CN110840332B - 一种楼梯扶手智能清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种楼梯扶手智能清扫机器人，涉及楼梯清洁技术领域，包括机器人本体、爬行机构、夹紧机构以及吸尘孔；所述爬行机构用于驱动所述机器人本体在楼梯扶手上爬行；所述夹紧机构用于将所述机器人本体固定在楼梯扶手上；所述吸尘孔连接有吸尘微型机，用于对楼梯扶手进行除尘，所述吸尘孔设于所述机器人本体朝向楼梯扶手的一侧。本发明能够自动、稳固地在传统的楼梯扶手上爬行，并能够高效、自动化地完成对楼梯扶手的清扫。

Description

一种楼梯扶手智能清扫机器人

技术领域

本发明涉及楼梯清洁技术领域，具体涉及一种楼梯扶手智能清扫机器人。

背景技术

目前，楼梯扶手的清洁往往是建筑物清洁过程中容易被忽视的点，在日积月累下，楼梯扶手的卫生程度较差。即便对其进行清洁，也往往只能采取人工逐层对楼梯扶手进行清洁的方式。这种方式不仅效率低下而且清洁效果不能保证。

因此，亟需一种能够对楼梯扶手进行针对性高效清洁的自动化设备。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种能够对楼梯扶手进行针对性高效清洁的楼梯扶手智能清扫机器人本体，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：

一种楼梯扶手智能清扫机器人，包括机器人本体、爬行机构、夹紧机构以及吸尘孔；

所述爬行机构用于驱动所述机器人本体在楼梯扶手上爬行；

所述夹紧机构用于将所述机器人本体固定在楼梯扶手上；

所述吸尘孔连接有吸尘微型机，用于对楼梯扶手进行除尘，所述吸尘孔设于所述机器人本体朝向楼梯扶手的一侧。

有益地或示例性地，所述爬行机构包括主动轮、多个从动轮、履带以及爬行电机；

所述爬行电机连接所述主动轮，所述主动轮通过所述履带带动所述从动轮转动；多个所述从动轮抵持楼梯扶手并采用防滑塑料。

有益地或示例性地，所述爬行机构设于所述机器人本体的底部，用于所述机器人本体在楼梯扶手的上表面爬行，所述吸尘孔设于所述机器人本体的底部。

有益地或示例性地，所述爬行电机为步进电机。

有益地或示例性地，还包括清扫机构，所述清扫机构用于清扫楼梯扶手下方的栏杆，所述清扫机构包括毛刷以及用于驱动所述毛刷旋转的清扫电机，所述毛刷通过连杆从所述机器人本体的外表面向下延伸，并抵持在所述栏杆处。

有益地或示例性地，所述连杆为伸缩结构，其连接所述机器人本体外表面的一端设有直线电机，所述直线电机驱动所述连杆伸缩。

有益地或示例性地，所述夹紧机构包括夹紧块、夹紧传动组以及夹紧电机；所述夹紧电机通过所述夹紧传动组驱动所述夹紧块向楼梯扶手夹紧或松弛。

有益地或示例性地，所述夹紧传动组包括第一传动轮、第二传动轮、夹紧臂、以及辅助支杆；

所述第一传动轮与所述夹紧电机连接，所述第一传动轮与一个所述第二传动轮外啮合，所述的一个第二传动轮与另一个所述第二传动轮外啮合，所述夹紧臂的一端与所述第二传动轮铰接，所述夹紧臂的另一端设有所述夹紧块，所述夹紧臂的中部与所述辅助支杆的一端铰接，所述辅助支杆的另一端铰接于所述机器人本体的外壳。

有益地或示例性地，还包括转弯机构，所述转弯机构用于调整所述机器人本体的爬行方向。

有益地或示例性地，所述转弯机构包括转弯电机、探测块、转弯臂、转弯轮以及弹簧。

所述探测块的中部与所述机器人本体的前端连接，所述探测块朝向所述机器人本体前进方向的一侧设有红外探测器，所述探测块的中部与所述机器人本体的连接处设有所述转弯电机，所述转弯电机用于控制所述探测块平行于楼梯扶手所在平面旋转。

