CN110562213A - 一种洗车机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种洗车机器人，包括设置于地面上的环形轨道和设于环形轨道上的智能洗车臂，智能洗车臂包括微型电脑控制器、移动装置、液压系统、第一机械臂、第二机械臂、第一液压缸、第二液压缸、第一滚筒装置以及喷淋管；移动装置包括底座、限位架以及液压驱动轮，限位架与环形轨道滑动连接，底座固定安装在限位架上，液压驱动轮转动安装于限位架和环形轨道之间。第一滚筒装置通过固定架固定安装于第二机械臂的远端，该固定架与第二机械臂的远端滑动连接。该洗车机器人相比门架类洗车设备无需轿车掉头和转弯的空间，以降低土地成本；同时无需为了对准门架而频繁的驾驶车辆掉头和转弯，解决司机尤其是技术不熟练的司机的烦恼。

Description

一种洗车机器人

技术领域

本发明属于汽车清洗设备技术领域，具体涉及一种洗车机器人。

背景技术

随着汽车保有量的上升，城市中的洗车业务逐日升高。在城市内洗车一般有两种方式：一种是到洗车店进行人工精洗；另一种是在路边进行快洗。其中，汽车尤其是家用轿车路边快洗深受广大车主的青睐，因为快洗时间短、价格便宜，而且多数轿车的内部并不需要清洗的那么频繁，而快洗也是仅用于清洗轿车的外部，所以在城市中的适用性最广。

目前城市中所用的快洗设备一般包括有门架，在门架中设置多个清洗滚筒，通过门架前后左右移动以驱动清洗滚筒移动而对轿车的车身进行清洗；或者是门架不移动，而清洗滚筒在门架内上下前后移动以对轿车进行清洗。但是，现有的快洗设备具有一个极大的缺陷：因为门架只有一个进口和一个出口，因此多数情况下，门架的出口和进口为了促使轿车能够180°掉头以及顺利进入门架，门架的进口和出口处需要保留非常宽敞的轿车掉头转弯空间。而且，对于驾车技术不是很好的司机，还需要反复操作车辆以使车辆的车头对准门架的入口。这对于寸土寸金的城市中心地区来讲，就会导致快洗设备的安装和使用成本过高，导致洗车成本居高不下。而且导致驾驶技术不熟练的司机非常苦恼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种洗车机器人，相比门架类洗车设备无需轿车掉头和转弯的空间，以降低土地成本；同时无需为了对准门架而频繁的驾驶车辆掉头和转弯，解决司机尤其是技术不熟练的司机的烦恼。

本发明的技术方案如下：一种洗车机器人，包括设置于地面上的环形轨道和设于环形轨道上的智能洗车臂，所述智能洗车臂包括微型电脑控制器、移动装置、液压系统、第一机械臂、第二机械臂、第一液压缸、第二液压缸、第一滚筒装置以及喷淋管；所述移动装置包括底座、限位架以及液压驱动轮，所述限位架与环形轨道滑动连接，所述底座固定安装在限位架上，所述液压驱动轮转动安装于限位架和环形轨道之间，且该液压驱动轮与环形轨道抵接；

所述第一机械臂的近端与底座转动连接，第一液压缸的缸体端与底座铰接、第一液压缸的活塞杆端与第一机械臂铰接，由第一液压缸控制第一机械臂的旋转角度；所述第一机械臂的远端与第二机械臂的近端铰接，第二液压缸的缸体端与底座铰接、第二液压缸的活塞杆端与第二机械臂的铰接，由第一液压缸和第二液压缸共同作用以控制第二机械臂的旋转角度；

所述第一滚筒装置通过固定架固定安装于第二机械臂的远端，该固定架与第二机械臂的远端滑动连接；所述固定架与第二机械臂的远端之间设置有压力传感器；所述第一滚筒装置包括第一电机以及第一洗刷滚筒，所述第一电机的输出轴与第一洗刷滚筒同轴固定；所述第一洗刷滚筒的外部满布有刷毛；所述喷淋管固定设置于第二机械臂上，且该喷淋管的出水口朝向第一滚筒装置的外部。

