CN110755004A - 一种墙面清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种墙面清扫机器人，包括动力风机机构，转换向机构，清扫擦除机构与双滚筒机构；所述的动力风机机构安装在壳体上侧，通过风机产生的反作用力，实现装置的爬墙与行走；转换向机构安装在壳体内部，采用平行四边形机构，实现装置转换向；清扫擦除机构安装在壳体下部，双滚筒机构安装在壳体前后两侧，分别采用曲柄滑块机构，实现对墙壁的自动清扫擦除；本发明工作时，能实现对墙壁等各种平面进行自动爬墙、转换向与行走清洗功能，且具有结构紧凑，成本低，工作可靠，效率高，便于安装维护与节约用水等特点。

Description

一种墙面清扫机器人

技术领域

本发明涉及一种清扫装置研究领域，特别是涉及一种适用于墙面等各种平面的清扫机器人。

背景技术

随着城市化进程的不断加速，世界各地高楼大厦拔地而起，墙壁清洁市场需求越来越多,由于灰尘飘落，室内墙壁会积累灰尘，高的地方人够不到，而墙边通常有家具或者家电，人不方便站立清扫，而现有的产品存在灵活性差，清扫效果不明显等问题，为此研发的墙壁清洗机器人，可以提供更加专业、高效、安全的墙壁清洁服务，解决人工清洗成本高、安全性差以及用水量多等诸多问题。

发明内容

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种墙面清扫机器人，本发明包括动力风机机构，转换向机构，清扫擦除机构与双滚筒机构；动力风机机构安装在壳体上侧，转换向机构安装在壳体内部，清扫擦除机构安装在壳体下部，双滚筒机构安装在壳体前后两侧；

所述的动力风机机构包括上盖板，壳体，舵机固定板，中心轴，风机电机，风机转向盘，风机支架，风机固定夹，风机，铜套，舵机连接杆，风机舵机，轴承座支架与动力带座轴承；所述的上盖板为热塑件，并固定在壳体上，轴承座支架固定在上盖板上，2带座轴承固定在轴承座支架上，中心轴安装在2动力带座轴承中，风机转向盘固定在中心轴上，2风机支架固定在风机转向盘上，2铜套分别嵌套在2风机支架孔中，2风机固定夹的转轴分别安装在2铜套中，风机装夹装在2风机固定夹中，风机电机输出轴与风机轴固连，舵机固定板固定在风机支架上，风机舵机固定在舵机固定板上，一舵机连接杆与风机固定夹转轴固连，另一舵机连接杆与风机舵机轴固连，2舵机连接杆固连；

所述的转换向机构包括轮用带座轴承，行走轮，转向舵机，U形杆，L形连杆，销轴，转接销，转接杆，舵机连接件，引导杆与摆杆；所述的4轮用带座轴承分别固定在壳体上，4行走轮分别安装在4个轮用带座轴承中，转向舵机固定在壳体上，舵机连接件一端与转向舵机输出轴固连，舵机连接件另一端与一摆杆固连，4摆杆一端分别固连在4行走轮转轴上，4摆杆另一端分别铰接在U形杆的端部；转接杆一端通过转接销与1摆杆另一端固连，并共同铰接在U形杆的端部，转接杆另一端通过销轴与L形连杆一端铰接，L形连杆另一端与引导杆一端铰接，引导杆另一端与风机转向盘固连，组成平行四边形结构；

所述的清扫擦除机构包括清扫电机，清扫电机架，清扫连杆，清扫滑块，擦除板与清扫曲柄；所述的清扫电机架固定在壳体上，清扫电机固定在清扫电机架上，清扫曲柄与清扫电机输出轴固连，清扫连杆一端铰接在清扫曲柄上，清扫连杆另一端与清扫滑块铰接，清扫滑块安装在壳体的滑道中，形成移动副，擦除板与清扫滑块固连；

所述的双滚筒机构包括滚筒连杆，滚筒轴，滚筒架，连接套，滚筒电机架，滚筒电机，螺杆，支撑块，滚筒，导轨，滑块，螺母与连接杆；所述的滚筒电机架固定在壳体上，滚筒电机固定在滚筒电机架上，螺杆通过连接套与滚筒电机输出轴固连；2导轨分别固定在壳体上，2支撑块分别固定在2导轨上，2滑块411分别安装在2导轨上，形成移动副，滚筒3一端与支撑块铰接，滚筒架另一端与滚筒连杆一端铰接，滚筒连杆另一端与滑块铰接，形成曲柄滑块机构，滚筒轴安装在滚筒架中，滚筒装套在滚筒轴上；连接杆两端分别固连在2滑块上，螺母固定在连接杆上，螺杆和螺母配合安装，形成螺旋副。

与现有技术相比，本发明的技术效果是：本发明利用曲柄滑块机构结构简单，重复稳定运行的特点，实现对墙壁等平面的自动爬墙、转换向与行走清洗功能。

本发明具有结构紧凑，成本低，工作可靠，效率高，便于安装维护与节约用水等特点。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是本发明拆除壳体后的结构图；

