CN110338713A - 一种太阳能的楼梯清扫机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能的楼梯清扫机器人，包括机器人本体(10)以及升降装置(20)，所述升降装置(20)包括与所述机器人本体(10)通过可伸缩的连杆(29)相连的升降台(21)以及升降杆(22)，所述升降台(21)在所述升降杆(22)的作用下沿所述升降杆(22)上下移动；所述升降杆(22)底部设有与真空泵(27)相连的吸盘(28)，所述真空泵(27)用以将所述吸盘(28)内空气排出。本发明通过与机器人本体相连的升降装置，能够实现机器人本体自行上楼梯，结构简单，无需依靠外部结构，传动平稳。且吸盘的设置能够在机器人本体上升的过程中保持升降装置的稳定。
Description
技术领域
本发明涉及清洁机器人设备技术领域，具体涉及一种太阳能的楼梯清扫机器人。
背景技术
楼梯清扫一直以来是清扫建筑物时的一大难点，尤其对于楼道过长、人力难以清扫的高层建筑而言。
现有的如CN109157162A公开了利用楼梯清扫机器人进行楼梯清扫的方法，但如何实现机器人在不同阶梯上的转移始终是一个技术难点，如CN109157162A中所述的方法需要依靠护栏实现机器人在不同阶梯上的转移，难以应用在没有护栏或护栏不适用的场合。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种能够自行上楼梯的太阳能楼梯清扫机器人。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用以下技术方案来实现：
一种太阳能的楼梯清扫机器人，包括机器人本体，所述机器人本体底部设有万向轮、动力轮以及吸风口，所述吸风口两侧各设有一个装设有毛刷的旋转台，所述毛刷随所述旋转台旋转，将灰尘等扫入所述吸风口；
还包括升降装置，所述升降装置包括与所述机器人本体通过可伸缩的连杆相连的升降台以及升降杆，所述升降台在所述升降杆的作用下沿所述升降杆上下移动；
所述升降杆底部设有与真空泵相连的吸盘，所述真空泵用以将所述吸盘内空气排出。
有益地或示例性地，所述升降台设有两个上下贯穿的第一通孔，所述第一通孔内设有升降轮，所述升降杆穿过所述第一通孔，且所述升降杆表面设有与所述升降轮配合，使得所述升降轮旋转能够带动所述升降杆上升或下降。
有益地或示例性地，所述升降轮中部设有贯穿的第二通孔，所述第二通孔表面设有与所述升降杆的外螺纹配合的内螺纹，两根所述升降杆的外螺纹旋向相反；
还包括由电机驱动的传动轮，所述传动轮两侧分别与两个所述升降轮啮合。
有益地或示例性地，还包括太阳能模块，所述太阳能模块与所述机器人本体、升降装置电连接，所述太阳能模块能够将太阳能转化为电能。
有益地或示例性地，所述太阳能模块包括太阳能板，所述太阳能板上表面设有转换单元，所述转换单元用以将太阳能转化为电能，所述太阳能板通过固定柱可转动地连接在所述机器人本体上。
有益地或示例性地，所述固定柱开设有球型凹槽，所述太阳能板底部设有旋转球体，所述旋转球体设于所述球型凹槽内，所述旋转球体与所述球型凹槽之间涂有润滑油；
所述旋转球体能够在所述球型凹槽内旋转，调整所述太阳能板的朝向。
有益地或示例性地，所述吸风口处设有防护网，所述防护网上设有清洁装置，所述清洁装置包括活动杆，所述活动杆置于所述毛刷的旋转路径上；
所述毛刷旋转时与所述活动杆接触，所述活动杆将所述毛刷上附着的垃圾扫落，使其便于被所述吸风口吸入。
有益地或示例性地，所述活动杆与所述毛刷的接触面上设有齿状结构，所述齿状结构在与所述毛刷接触时插入所述毛刷的刷丝。
有益地或示例性地，所述清洁装置还包括滑槽以及固定于所述滑槽中间的固定块，所述活动杆设有两个并分别置于所述滑槽的一侧，所述活动杆与所述固定块之间通过弹簧连接，所述活动杆能够在所述滑槽上滑动。
有益地或示例性地，还包括控制装置，所述控制装置用以控制所述机器人本体、升降装置和太阳能模块。
本发明的各种实施方式具有以下有益效果为：
1、本发明通过与机器人本体相连的升降装置，能够实现机器人本体自行上楼梯，结构简单，无需依靠外部结构，传动平稳。
且吸盘的设置能够在机器人本体上升的过程中保持升降装置的稳定。
2、本发明还设置有太阳能模块，将太阳能转化为驱使楼梯清扫机器人工作的电能，高效节能。
