CN110090836B - 一种仿生爬升式智能路灯清洁装置 - Google Patents

Abstract

一种仿生爬升式智能路灯清洁装置，包括爬升主体和伸缩清洁主体，所述的爬升主体由爬升动力机构、爬升底板机构以及交替抱紧攀爬机构组成，伸缩清洁主体由清洁动力控制机构、伸缩机构以及清洁机构组成。通过驱动电机带动爬升丝杠转动，爬升主体带动整个装置爬升到预定高度，第一攀爬扣和第二攀爬扣均将路灯杆夹紧，使整个装置稳定在工作位置后，伸缩机构通过多级伸缩齿条将清洁机构送到工作位置，通过升降支架上的链条带动伸缩机构和清洁机构整体移动，使擦洗装置靠近路灯，以便可以对路灯进行擦洗。本发明不需要人在高空中进行作业，并且一个机器只需要一个人就能够操作，来完成对大量路灯的清洁，以较少劳动力完成较大工作量，工作效率较高。

Description

一种仿生爬升式智能路灯清洁装置

技术领域

本发明涉及一种灯具清洁装置，具体涉及一种仿生爬升式智能路灯清洁装置。

背景技术

路灯是指给道路提供照明功能的灯具，户外路灯由于马路扬尘和汽车尾气等因素，使得灯罩上很容易沾染污染物，导致面罩透光度下降，进而使得路灯亮度变暗，路面照明不足，危害道路交通安全。目前市场上的路灯一方面靠雨水去自然清洗灯具的表面，然而雨水的作用有限，灯具表面尤其是其透光灯罩上附着的污染物无法仅靠此种方式去除。另一种方式是人工清洁，司机在驾驶室内驾驶移动式高空作业平台到需要清洗的路灯下，同时升降高空作业平台至路灯下的合适高度处，清洁工站在高空作业平台上手工对灯具进行清洗。这种方式需要昂贵的可移动式高空作业平台，也需要较多的人力参与，另外户外路灯离地面较高，人工高空作业也具有较大的危险性。目前尚没有一种较好的路灯清洁装置。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种仿生爬升式智能路灯清洁装置，以较低的成本实现路灯面罩少人工参与、高度智能化的自动清洗，避免出现光线不足。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：包括爬升主体和伸缩清洁主体，所述的爬升主体由爬升动力机构、爬升底板机构以及交替抱紧攀爬机构组成，所述的伸缩清洁主体由清洁动力控制机构、伸缩机构以及清洁机构组成；所述的爬升动力机构包括驱动电机以及安装在驱动电机输出轴上的传动齿轮，所述的爬升底板机构包括爬升丝杠、爬升底板以及连接轴承，爬升丝杠的下部通过齿轮与传动齿轮进行啮合，连接轴承固定安装在爬升底板上，爬升丝杠安装在连接轴承上；所述的交替抱紧攀爬装置包括与爬升丝杠平行设置的两个爬升轨道以及套设在爬升轨道和爬升丝杠上的两个攀爬扣，第一攀爬扣能够沿爬升轨道自由滑动，第二攀爬扣将爬升轨道的底端与爬升底板固定连接；所述的伸缩机构包括滑动梁以及安装在滑动梁上的多级伸缩齿条，通过伸缩齿条将清洁机构送到工作位置，伸缩机构安装在升降支架上，通过升降支架上的链条带动伸缩机构和清洁机构整体上下移动；所述的伸缩机构及升降支架安装在主体底板上，主体底板与爬升底板进行活动连接；所述的清洁动力控制机构包括用于驱动伸缩齿条的伸缩控制电机以及用于控制清洁机构旋转擦洗的旋转控制电机。

所述的攀爬扣均是由两部分组成的环抱式结构，两部分攀爬扣外侧有一个向外突出且开有滑槽的耳朵，滑槽当中安装电磁铁夹紧扣的杆部，电磁铁夹紧扣的头部成弧面伸入环抱式结构内部，电磁铁夹紧扣的杆部尾端连接在夹紧扣滑块上，夹紧扣滑块通过弹簧支撑。

所述的爬升丝杠上设有爬升丝杠孔，第一攀爬扣的两部分连接于爬升丝杠孔，用销钉间隙配合连接；第二攀爬扣的两部分通过销钉间隙配合连接于爬升底板，第一攀爬扣和第二攀爬扣在靠近销钉连接孔的一侧向外突出，均设有用于安装爬升轨道的圆柱形通孔。

