量后，电磁铁断电，摆块上摆，即把插咀141提出到胶垫144上方设定高度。如上图所示。注水间隔时间和注水量可以由使用者根据地板干燥情况和房间面积确定，并输入控制面板。注水完毕，扫地器即爬下托板继续拖地。

各电机转动到位后自动停机是现有自动控制方面的现有技术。凡要求精确控制的电机采用伺服电机。各级机械臂、舵机、平轴座、立轴座、夹爪座上的用电器的线路连接，与现有机器人机械臂的相应线路连接相同，不再叙述。立转轴、平转轴的转动角度较小，只转动180度。机体不使用时，自动行走到指定停放区。机械臂收拢靠近机体摆放在空置方向。机体可以采用无线充电和接触充电的方式。采用无线充电方式的，与现在的有些电动汽车和手机的无线充电一样。采用接触充电方式的，机体托板后方安装有与充电器接触的相应接触铜片。机体上和扫地器上都安装有蓄电池。扫地器就在托板上的导向器上充电，与现有扫地机器人充电器结构相同。扫地器在与清洗座交换拖帕靠在导向器上时，控制系统是使充电线路断开的。机体和扫地器都有线路识别、扫地路线规划的功能，及相互无线联系的功能。

Claims (7)

1.能上楼的扫地机，其特征在于：

（1）、能上楼的扫地机，包括机体、机械臂、上楼机构、机体升降装置、扫地器、拖帕、拖帕清洗装置、擦帕清洗装置、矫正装置、双轴座机构、注水机构；

（2）、机体内安装有拖帕清洗装置、擦帕清洗装置、注水机构；

（3）、机体上安装有二副机械臂；

（4）、机体上安装有上楼机构；

（5）、上楼机构的行走装置能够收起与放下；

（6）、机体下方安装有机体升降装置；

（7）、二副机械臂前端各连接一套双轴座机构；

（8）、一套双轴座机构包括平轴座和立轴座A，另一套双轴座机构包括平轴座和立轴座B；立轴座A中一头安装有擦帕电机，另一头安装有立转轴电机；

（9）、立轴座A中的擦帕电机的输出轴端连接有擦帕座，擦帕座上连接有擦帕，立轴座A中立转轴电机输出轴端连接有夹爪座，所述夹爪座上安装有三夹爪；

（10）、立轴座B中安装有立转轴电机，所述立转轴电机的立转轴一端连接有夹爪座和三夹爪，另一端连接有夹爪座和二夹爪；

（11）、二个平轴座中安装有平转轴电机，平转轴电机的输出轴外端分别与立轴座A和立轴座B侧边连接；

（12）、扫地器是一个可以离开机体的独立整体，在扫地、吸尘、拖地功能和结构方面与家庭使用的扫地机器人相同；

（13）、扫地器受扫地机的主机遥控进行作业；

（14）、机体下方设置有托板；

（15）、扫地器作业时，扫地器离开托板；扫地器不作业时爬上托板停放；

（16）、拖帕的帕条连接在帕板上，帕板安装在扫地器后方下边；

（17）、拖帕清洗装置包括拖帕清洗池、脱水装置、清洗座、立滑块、座套、平滑道、平移滑架、平移电机、平移齿轮、平移齿条、升降电机、升降齿轮、齿条；

（18）、清洗座包括座壳、转移齿轮、转移齿条、转移电机、转移滑道、转移滑块、转移架、挂卡、挂卡电磁铁、滑块板滑道；

（19）、清洗座中的转移架前边下方的台板上安装有挂卡，可以把扫地器下边的拖帕拉出，并拉进清洗座下边的滑块板滑道中；

（20）、擦帕清洗装置包括擦帕清洗池、清洗池移动装置；

（21）、扫低矮空间下边地板时，扫地器爬下托板进入低矮空间中扫地；

（22）、托板上方安装有扫地器的矫正装置；

（23）、扫椅子、凳子下边地板时，机械臂前端的三夹爪把椅子、凳子抬起来，扫地器爬下托板扫下边地板；

（24）、清洗拖帕时，扫地器靠拢托板上的导向器，被矫正装置矫正，清洗座从扫地器后方落下、对接，把扫地器下方拖帕的帕板拉出来，拉进清洗座下方的滑块板滑道中，清洗座上升、平移、落下到拖帕清洗池中进行清洗，经脱水装置脱水后，清洗座再平移、下降与扫地器对接，把拖帕的帕板插进扫地器下边相应滑道中；

（25）、清洗擦帕时，擦帕清洗池移动到机体壳体外边，机械臂把擦帕座放进擦帕清洗池中，立轴座中的擦帕电机左右转动清洗擦帕，擦帕电机向一个方向快速转动即脱水。

2.根据权利要求1所述的能上楼的扫地机，其特征在于：机体上设置有清水箱、污水箱、水泵、相关水管和相应的电磁开关。

3.根据权利要求1所述的能上楼的扫地机，其特征在于：转移电机连接在转移架上，转移电机上连接的转移齿轮与连接在座壳内的转移齿条啮合；转移架两边安装有转移滑块，转移滑块安装在用支架连接在座壳内的转移滑道中。

4.根据权利要求1所述的能上楼的扫地机，其特征在于：座套侧边连接有平移滑架，座套上面侧边安装有升降电机和升降齿轮，座套的侧面上安装有平移电机和平移齿轮，所述平移齿轮与安装在机体内壳体上的平移齿条啮合。

5.根据权利要求1所述的能上楼的扫地机，其特征在于：立滑块安装在座套中，清洗座上边与立滑块下端连接。

6.根据权利要求1所述的能上楼的扫地机，其特征在于：机体升降装置包括导管、丝杆、抵头、电机。

7.根据权利要求1所述的能上楼的扫地机，其特征在于：机体的前后壳体上安装有上楼机构的挡卡装置。