图3是本发明的动力风机机构结构图；

图4是本发明的拆除壳体后的动力风机机构结构图；

图5是本发明的转换向机构结构图；

图6是本发明的清扫擦除机构结构图；

图7是本发明的双滚筒机构结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如附图所示：本发明包括动力风机机构1，转换向机构2，清扫擦除机构3，与双滚筒机构4；

所述的动力风机机构1包括上盖板101，壳体102，舵机固定板103，中心轴104，风机电机105，风机转向盘106，风机支架107，风机固定夹108，风机109，铜套110，舵机连接杆111，风机舵机112，轴承座支架113与动力带座轴承114；所述的上盖板101为热塑件，并用螺栓固定在壳体102上，轴承座支架113用螺钉固定在上盖板101上，2带座轴承114分别用螺栓固定在轴承座支架113上，中心轴104安装在2动力带座轴承114中，风机转向盘106用螺钉固定在中心轴104上，2风机支架107用螺钉固定在风机转向盘106上，2铜套110分别嵌套在2风机支架107孔中，2风机固定夹108的转轴分别安装在2铜套110中，风机109用螺栓装夹装在2风机固定夹108中，风机电机105输出轴与风机109轴固连，舵机固定板103用螺钉固定在风机支架107上，风机舵机112用螺栓固定在舵机固定板103上，一舵机连接杆111与风机固定夹108转轴固连，另一舵机连接杆111与风机舵机112轴固连，2舵机连接杆111用螺栓固连；

所述的转换向机构2包括轮用带座轴承201，行走轮202，转向舵机203，U形杆204，L形连杆205，销轴206，转接销207，转接杆208，舵机连接件209，引导杆210与摆杆211；所述的4轮用带座轴承201分别用螺栓固定在壳体102上，4行走轮202分别安装在4个轮用带座轴承201中，转向舵机203用螺栓固定在壳体102上，舵机连接件209一端与转向舵机203输出轴固连，舵机连接件209另一端用螺钉与一摆杆211固连，4摆杆211一端分别用螺钉固连在4行走轮202转轴上，4摆杆211另一端分别铰接在U形杆204的端部；转接杆208一端通过转接销207与1摆杆211另一端固连，并共同铰接在U形杆204的端部，转接杆208另一端通过销轴206与L形连杆205一端铰接，L形连杆205另一端与引导杆210一端铰接，引导杆210另一端用螺钉与风机转向盘106固连，组成平行四边形结构；

所述的清扫擦除机构3包括清扫电机301，清扫电机架302，清扫连杆303，清扫滑块304，擦除板 305与清扫曲柄306；所述的清扫电机架302用螺钉固定在壳体102上，清扫电机301用螺栓固定在清扫电机架302上，清扫曲柄306用螺钉与清扫电机301输出轴固连，清扫连杆303一端铰接在清扫曲柄306上，清扫连杆303另一端与清扫滑块304铰接，清扫滑块304安装在壳体102的滑道中，形成移动副，擦除板 305用螺钉与清扫滑块304固连；

所述的双滚筒机构4包括滚筒连杆401，滚筒轴402，滚筒架403，连接套404，滚筒电机架405，滚筒电机406，螺杆407，支撑块408，滚筒409，导轨410，滑块411，螺母412与连接杆413；所述的滚筒电机架405用螺钉固定在壳体102上，滚筒电机406用螺栓固定在滚筒电机架405上，螺杆407通过连接套404用螺钉与滚筒电机406输出轴固连；2导轨410分别用螺栓固定在壳体102上，2支撑块408分别用螺钉固定在2导轨410上，2滑块411分别安装在2导轨410上，形成移动副，滚筒架403一端与支撑块408铰接，滚筒架403另一端与滚筒连杆401一端铰接，滚筒连杆401另一端与滑块411铰接，形成曲柄滑块机构，滚筒轴402安装在滚筒架403中，滚筒409装套在滚筒轴402上；连接杆413两端分别用螺钉固连在2滑块411上，螺母412用螺钉固定在连接杆413上，螺杆407和螺母412配合安装，形成螺旋副。

本发明工作时，可完成爬墙、转换向与行走清洗功能；装置处于初始状态时，风机电机105、风机舵机112、转向舵机203、清扫电机301与滚筒电机406均停转，风机109处于水平状态，双滚筒409处于抬起状态，4行走轮202轴线与滚筒轴线垂直，风机舵机112轴与4行走轮202轴线保持一致；

爬墙：转向舵机203、清扫电机301与滚筒电机406均停转，风机电机105运转；装置上移时，风机舵机112正转，风机109旋转合适角度，使风机109产生竖直向上的牵引力与垂直墙面的正压力两个分力，其中正压力产生的摩擦力使装置稳定在墙上，牵引力克服重力与摩擦力使装置上移；装置下移时，风机舵机112反转，同理，牵引力与重力克服摩擦力使装置下移；