伸缩机构包括一级伸缩齿条、二级伸缩齿条和三级伸缩齿条，一级伸缩齿条和二级伸缩齿条上端面有向外突出的滑块，并且尾部的突出比前部长，二级伸缩齿条和三级伸缩齿条的中间开有滑槽，并且头部比尾部滑槽宽度要小；所述的一级伸缩齿条通过滑块安装在二级伸缩齿条的滑槽内，二级伸缩齿条通过滑块安装在三级伸缩齿条滑槽内，主体底板的左右两侧有向前伸出梁，伸缩控制电机固定安装在主体底板的伸出梁前端，伸缩传动齿轮固定安装在伸缩控制电机的旋转轴上，初始状态下伸缩传动齿轮与一级伸缩齿条啮合。

所述的清洁机构包括擦洗支撑架、外擦洗装置、内擦洗装置、旋转控制电机、喷雾装置、刷子、水箱、柔性回水管以及柔性喷水管，擦洗支撑架与一级伸缩齿条固定连接，擦洗支撑架的中间有四个向上的托起，四个托起分别向内凹成用于固定外擦洗装置的圆球状，并且托起的中间设有用于固定旋转控制电机的凹槽，外擦洗装置的中间开有通孔，旋转控制电机的旋转轴通过通孔与内擦洗装置固定连接，外擦洗装置与内擦洗装置的上端面中间安装喷雾装置，内擦洗装置整体布满通孔，并固定连接用于清洗路灯的刷子。

所述水箱的一侧为清水箱，另一侧为废水箱，清水箱通过柔性喷水管与喷雾装置连接，喷雾装置自带喷水泵，废水箱通过柔性回水管与外擦洗装置连接。

爬升底板与主体底板通过万向旋转连接臂连接，伺服舵机控制万向旋转连接臂自由旋转。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：工作过程中，通过驱动电机带动爬升丝杠转动，爬升丝杠的转动带动第一攀爬扣整体的上升，与此同时，第二攀爬扣夹紧在路灯杆上，第一攀爬扣整体上升到预定高度后，将路灯杆夹紧，再将第二攀爬扣打开，第二攀爬扣带动下部整体上升。当爬升主体带动整个装置爬升到预定高度，第一攀爬扣和第二攀爬扣均将路灯杆夹紧，整个装置稳定在工作位置后，伸缩机构通过多级伸缩齿条将清洁机构送到工作位置，通过升降支架上的链条带动伸缩机构和清洁机构整体移动，使擦洗装置靠近路灯，以便可以对路灯进行擦洗。本发明不需要人在高空中进行作业，并且一个机器只需要一个人就能够操作，来完成对大量路灯的清洁，以较少劳动力完成较大工作量，工作效率较高。

进一步的，本发明攀爬扣均是由两部分组成的环抱式结构，两部分攀爬扣用销钉间隙配合连接并相对设置有电磁铁夹紧扣和夹紧扣滑块，夹紧扣滑块通过弹簧支撑，当电磁铁夹紧扣断电时，夹紧扣滑块会被弹簧弹开，抱紧采用自锁，安全性高、稳定性好、实用性高。

进一步的，本发明的清洁机构设置了内擦洗装置、外擦洗装置、喷雾装置和水箱，水箱的一侧为清水箱，另一侧为废水箱，清水箱通过柔性喷水管与喷雾装置连接，喷雾装置自带喷水泵，废水箱通过柔性回水管与外擦洗装置连接。首先使喷雾装置对路灯喷水，动力电机带动内擦洗装置转动，进而带动刷子转动，对路灯完成清洗，产生的废水通过刷子下渗到内擦洗装置，再顺着内擦洗装置的通孔流到外擦洗装置，最后废水通过与外擦洗装置连接的柔性回水管流回废水箱，擦洗完之后，不会产生其他废弃物，不会对环境造成伤害。