进一步：所述环形轨道为圆形轨道。

进一步：所述第一洗刷滚筒上部的刷毛较下部的刷毛长50cm至80cm。

进一步：所述液压驱动轮采用的液压马达和橡胶摩擦轮的组合，利用液压马达驱动橡胶摩擦轮旋转，所述橡胶摩擦轮与所述环形轨道抵接。

进一步：所述第二机械臂上铰接有第三机械臂，所述第三机械臂与第二机械臂之间设有第三液压缸；所述第三液压缸的缸体端与第二机械臂铰接、第三液压缸的活塞杆端与第三机械臂铰接，由第三液压缸控制第三机械臂的旋转角度；所述第三机械臂的远端固定安装有第二滚筒装置，所述第二滚筒装置包括第二电机以及洗刷盘，所述第二电机的输出轴与洗刷盘同轴固定，所述洗刷盘的下盘面上固定有刷毛。

本方案的有益效果：本方案中的洗车机器人包括有环形轨道和智能洗车臂，环形轨道没有单独设置进口和出口，便于轿车由任意方向进出环形轨道。菌体清洗是通过智能洗车臂来完成的，利用智能洗车臂绕环形轨道的长度方向往复移动以完成对轿车四周侧面以及车顶进行清洗，这样一方面节约了土地使用面积、另一方面解决了技术不熟练司机多次操控车辆进出的烦恼。

本案中的智能洗车臂包括了第一机械臂和第二机械臂，单独的第一机械臂，利用第一液压缸和第二液压缸分别驱动第一机械臂和第二机械臂摆动旋转，并利用第二机械臂牵引第一滚筒装置，利用第一滚筒装置的第一刷洗滚筒对轿车进行刷洗。由于第一机械臂只能沿底座在固定半径上旋转，因此必需利用第二机械臂调整第一滚筒装置的旋转半径以及摆动角度，以便于第一刷洗滚筒能够与轿车的车身更加的贴切配合。若没有第二机械臂，那么第一刷洗滚筒就无法调整靠近轿车时的压力角，促使第一刷洗滚筒的轴线与轿车侧面的倾斜角度过大，进而无法对轿车的外壳进行清洗。

本案中，采用了由压力传感器控制第一刷洗滚筒与轿车的接触部位的自动控制方式，可通过改变压力传感器的预设值，进而促使微型电脑控制器能够调整第一液压缸和第二液压缸的活塞杆伸出长度，进而控制第一机械臂和第二机械臂的旋转角度；通过压力的变化，进而使第一机械臂和第二机械臂的旋转角度自适应轿车的外形，促使第一刷洗滚筒沿轴向完美贴合在轿车的外壳上。在特殊情况下，通过人工改变压力传感器的预设值也时可以对第一机械臂和第二机械臂的旋转角度进行调整的，功能多样、智能化非常强。

同时，本案针对轿车的车顶还增加设置了第二滚筒装置，利用地而滚筒装置直接对轿车的车顶进行强力刷洗，利于对轿车车顶的顽固污渍进行清除。

附图说明

图1为本发明中智能洗车臂的结构示意图；

图2为圆形轨道平面布置图；

图3为液压驱动轮的安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，本发明公开的一种洗车机器人，包括设置于地面上的环形轨道1和设于环形轨道1上的智能洗车臂，智能洗车臂包括移动装置、液压系统、第一机械臂41、第二机械臂51、第一液压缸42、第二液压缸52、第一滚筒装置以及喷淋管9。移动装置包括底座3、限位架21以及液压驱动轮22，限位架21与环形轨道1滑动连接，底座3固定安装在限位架21上，液压驱动轮22转动安装于限位架21和环形轨道1之间，且该液压驱动轮22与环形轨道1抵接。本案中的环形轨道1可采用T字形型钢11作为原材料，限位架21滑动连接与T字形型钢11制成的环形轨道1后，限位架21不但可以沿环形轨道1的长度方向滑动，而且由环形轨道1对限位架21进行限位，防止限位架21颠覆翻转。液压系统安装于底座3上，由液压系统驱动液压驱动轮22正向和反向转动。