转换向：清扫电机301与滚筒电机406均停转，风机电机105保持运转，风机舵机112回位后停转；爬墙转行走时，转向舵机203正转，驱动摆杆211转动90°，通过U形杆204，使4个行走轮202同时转动90°，使其轴线与滚筒轴线平行；同时驱动连接杆208旋转90°，通过平行四边形机构驱动风机转向盘106旋转90°，从而驱动风机109旋转90°，使风机舵机112轴与4行走轮202轴线保持一致；同理，当转向舵机203反转时，可由行走状态转爬墙状态；

行走清洗：转向舵机203停转，风机电机105保持运转，风机舵机112回位后停转；滚筒电机406正转，带动螺杆407转动，通过螺旋副使连接杆413带动2滑块411向下移动，驱动曲柄滑块机构使滚筒架403向下摆动，使双滚筒409下降与墙面接触；之后，风机舵机112运转，风机109旋转合适角度，使风机109产生向左或向右的牵引力与垂直墙面的正压力两个分力，其中正压力产生向上的摩擦力克服重力使装置稳定在墙上，牵引力克服水平摩擦力使装置左右移动；同时，清扫电机301运转，驱动清扫曲柄306转动，带动曲柄滑块机构使清扫滑块304在壳体102的滑道内前后移动，擦除板 305随之前后移动，完成清洗功能；

本发明工作原理为：装置爬墙上移到指定高度，然后转换向，再进行行走清洗至极限位置后转换向，装置再爬墙下移，并反向行走清洗至极限位置，反复进行上述过程，完成整个墙面的清洗。

Claims (4)

1.一种墙面清扫机器人，其特征在于：本发明包括动力风机机构，转换向机构，清扫擦除机构与双滚筒机构；所述的动力风机机构安装在壳体上侧，转换向机构安装在壳体内部，清扫擦除机构安装在壳体下部，双滚筒机构安装在壳体前后两侧；

所述的动力风机机构包括上盖板，壳体，舵机固定板，中心轴，风机电机，风机转向盘，风机支架，风机固定夹，风机，铜套，舵机连接杆，风机舵机，轴承座支架与动力带座轴承；所述的上盖板为热塑件，并固定在壳体上，轴承座支架固定在上盖板上，2带座轴承固定在轴承座支架上，中心轴安装在2动力带座轴承中，风机转向盘固定在中心轴上，2风机支架固定在风机转向盘上，2铜套分别嵌套在2风机支架孔中，2风机固定夹的转轴分别安装在2铜套中，风机装夹装在2风机固定夹中，风机电机输出轴与风机轴固连，舵机固定板固定在风机支架上，风机舵机固定在舵机固定板上，一舵机连接杆与风机固定夹转轴固连，另一舵机连接杆与风机舵机轴固连，2舵机连接杆固连。

2.根据权利要求1所述一种墙面清扫机器人，其特征在于：所述的转换向机构包括轮用带座轴承，行走轮，转向舵机，U形杆，L形连杆，销轴，转接销，转接杆，舵机连接件，引导杆与摆杆；所述的4轮用带座轴承分别固定在壳体上，4行走轮分别安装在4个轮用带座轴承中，转向舵机固定在壳体上，舵机连接件一端与转向舵机输出轴固连，舵机连接件另一端与一摆杆固连，4摆杆一端分别固连在4行走轮转轴上，4摆杆另一端分别铰接在U形杆的端部；转接杆一端通过转接销与1摆杆另一端固连，并共同铰接在U形杆的端部，转接杆另一端通过销轴与L形连杆一端铰接，L形连杆另一端与引导杆一端铰接，引导杆另一端与风机转向盘固连，组成平行四边形结构。

3.根据权利要求1所述一种墙面清扫机器人，其特征在于：所述的清扫擦除机构包括清扫电机，清扫电机架，清扫连杆，清扫滑块，擦除板与清扫曲柄；所述的清扫电机架固定在壳体上，清扫电机固定在清扫电机架上，清扫曲柄与清扫电机输出轴固连，清扫连杆一端铰接在清扫曲柄上，清扫连杆另一端与清扫滑块铰接，清扫滑块安装在壳体的滑道中，形成移动副，擦除板与清扫滑块固连。

4.根据权利要求1所述一种墙面清扫机器人，其特征在于：所述的双滚筒机构包括滚筒连杆，滚筒轴，滚筒架，连接套，滚筒电机架，滚筒电机，螺杆，支撑块，滚筒，导轨，滑块，螺母与连接杆；所述的滚筒电机架固定在壳体上，滚筒电机固定在滚筒电机架上，螺杆通过连接套与滚筒电机输出轴固连；2导轨分别固定在壳体上，2支撑块分别固定在2导轨上，2滑块411分别安装在2导轨上，形成移动副，滚筒3一端与支撑块铰接，滚筒架另一端与滚筒连杆一端铰接，滚筒连杆另一端与滑块铰接，形成曲柄滑块机构，滚筒轴安装在滚筒架中，滚筒装套在滚筒轴上；连接杆两端分别固连在2滑块上，螺母固定在连接杆上，螺杆和螺母配合安装，形成螺旋副。

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