3、本发明还在毛刷处设置清扫装置，能够有效去除附着在毛刷上的难以掉落的灰尘、毛发等垃圾，能够保持毛刷的清洁程度，保证了清扫的质量。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的三维图；
图2是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的左视图；
图3是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的仰视图；
图4是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的升降装置剖面图；
图5是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的太阳能模块的分解图；
图6是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的清扫装置与毛刷处的放大图；
图7是本发明一实施例的一种太阳能的楼梯清扫机器人的清扫装置的活动杆与毛刷处的放大图。
附图标记：
10-机器人本体；11-万向轮；12-动力轮；13-吸风口；14-毛刷；15-旋转台；16-清洁装置；161-活动杆；162-弹簧；163-滑槽；164-固定块；20-升降装置；21-升降台；22-升降杆；23-升降轮；24-传动轮；25-电机；26-第一通孔；27-真空泵；28-吸盘；29-连杆；30-太阳能模块；31-太阳能板；32-固定柱；33-球型凹槽；34-旋转球体。
具体实施方式
下面结合附图和以下实施例对本发明作进一步描述。
一种1.阳能的楼梯清扫机器人，包括机器人本体10，机器人本体10底部设有万向轮11、动力轮12以及吸风口13，吸风口13两侧各设有一个装设有毛刷14的旋转台15，毛刷14随旋转台15旋转，将灰尘等扫入吸风口13；其特征是：
还包括升降装置20，升降装置20包括与机器人本体10通过可伸缩的连杆29相连的升降台21以及升降杆22，升降台21在升降杆22的作用下沿升降杆22上下移动；
升降杆22底部设有与真空泵27相连的吸盘28，真空泵27用以将吸盘28内空气排出。
根据本发明的一优选实施例，升降台21设有两个上下贯穿的第一通孔26，第一通孔26内设有升降轮23，升降杆22穿过第一通孔26，且升降杆22表面设有与升降轮23配合，使得升降轮23旋转能够带动升降杆23上升或下降。
根据本发明的一优选实施例，升降轮23中部设有贯穿的第二通孔，第二通孔表面设有与升降杆23的外螺纹配合的内螺纹，两根升降杆22的外螺纹旋向相反；
还包括由电机25驱动的传动轮24，传动轮24两侧分别与两个升降轮23啮合。
清扫时，楼梯清扫机器人在动力轮12的驱动下沿一阶楼梯横向移动清扫该阶楼梯，清扫过程中，万向轮11能够调整运动方向。当清扫完该阶楼梯后，万向轮11和动力轮12配合使得机器人本体10正对下一阶楼梯的壁面，升降装置20启动，电机25驱动传动轮24转动，传动轮24两侧的升降轮23转动，升降杆22在升降轮23的作用下向下移动，直至吸盘28与该阶楼梯接触。
虽然两侧的传动轮24转动方向相反，但两侧升降杆22的螺纹旋向同样相反，因此，两侧升降杆22能够同步升降。
此时，启动真空泵27，使吸盘28内部空气排出，吸盘28吸附在该阶楼梯上。电机25继续转动，由于升降杆22底部已与该阶楼梯相抵并固定，因此机器人本体10在升降杆22和升降轮23的作用下缓慢上升，直至与下一层阶梯高度一致。
此时，停止电机25，可伸缩的连杆29将机器人本体10推动远离升降装置20，直至机器人本体10处于下一层阶梯上方。
真空泵27停止，吸盘28失去对该层阶梯的吸附力，反向转动电机25，升降杆22上升至原始位置，楼梯清扫机器人完成移动到下一层阶梯，开始对下一层阶梯进行清扫。
清扫完成后，重复上述过程位移至下一层阶梯。
本优选实施例，通过与机器人本体相连的升降装置，能够实现机器人本体自行上楼梯，结构简单，无需依靠外部结构，传动平稳。
根据本发明的一优选实施例，还包括太阳能模块30，太阳能模块30与机器人本体10、升降装置20电连接，太阳能模块30能够将太阳能转化为电能。
根据本发明的一优选实施例，太阳能模块30包括太阳能板31，太阳能板31上表面设有转换单元，转换单元用以将太阳能转化为电能，太阳能板31通过固定柱32可转动地连接在机器人本体10上。