附图说明

图1仿生爬升式智能路灯清洁装置结构示意图；

图2伸缩清洁主体的结构示意图；

图3爬升主体的结构示意图；

图4清洁机构的结构示意图；

图5万向旋转连接臂的连接示意图；

图6攀爬扣电磁铁的滑动槽位置示意图。

附图中：1-第一攀爬扣；1-1.第一攀爬扣的第一部分；1-2.第一攀爬扣的第二部分；2-第二攀爬扣；2-1.第二攀爬扣的第一部分；2-2.第二攀爬扣的第二部分；3-夹紧扣滑块；4-电磁铁夹紧扣；5-爬升丝杠；6-爬升丝杠孔；7-爬升底板；8-传动齿轮；9-1.驱动电机；9-2.第一控制电机；9-3.第二控制电机；10-伺服舵机；11-万向旋转连接臂；12-爬升轨道；13-主体底板；14-提升齿轮；15-滑轮；16-滑动梁；17-一级伸缩齿条；18-二级伸缩齿条；19-三级伸缩齿条；20-擦洗支撑架；21-外擦洗装置；22-内擦洗装置；23-连接轴承；24-伸缩传动齿轮；25-伸缩控制电机；26-旋转控制电机；27-弹簧；28-喷雾装置；29-刷子；30-水箱；31-柔性回水管；32-柔性喷水管；33-电池；34-中心控制器；35-导线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，本发明的仿生爬行式智能路灯清洁装置，包括爬升主体和伸缩清洁主体。

爬升主体由爬升动力机构、爬升底板机构以及交替抱紧攀爬机构。

伸缩清洁主体由清洁动力控制机构、伸缩机构以及清洁机构组成。

参见图3、6，本发明爬升主体的交替抱紧攀爬机构包括第一攀爬扣1、第二攀爬扣2、夹紧扣滑块3、电磁铁夹紧扣4、爬升丝杠孔6、爬升轨道12和弹簧27。第一攀爬扣1和第二攀爬扣2外侧均有一个向外突出的开了滑槽的耳朵，并且槽的中间开有方孔用于安装电磁铁夹紧扣4，夹紧扣滑块3中间开有螺纹孔，用于连接电磁铁夹紧扣4。第一攀爬扣的第一部分1-1和第一攀爬扣的第二部分1-2连接于爬升丝杠孔6，用销钉间隙配合连接。第二攀爬扣的第一部分2-1和第二攀爬扣的第二部分2-2通过销钉间隙配合连接于爬升底板7。同时，第一攀爬扣1和第二攀爬扣2靠近销钉连接孔的一侧，有一个向外突出的圆柱形通孔，爬升轨道12安装于通孔内。爬升轨道12的下端固定连接于第二攀爬扣的第一部分2-1和第二攀爬扣的第二部分2-2，第一攀爬扣的第一部分1-1和第一攀爬扣的第二部分1-2能够在爬升轨道12上自由滑动。爬升主体的爬升动力机构包括传动齿轮8和电机9-1，传动齿轮8中间开有中心孔，过盈配合安装在电机9-1的伸出旋转轴上。爬升主体的爬升底板机构包括爬升丝杠5、爬升底板7、伺服舵机10、连接轴承23。爬升底板7上开有通孔，伺服舵机10通过通孔固定在此处；爬升底板7的另一端有向上凸起的圆柱体，圆柱体开有孔，连接轴承23过盈安装在孔内；爬升丝杠5的下部有一齿轮，与传动齿轮8啮合，用于传递动力，同时爬升丝杠5下端轴过盈安装连接轴承23内，上端丝杠部分与爬升丝杠孔6螺纹配合。

本发明伸缩清洁主体的清洁动力控制机构包括第一控制电机9-2、第二控制电机9-3、主体底板13、提升齿轮14、滑轮15。主体底板13的外侧和内侧均有两个凸起的支撑，支撑上开有小孔，第一控制电机9-2的旋转轴与主体底板13的外侧支撑孔间隙配合同轴安装，第二控制电机9-3的旋转轴与主体底板13的内侧支撑孔间隙配合同轴安装。第一控制电机9-2和第二控制电机9-3固定在主体底板13上。参见图2，伸缩机构包括滑动梁16、一级伸缩齿条17、二级伸缩齿条18、三级伸缩齿条19、伸缩传动齿轮24、伸缩控制电机25。一级伸缩齿条17和二级伸缩齿条18上端面有向外突出的滑块，并且尾部的突出比前部更突出，二级伸缩齿条18和三级伸缩齿条19中间开有滑槽，并且头部比尾部滑槽宽度要小。一级伸缩齿条17通过滑块安装在二级伸缩齿条18的滑槽内，二级伸缩齿条18通过突出滑块安装在三级伸缩齿条19滑槽内。相邻两齿条均可自由滑动。主体底板13左右两侧有向前伸出梁，伸缩控制电机25固定安装在主体底板13的伸出梁前端，伸缩传动齿轮24过盈配合安装在伸缩控制电机25的旋转轴上，在未向前伸出时，伸缩传动齿轮24与一级伸缩齿条啮合。