所述探测块两端分别可转动地与一个所述转弯臂的一端相连，所述转弯臂的另一端连接有转弯轮，所述转弯轮用于抵持楼梯扶手的两侧，所述弹簧一端连接转弯臂，与所述一端相对的另一端连接至所述探测块。

本发明的各种实施方式具有以下有益效果为：

1、本发明能够自动、稳固地在传统的楼梯扶手上爬行，并能够高效、自动化地完成对楼梯扶手的清扫。

2、本发明的清扫机构的设置，能够对楼梯扶手下方的栏杆进行清扫，实现全方面地清扫楼梯扶手。

3、本发明的转弯机构的设置，能够实现对设有转角的楼梯扶手的清扫，尤其是对360°弧形式右转的楼梯扶手的清扫。

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是本发明一种楼梯扶手智能清扫机器人的安装在楼梯扶手上的三维结构图；

图2是本发明一种楼梯扶手智能清扫机器人的爬行机构结构图；

图3是本发明一种楼梯扶手智能清扫机器人的夹紧机构结构图

图4是本发明一种楼梯扶手智能清扫机器人的清扫机构结构图；

图5是本发明一种楼梯扶手智能清扫机器人的转弯机构结构图。

附图标记：10-爬行机构；20-夹紧机构；30-吸尘孔；40-清扫机构；50-转弯机构；60-机器人本体本体；70-楼梯扶手；11-主动轮；12-从动轮；13-履带；14-爬行电机；21-夹紧块；22-第一传动轮；23-第二传动轮；24-夹紧臂；25-辅助支杆；41-毛刷；42-清扫电机；43-连杆；44-直线电机；51-探测块；52-转弯臂；53-转弯轮；54-弹簧；55-红外探测器。

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。

如图1-图5所示，一种楼梯扶手智能清扫机器人，其特征是，包括机器人本体60、爬行机构10、夹紧机构20以及吸尘孔30；所述爬行机构10用于驱动所述机器人本体60在楼梯扶手70上爬行；所述夹紧机构20用于将所述机器人本体60固定在楼梯扶手70上；所述吸尘孔30连接有吸尘微型机，用于对楼梯扶手70进行除尘，所述吸尘孔30设于所述机器人本体60朝向楼梯扶手70的一侧。

在对楼梯扶手进行除尘的过程中，吸尘微型机工作，朝向楼梯扶手70一侧的吸尘孔处形成负压，将附着在楼梯扶手70上的灰尘吸入，从而完成对楼梯扶手70的除尘。

根据本发明的一个优选实施例，所述爬行机构10包括主动轮11、多个从动轮12、履带13以及爬行电机14；所述爬行电机14连接所述主动轮11，所述主动轮11通过所述履带13带动所述从动轮12转动；多个所述从动轮12抵持楼梯扶手70并采用防滑塑料。

采用防滑塑料制成的从动轮12表面摩擦系数较大，从动轮12与楼梯扶手70接触并开始滚动时，两者之间的摩擦力较大，从而能够驱使机器人本体60在楼梯扶手70上前行。

在一种实施方式中，机器人本体60底部设有可容纳楼梯扶手70的凹槽，楼梯扶手70卡入该凹槽内，爬行机构10设置与凹槽两侧。

在另一种实施方式中，所述爬行机构10设于所述机器人本体60的底部，用于所述机器人本体60在楼梯扶手70的上表面爬行，所述吸尘孔30设于所述机器人本体60的底部。

根据本发明的一个优选实施例，还包括清扫机构40，所述清扫机构40用于清扫楼梯扶手70下方的栏杆，所述清扫机构40包括毛刷41以及用于驱动所述毛刷41旋转的清扫电机42，所述毛刷41通过连杆43从所述机器人本体60的外表面向下延伸，并抵持在所述栏杆处。

在一种实施方式中，所述连杆43为伸缩结构，其连接所述机器人本体60外表面的一端设有直线电机44，所述直线电机44驱动所述连杆43伸缩。

在对楼梯扶手进行除尘的过程中，清扫机构40工作，清扫电机42工作，驱动毛刷41旋转，抵持在楼梯扶手70下方栏杆上的毛刷41清扫栏杆上的灰尘或杂物；同时，直线电机44开始工作，驱动连杆43伸缩，使得毛刷41在旋转的过程中能够上下移动，对栏杆进行全面的清扫。