根据本发明的一优选实施例，固定柱32开设有球型凹槽33，太阳能板31底部设有旋转球体34，旋转球体34设于球型凹槽33内，旋转球体34与球型凹槽33之间涂有润滑油；
旋转球体34能够在球型凹槽33内旋转，调整太阳能板31的朝向。
需要充电时，清扫机器人移动至光源处，旋转球体34在球型凹槽33内转动，使太阳能板31正对光源。太阳能模块30为机器人本体10、升降装置20供电，供其工作。
本优选实施例，设置有太阳能模块，将太阳能转化为驱使楼梯清扫机器人工作的电能，高效节能。
根据本发明的一优选实施例，吸风口13处设有防护网，防护网上设有清洁装置16，清洁装置16包括活动杆161，活动杆161置于毛刷14的旋转路径上；
毛刷14旋转时与活动杆161接触，活动杆161将毛刷14上附着的垃圾扫落，使其便于被吸风口13吸入。
根据本发明的一优选实施例，活动杆161与毛刷14的接触面上设有齿状结构，齿状结构在与毛刷14接触时插入毛刷14的刷丝。
根据本发明的一优选实施例，清洁装置16还包括滑槽163以及固定于滑槽163中间的固定块164，活动杆161设有两个并分别置于滑槽163的一侧，活动杆161与固定块164之间通过弹簧162连接，活动杆161能够在滑槽163上滑动。
在清扫的过程中，旋转台15带动毛刷14转动，使灰尘等垃圾被毛刷14扫入吸风口13，吸风口13将其吸入。在此过程中，垃圾包括毛发等难以脱落的、容易始终附着在毛刷14上的垃圾，长时间使用将会使得毛刷14上附着有较多此类垃圾，导致清扫机器人的清扫能力下降；且随着毛刷14的旋转，附着在其上的垃圾容易被甩出并再次滞留在已清扫过的位置上。
设置了活动杆161后，柔软的毛刷14在旋转的过程中，与活动杆161接触并发生变形，活动杆161上的齿状结构插入到毛刷14的刷丝之间，与附着在其上的垃圾接触并将垃圾梳落，被梳落的垃圾被吸风口13吸入。
为使活动杆161能够完全梳理毛刷14，活动杆161设置在毛刷14旋转的最小内径处；为避免活动杆161阻碍毛刷14的旋转，设置弹簧162，弹簧162一端连接活动杆161，一端连接固定在滑槽163中间的固定块164，使得活动杆161能够在滑槽163上滑动，从而减少对毛刷14旋转的阻力。
本优选实施例，在毛刷处设置清扫装置，能够有效去除附着在毛刷上的难以掉落的灰尘、毛发等垃圾，能够保持毛刷的清洁程度，保证了清扫的质量。
根据本发明的一优选实施例，还包括控制装置，控制装置用以控制机器人本体10、升降装置20和太阳能模块30。
根据本发明的一优选实施例，还包括路径修正模块，路径修正模块包括通讯相连的测距传感器和修正处理器，修正处理器还与万向轮11通讯相连，修正处理器根据测距传感器的距离信号，转动万向轮11改变机器人本体的前进方向，使机器人本体沿直线前进；在一种实施方式中，测距传感器设有两个，且两个测距传感器分设于机器人本体的两侧。
在使用过程中，当机器人本体清扫楼梯时，由于楼梯台阶面不平整或万向轮11的校准方向存在偏差，机器人本体难以避免地会发生偏离其预设的前进方向的问题。
当机器人本体在楼梯台阶面上运动清扫时，机器人本体的两侧中的其中一侧正对于楼梯台阶的端面，此时：
修正处理器将接收到该侧的测距传感器发出的距离信号判断为有效的距离信号，而接收到另一侧测距传感器发出的距离信号则判断为无效的距离信号。
修正处理器持续接收有效的距离信号，根据有效的距离信号的变化趋势，预测机器人本体的前进方向，并实时绘制机器人本体的路径图，若判断得出该前进方向将导致机器人本体掉落楼梯或与楼梯台阶相碰，则发出信号调整万向轮11，调整机器人本体的前进方向。
前进方向改变后，测距传感器测得的信号发生改变，进而修正处理器接收的有效的距离信号改变，修正处理器根据改变后的有效距离信号再次对万向轮11进行调整。如此反复，直至修正处理器计算的前进方向不会导致机器人本体掉落楼梯或与楼梯台阶相碰，修正处理器不再调整万向轮11。
路径修正模块的设置，能够使得机器人本体始终沿直线行驶，即便偶有由于万向轮校准偏差或路面状况导致的偏向行驶，也会在路径修正模块的作用下回调修正，避免了机器人本体在清扫过程中发生掉落楼梯或与楼梯台阶面相碰等导致机器人本体无法位移、清扫楼梯面。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的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的实质和范围。
Claims (10)