液压驱动轮22可以采用现有技术中的液压马达和橡胶摩擦轮的配合，利用液压马达驱动橡胶摩擦轮旋转，由橡胶摩擦轮驱动限位架21沿环形轨道1往复移动。当然并不限于上述方式，如电机驱动的橡胶摩擦轮、甚至利用连杆驱动的钢轨车轮等均可。第一机械臂41的近端与底座3转动连接，第一液压缸42的缸体端与底座3铰接、第一液压缸42的活塞杆端与第一机械臂41铰接，由第一液压缸42控制第一机械臂41的旋转角度；第一机械臂41的远端与第二机械臂51的近端铰接，第二液压缸52的缸体端与底座3铰接、第二液压缸52的活塞杆端与第二机械臂51的铰接，由第一液压缸42和第二液压缸52共同作用以控制第二机械臂51的旋转角度。本案中的第一机械臂41、第二机械臂51、第一液压缸42以及第二液压缸52的控制和动作远离与现有技术中的挖掘机的挖掘臂类似，本案中就不再对其旋转的具体原理进行赘述。但是本案中的第一机械臂41和第二机械臂51的旋转角度与挖掘机的控制方式不同，本案中属于非人为控制的，将在本实施例的后续部分予以说明。

第一滚筒装置通过固定架固定安装于第二机械臂51的远端，该固定架与第二机械臂51的远端滑动连接，而第一滚筒装置则固定连接在固定架远离第二机械臂51的一侧。所述第一滚筒装置包括第一电机71以及第一洗刷滚筒72，第一电机71的输出轴与第一洗刷滚筒72同轴固定。第一洗刷滚筒72的外部满布有刷毛83，该刷毛83与现有技术中的洗车设备所用滚筒的刷毛83相同，均属于柔性棉毛类。本案中，在固定架与第二机械臂51的远端之间设置了一个压力传感器，该压力传感器用于检测固定架相对于第二机械臂51的正向压力：当固定架朝向第一滚筒装置移动时，由固定架触发按压压力传感器，而压力传感器通过读取压力值，以判断是否可以驱动驱动第二机械臂51继续向远离底座3的方向旋转移动。因此，本案中的底座3内部实质上还设有一个微型电脑控制器，由微型电脑控制器对压力传感器、喷淋管9、液压系统以及液压马达等进行整体控制。因此，喷淋管9也是固定设置于第二机械臂51上，且该喷淋管9的出水口朝向第一滚筒装置的外部以对刷毛83和车辆进行冲洗。

本优选的实施例中，采用的环形轨道1为圆形的环形轨道1。实际应用时，可也以采用椭圆形或者方框形。因为轿车10在平面上一般呈长方形，而椭圆型或者方框形的环形轨道1与轿车10的形状最为匹配。可是，车辆在进入椭圆形或者方框形的环形轨道1内部时，会出现较为明显的指向：也即需要尽可能保证轿车10与环形轨道1的布局相适应。可是圆形轨道就无此要求，轿车10可以由任意方向进入环形轨道1内，仅需要车头和车位不要超出环形轨道1的内圈外部即可，更加便利。本方案的具体工作原理如下：

待清洗的轿车10停靠在环形轨道1的外部。当需要对轿车10进行清洗时，轿车10的车轮横向通过环形轨道1并形式进入至环形轨道1的内圈中。此时启动本案中的洗车机器人。由第一液压缸42驱动第一机械臂41向外伸出，同时由第二液压缸52驱动第二机械臂51向外伸出，此时第一机械臂41和第二机械臂51的伸出方向为朝向轿车10的方向。第二机械臂51牵引第一滚筒装置，直至第一洗刷滚筒72紧压在轿车10的车壳或者玻璃上。第一洗刷滚筒72向轿车10施加的压力由压力传感器来进行控制，反向作用力传导途径为轿车10→第一洗刷滚筒72→第一滚筒装置→固定架→压力传感器→微型电脑控制器。压力传感器的压力达到预设值时，电机驱动洗刷滚筒旋转，由洗刷滚筒完成对轿车10的洗刷过程。喷淋管9则一方面向轿车10喷淋高压水、另一方面也喷淋清洗液，同时与第一洗刷滚筒72配合完成对轿车10的最后冲洗。在轿车10的整个清洗过程中，轿车10不移动，但是由液压驱动轮22驱动限位架21绕环形轨道1的长度方向不断的来回移动，直至完成对轿车10的整体清洗。清晰完成后，轿车10直接开出环形轨道1即可。本案中，轿车10进出环形轨道1的方向不受限制，可以由任何方向进入环形轨道1内，方便技术不熟练的司机。