参见图4，本发明伸缩清洁主体的清洁机构包括擦洗支撑架20、外擦洗装置21、内擦洗装置22、旋转电机26、喷雾装置28、刷子29、水箱30、柔性回水管31、柔性喷水管32。擦洗支撑架20与一级伸缩齿条17通过螺栓固定连接。擦洗支撑架20中间有四个向上的托起，四个托起分别向内凹成圆球状，用于固定外擦洗装置21，并且托起中间有一下凹槽，用于固定旋转电机26。外擦洗装置21的中间开有通孔，旋转电机26的旋转轴通过通孔与内擦洗装置22固定连接。外擦洗装置21与内擦洗装置22的上端面中间安装喷雾装置28。内擦洗装置22整体布满通孔，并且固定连接安装用于清洗路灯的刷子29。水箱30的左侧为清水箱，右侧为废水箱，清水箱通过柔性喷水管32与喷雾装置28连接在一起，喷雾装置自带小型喷水泵。废水箱通过柔性回水管31与外擦洗装置22固连在一起。

参见图5，爬升主体的爬升底板7和伸缩清洁主体的主体底板13下侧有向下凸起，万向旋转连接臂11的两侧有均通孔，通孔与凸起配合连接，并且两者可以相互自由旋转。

本发明的工作原理为：

1)驱动电机9-1转动，通过传动齿轮8带动爬升丝杠5转动，爬升丝杠5的转动带动爬升丝杠孔6上升，同时连带上部攀爬扣整体的上升。与此同时下部攀爬扣里面的电磁铁夹紧扣4-1工作，夹紧在路灯杆。上部攀爬扣整体上升到预定高度，其第二电磁铁夹紧扣4-2工作，夹紧在路灯杆，下部攀爬扣整体内部的第一夹紧扣4-1断电，被内部弹簧27弹开，爬升丝杠5的转动带动下部整体上升。

2)当爬升主体带动整个装置爬升到预定高度，上下部攀爬扣的电磁铁夹紧扣4均通电工作，夹紧在工作位置。

3)整个装置稳定在工作位置后，伸缩控制电机25正向转动，通过伸缩传动齿轮24带动一级伸缩齿条17伸出，当一级伸缩齿条17将其预定长度全部伸出后，带动二级伸缩齿条18伸出，将擦洗装置送到工作位置。

4)进一步的伺服舵机10开始工作，带动万向旋转连接臂11转动，将擦洗装置对准路灯。

5)进一步的第一控制电机9-2转动，通过链条带动伸缩装置和擦洗装置整体上移，使擦洗装置靠近路灯，以便可以对路灯进行擦洗。

6)进一步的喷雾装置28对路灯喷水，动力电机25带动内擦洗装置22转动，进而带动刷子29转动，对路灯进行清洗。

7)进一步的产生的废水通过刷子29下渗到内擦洗装置22，再进一步顺内擦洗装置22的通孔流到外擦洗装置21，最后废水通过与外擦洗装置21连接的柔性回水管31流回废水箱。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照最佳实施例对本发明进行了详细的说明，熟悉本领域的技术人员应当理解，对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案和精神和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种仿生爬升式智能路灯清洁装置，其特征在于：包括爬升主体和伸缩清洁主体，所述的爬升主体由爬升动力机构、爬升底板机构以及交替抱紧攀爬机构组成，所述的伸缩清洁主体由清洁动力控制机构、伸缩机构以及清洁机构组成；所述的爬升动力机构包括驱动电机(9-1)以及安装在驱动电机(9-1)输出轴上的传动齿轮(8)，所述的爬升底板机构包括爬升丝杠(5)、爬升底板(7)以及连接轴承(23)，爬升丝杠(5)的下部通过齿轮与传动齿轮(8)进行啮合，连接轴承(23)固定安装在爬升底板(7)上，爬升丝杠(5)安装在连接轴承(23)上；所述的交替抱紧攀爬装置包括与爬升丝杠(5)平行设置的两个爬升轨道(12)以及套设在爬升轨道(12)和爬升丝杠(5)上的两个攀爬扣，其中，第一攀爬扣(1)能够沿爬升轨道(12)自由滑动，第二攀爬扣(2)将爬升轨道(12)的底端与爬升底板(7)固定连接；所述的伸缩机构包括滑动梁(16)以及安装在滑动梁(16)上的多级伸缩齿条，通过伸缩齿条将清洁机构送到工作位置，伸缩机构安装在升降支架上，通过升降支架上的链条带动伸缩机构和清洁机构整体上下移动；所述的伸缩机构及升降支架安装在主体底板(13)上，主体底板(13)与爬升底板(7)进行活动连接；所述的清洁动力控制机构包括用于驱动伸缩齿条的伸缩控制电机(25)以及用于控制清洁机构旋转擦洗的旋转控制电机(26)。