1.一种太阳能的楼梯清扫机器人，包括机器人本体(10)，所述机器人本体(10)底部设有万向轮(11)、动力轮(12)以及吸风口(13)，所述吸风口(13)两侧各设有一个装设有毛刷(14)的旋转台(15)，所述毛刷(14)随所述旋转台(15)旋转，将灰尘等扫入所述吸风口(13)；其特征是：
还包括升降装置(20)，所述升降装置(20)包括与所述机器人本体(10)通过可伸缩的连杆(29)相连的升降台(21)以及升降杆(22)，所述升降台(21)在所述升降杆(22)的作用下沿所述升降杆(22)上下移动；
所述升降杆(22)底部设有与真空泵(27)相连的吸盘(28)，所述真空泵(27)用以将所述吸盘(28)内空气排出。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述升降台(21)设有两个上下贯穿的第一通孔(26)，所述第一通孔(26)内设有升降轮(23)，所述升降杆(22)穿过所述第一通孔(26)，且所述升降杆(22)表面设有与所述升降轮(23)配合，使得所述升降轮(23)旋转能够带动所述升降杆(23)上升或下降。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述升降轮(23)中部设有贯穿的第二通孔()，所述第二通孔()表面设有与所述升降杆(23)的外螺纹配合的内螺纹，两根所述升降杆(22)的外螺纹旋向相反；
还包括由电机(25)驱动的传动轮(24)，所述传动轮(24)两侧分别与两个所述升降轮(23)啮合。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，还包括太阳能模块(30)，所述太阳能模块(30)与所述机器人本体(10)、升降装置(20)电连接，所述太阳能模块(30)能够将太阳能转化为电能。
5.根据权利要求根据权利要求4所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述太阳能模块(30)包括太阳能板(31)，所述太阳能板(31)上表面设有转换单元，所述转换单元用以将太阳能转化为电能，所述太阳能板(31)通过固定柱(32)可转动地连接在所述机器人本体(10)上。
6.根据权利要求根据权利要求5所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述固定柱(32)开设有球型凹槽(33)，所述太阳能板(31)底部设有旋转球体(34)，所述旋转球体(34)设于所述球型凹槽(33)内，所述旋转球体(34)与所述球型凹槽(33)之间涂有润滑油；
所述旋转球体(34)能够在所述球型凹槽(33)内旋转，调整所述太阳能板(31)的朝向。
7.根据权利要求根据权利要求1所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述吸风口(13)处设有防护网，所述防护网上设有清洁装置(16)，所述清洁装置(16)包括活动杆(161)，所述活动杆(161)置于所述毛刷(14)的旋转路径上；
所述毛刷(14)旋转时与所述活动杆(161)接触，所述活动杆(161)将所述毛刷(14)上附着的垃圾扫落，使其便于被所述吸风口(13)吸入。
8.根据权利要求根据权利要求7所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述活动杆(161)与所述毛刷(14)的接触面上设有齿状结构，所述齿状结构在与所述毛刷(14)接触时插入所述毛刷(14)的刷丝。
9.根据权利要求根据权利要求7所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，所述清洁装置(16)还包括滑槽(163)以及固定于所述滑槽(163)中间的固定块(164)，所述活动杆(161)设有两个并分别置于所述滑槽(163)的一侧，所述活动杆(161)与所述固定块(164)之间通过弹簧(162)连接，所述活动杆(161)能够在所述滑槽(163)上滑动。
10.根据权利要求根据权利要求1-9任一所述的一种太阳能的楼梯清扫机器人，其特征是，还包括控制装置，所述控制装置用以控制所述机器人本体(10)、升降装置(20)和太阳能模块(30)。
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