针对于轿车10车顶，因为第一洗刷滚筒72是由轿车10的侧面像轿车10施压，因此在第一洗刷滚筒72上布设刷毛83时，第一洗刷滚筒72上部的刷毛83应较下部的刷毛83要长，最佳值为上部刷毛83较下部刷毛83长50cm至80cm。这样刷毛83就能对轿车10的车顶进行全覆盖洗刷。但是，也有轿车10的车顶有顽固的污渍存在的现象。为此，本优化的实施例中，在第二机械臂51上还铰接有第三机械臂61，同时第三机械臂61与第二机械臂51之间还设有第三液压缸62，第三液压缸62的缸体端与第二机械臂51铰接、第三液压缸62的活塞杆端与第三机械臂61铰接，由第三液压缸62控制第三机械臂61的旋转角度。第三机械臂61的远端固定安装有第二滚筒装置，第二滚筒装置包括第二电机81以及洗刷盘82，第二电机81的输出轴与洗刷盘82同轴固定，洗刷盘82的下盘面上固定有刷毛83。当轿车10车顶有较为顽固的污渍时，可启动第二滚筒装置对轿车10的车顶进行强力洗刷，以进一步保证轿车10能够被清洗的更加干净。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种洗车机器人，其特征在于：包括设置于地面上的环形轨道(1)和设于环形轨道(1)上的智能洗车臂，所述智能洗车臂包括微型电脑控制器、移动装置、液压系统、第一机械臂(41)、第二机械臂(51)、第一液压缸(42)、第二液压缸(52)、第一滚筒装置以及喷淋管(9)；所述移动装置包括底座(3)、限位架(21)以及液压驱动轮(22)，所述限位架(21)与环形轨道(1)滑动连接，所述底座(3)固定安装在限位架(21)上，所述液压驱动轮(22)转动安装于限位架(21)和环形轨道(1)之间，且该液压驱动轮(22)与环形轨道(1)抵接；

所述第一机械臂(41)的近端与底座(3)转动连接，第一液压缸(42)的缸体端与底座(3)铰接、第一液压缸(42)的活塞杆端与第一机械臂(41)铰接，由第一液压缸(42)控制第一机械臂(41)的旋转角度；所述第一机械臂(41)的远端与第二机械臂(51)的近端铰接，第二液压缸(52)的缸体端与底座(3)铰接、第二液压缸(52)的活塞杆端与第二机械臂(51)的铰接，由第一液压缸(42)和第二液压缸(52)共同作用以控制第二机械臂(51)的旋转角度；

所述第一滚筒装置通过固定架固定安装于第二机械臂(51)的远端，该固定架与第二机械臂(51)的远端滑动连接；所述固定架与第二机械臂(51)的远端之间设置有压力传感器；所述第一滚筒装置包括第一电机(71)以及第一洗刷滚筒(72)，所述第一电机(71)的输出轴与第一洗刷滚筒(72)同轴固定；所述第一洗刷滚筒(72)的外部满布有刷毛(83),所述第一洗刷滚筒(72)上部的刷毛(83)较下部的刷毛(83)长；所述喷淋管(9)固定设置于第二机械臂(51)上，且该喷淋管(9)的出水口朝向第一滚筒装置的外部。

2.根据权利要求1所述的一种洗车机器人，其特征在于：所述环形轨道(1)为圆形轨道。

3.根据权利要求1所述的一种洗车机器人，其特征在于：所述第一洗刷滚筒(72)上部的刷毛(83)较下部的刷毛(83)长50cm至80cm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种洗车机器人，其特征在于：所述液压驱动轮(22)采用的液压马达和橡胶摩擦轮的组合，利用液压马达驱动橡胶摩擦轮旋转，所述橡胶摩擦轮与所述环形轨道(1)抵接。

5.根据权利要求4所述的一种洗车机器人，其特征在于：所述第二机械臂(51)上铰接有第三机械臂(61)，所述第三机械臂(61)与第二机械臂(51)之间设有第三液压缸(62)；所述第三液压缸(62)的缸体端与第二机械臂(51)铰接、第三液压缸(62)的活塞杆端与第三机械臂(61)铰接，由第三液压缸(62)控制第三机械臂(61)的旋转角度；所述第三机械臂(61)的远端固定安装有第二滚筒装置，所述第二滚筒装置包括第二电机(81)以及洗刷盘(82)，所述第二电机(81)的输出轴与洗刷盘(82)同轴固定，所述洗刷盘(82)的下盘面上固定有刷毛(83)。