进一步地，所述爬行电机14为步进电机。

爬行电机14驱动机器人本体60在楼梯扶手70上以一定距离为一个单位，逐步爬行。即，步进电机间歇式驱动主动轮11和从动轮12在楼梯扶手70上有规律地前进和上升。

这样的设置使得吸尘孔30对楼梯扶手70的除尘更为彻底；同时，也能够使得毛刷41有足够的时间旋转和上下位移，有助于对栏杆的全面清扫。

根据本发明的一个优选实施例，所述夹紧机构20包括夹紧块21、夹紧传动组以及夹紧电机；所述夹紧电机通过所述夹紧传动组驱动所述夹紧块21向楼梯扶手70夹紧或松弛。

在一种实施方式中，所述夹紧传动组包括第一传动轮22、第二传动轮23、夹紧臂24、以及辅助支杆25；所述第一传动轮22与所述夹紧电机连接，所述第一传动轮22与一个所述第二传动轮23外啮合，所述的一个第二传动轮23与另一个所述第二传动轮23外啮合，所述夹紧臂24的一端与所述第二传动轮23铰接，所述夹紧臂24的另一端设有所述夹紧块21，所述夹紧臂24的中部与所述辅助支杆25的一端铰接，所述辅助支杆25的另一端铰接于所述机器人本体60的外壳。

在夹紧时，夹紧电机驱动第一传动轮22以一个方向旋转，与第一传动轮23外啮合的一个第二传动轮向相反方向旋转，而另一个第二传动轮23与该第二传动轮22外啮合并以与第一传动轮22相同的方向旋转；第二传动轮23、机器人本体60外壳、夹紧臂24、辅助支杆25组成四杆机构，在第一传动轮22旋转时，两个第二传动轮23均带动与其铰接的夹紧臂24旋转，在夹紧臂24旋转过程中，辅助支杆25起引导旋转路径的作用，从而使夹紧臂24另一端上的夹紧块21向楼梯扶手70的方向夹紧。

在松弛时，反向旋转夹紧电机，上述过程反向运作，从而使夹紧块21松开楼梯扶手70。

夹紧机构20的作用是将机器人本体60夹紧在楼梯扶手70上，若采用一般的夹紧方式，其所需的夹紧力较大，由此产生的摩擦力也较大，不利于机器人本体60的爬行。

因此进一步地进行设置，所述夹紧块21为采用防滑塑料制成的夹紧轮，该所述夹紧轮在楼梯扶手的表面上滚动，在一种实施方式中，夹紧轮连接有微型电机，作为辅助动力源驱动机器人本体60爬行，微型电机与爬行电机14的转速相同，以保证夹紧块21与从动轮12转速相对应。

将滑动摩擦改变为滚动摩擦，减小了机器人本体60的爬行阻力；同时防滑塑料制成的夹紧轮能够保证机器人本体60夹紧在楼梯扶手70上。

如图5所示，根据本发明的一个优选实施例，还包括转弯机构50，所述转弯机构用于调整所述机器人本体60的爬行方向。

在一种实施方式中，所述转弯机构50包括转弯电机、探测块51、转弯臂52、转弯轮53以及弹簧54；所述探测块51的中部与所述机器人本体60的前端连接，所述探测块51朝向所述机器人本体60前进方向的一侧设有红外探测器55，所述探测块51的中部与所述机器人本体60的连接处设有所述转弯电机，所述转弯电机用于控制所述探测块51平行于楼梯扶手所在平面旋转；所述探测块51两端分别可转动地与一个所述转弯臂52的一端相连，所述转弯臂52的另一端连接有转弯轮53，所述转弯轮53用于抵持楼梯扶手的两侧，所述弹簧54一端连接转弯臂52，与所述一端相对的另一端连接至所述探测块51。

在转弯的过程中，首先，朝向机器人本体60前进方向的红外探测器55检测到机器人本体60处于转弯位置；然后，转弯电机旋转，使探测块51整体平行于楼梯扶手所在的平面进行旋转，同时，在弹簧54的作用下，转弯轮53始终抵持楼梯扶手，使机器人本体60不至脱离楼梯扶手；最后，机器人本体60转弯完成后，红外探测器55检测到机器人本体60脱离转弯位置，探测块51旋转至初始状态。