2.根据权利要求1所述的仿生爬升式智能路灯清洁装置，其特征在于：攀爬扣均是由两部分组成的环抱式结构，两部分攀爬扣外侧有一个向外突出且开有滑槽的耳朵，滑槽当中安装电磁铁夹紧扣(4)的杆部，电磁铁夹紧扣(4)的头部成弧面伸入环抱式结构内部，电磁铁夹紧扣(4)的杆部尾端连接在夹紧扣滑块(3)上，夹紧扣滑块(3)通过弹簧(27)支撑。

3.根据权利要求2所述的仿生爬升式智能路灯清洁装置，其特征在于：爬升丝杠(5)上设有爬升丝杠孔(6)，第一攀爬扣(1)的两部分连接于爬升丝杠孔(6)，用销钉间隙配合连接；第二攀爬扣(2)的两部分通过销钉间隙配合连接于爬升底板(7)，两个攀爬扣均在靠近销钉连接孔的一侧向外突出，且均设有用于安装爬升轨道(12)的圆柱形通孔。

4.根据权利要求1所述的仿生爬升式智能路灯清洁装置，其特征在于：伸缩机构包括一级伸缩齿条(17)、二级伸缩齿条(18)和三级伸缩齿条(19)，一级伸缩齿条(17)和二级伸缩齿条(18)上端面有向外突出的滑块，并且尾部的突出比前部长，二级伸缩齿条(18)和三级伸缩齿条(19)的中间开有滑槽，并且头部比尾部滑槽宽度要小；所述的一级伸缩齿条(17)通过滑块安装在二级伸缩齿条(18)的滑槽内，二级伸缩齿条(18)通过滑块安装在三级伸缩齿条(19)滑槽内，主体底板(13)的左右两侧有向前伸出梁，伸缩控制电机(25)固定安装在主体底板(13)的伸出梁前端，伸缩传动齿轮(24)固定安装在伸缩控制电机(25)的旋转轴上，初始状态下伸缩传动齿轮(24)与一级伸缩齿条(17)啮合。

5.根据权利要求4所述的仿生爬升式智能路灯清洁装置，其特征在于：所述的清洁机构包括擦洗支撑架(20)、外擦洗装置(21)、内擦洗装置(22)、旋转控制电机(26)、喷雾装置(28)、刷子(29)、水箱(30)、柔性回水管(31)以及柔性喷水管(32)，擦洗支撑架(20)与一级伸缩齿条(17)固定连接，擦洗支撑架(20)的中间有四个向上的托起，四个托起分别向内凹成用于固定外擦洗装置(21)的圆球状，并且托起的中间设有用于固定旋转控制电机(26)的凹槽，外擦洗装置(21)的中间开有通孔，旋转控制电机(26)的旋转轴通过通孔与内擦洗装置(22)固定连接，外擦洗装置(21)与内擦洗装置(22)的上端面中间安装喷雾装置(28)，内擦洗装置(22)整体布满通孔，并固定连接用于清洗路灯的刷子(29)；水箱(30)的一侧为清水箱，另一侧为废水箱，清水箱通过柔性喷水管(32)与喷雾装置(28)连接，喷雾装置(28)自带喷水泵，废水箱通过柔性回水管(31)与外擦洗装置(21)连接。

6.根据权利要求1所述的仿生爬升式智能路灯清洁装置，其特征在于：所述爬升主体的爬升底板(7)和伸缩清洁主体的主体底板(13)通过万向旋转连接臂(11)进行连接，通过伺服舵机(10)控制万向旋转连接臂(11)进行自由旋转。

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