为应对不同角度的转弯，探测块51的旋转的方向和角度可以是多种，优选地，针对360°弧形拐弯扶手，其旋转方向调整为顺时针，其旋转角度调整为15°。

在一种实施方式中，转弯轮53连接有微型电机，作为辅助动力源驱动机器人本体60爬行；在一种实施方式中，微型电机与爬行电机14的转速相同，以保证转弯轮53与从动轮12转速相对应。

在一种实施方式中，机器人本体60表面设有触摸屏，通过该触摸屏可以控制清扫机器人的开关，在另一种实施方式中，通过该触摸屏还可选择需要清扫机器人清扫的楼层。

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 (5)

1.一种楼梯扶手智能清扫机器人，其特征是，包括机器人本体、爬行机构、夹紧机构以及吸尘孔；

所述爬行机构用于驱动所述机器人本体在楼梯扶手上爬行；

所述夹紧机构用于将所述机器人本体固定在楼梯扶手上；

所述吸尘孔连接有吸尘微型机，用于对楼梯扶手进行除尘，所述吸尘孔设于所述机器人本体朝向楼梯扶手的一侧；

所述爬行机构包括主动轮、多个从动轮、履带以及爬行电机；

所述爬行电机连接所述主动轮，所述主动轮通过所述履带带动所述从动轮转动；多个所述从动轮抵持楼梯扶手并采用防滑塑料；

所述夹紧机构包括夹紧块、夹紧传动组以及夹紧电机；所述夹紧电机通过所述夹紧传动组驱动所述夹紧块向楼梯扶手夹紧或松弛；

还包括转弯机构，所述转弯机构用于调整所述机器人本体的爬行方向；

所述转弯机构包括转弯电机、探测块、转弯臂、转弯轮以及弹簧；

所述探测块的中部与所述机器人本体的前端连接，所述探测块朝向所述机器人本体前进方向的一侧设有红外探测器，所述探测块的中部与所述机器人本体的连接处设有所述转弯电机，所述转弯电机用于控制所述探测块平行于楼梯扶手所在平面旋转；

所述探测块两端分别可转动地与一个所述转弯臂的一端相连，所述转弯臂的另一端连接有转弯轮，所述转弯轮用于抵持楼梯扶手的两侧，所述弹簧一端连接转弯臂，与所述一端相对的另一端连接至所述探测块；

所述爬行机构设于所述机器人本体的底部，用于所述机器人本体在楼梯扶手的上表面爬行，所述吸尘孔设于所述机器人本体的底部；

所述夹紧传动组包括第一传动轮、第二传动轮、夹紧臂、以及辅助支杆；

所述第一传动轮与所述夹紧电机连接，所述第一传动轮与一个所述第二传动轮外啮合，所述的一个第二传动轮与另一个所述第二传动轮外啮合，所述夹紧臂的一端与所述第二传动轮铰接，所述夹紧臂的另一端设有所述夹紧块，所述夹紧臂的中部与所述辅助支杆的一端铰接，所述辅助支杆的另一端铰接于所述机器人本体的外壳。

2.根据权利要求1所述的一种楼梯扶手智能清扫机器人，其特征是，所述爬行电机为步进电机。

3.根据权利要求1所述的一种楼梯扶手智能清扫机器人，其特征是，还包括清扫机构，所述清扫机构用于清扫楼梯扶手下方的栏杆，所述清扫机构包括毛刷以及用于驱动所述毛刷旋转的清扫电机，所述毛刷通过连杆从所述机器人本体的外表面向下延伸，并抵持在所述栏杆处。

4.根据权利要求3所述的一种楼梯扶手智能清扫机器人，其特征是，所述连杆为伸缩结构，其连接所述机器人本体外表面的一端设有直线电机，所述直线电机驱动所述连杆伸缩。

5.根据权利要求1所述的一种楼梯扶手智能清扫机器人，其特征是，所述夹紧块为采用防滑塑料制成的夹紧轮，该所述夹紧轮在楼梯扶手的表面上滚动。

Images