CN111528731B - 一种地铁内部清洁机器人系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地铁清洁领域，具体的是一种用于地铁内部快速清洁的机器人系统，该清洁机器人系统包括车体；伸缩导轨机构，连接于所述车体，用于机器人行走；所述的伸缩轨道机构连接在车体上，伸缩导轨机构能够双向伸出收回；钢管夹紧机构，所述的钢管夹紧机构安装在伸缩导轨机构的两端，用于夹紧地铁车厢过道内的相邻钢管；座椅清洁机构，安装于所述车体，用于地铁座椅的清洁；底板清洁机构，固定于所述车体底部，用于地铁地面的清洁；位置识别装置，设于所述伸缩导轨机构端头，能够识别机器人的位置信息。本发明地铁清洁的机器人解决繁重的人工清洗，改善地铁的清洁质量，操作简便，清洁快速，提升了地铁的清洁效率。

Description

一种地铁内部清洁机器人系统及方法
技术领域
本发明属于地铁清洁设备领域，具体涉及一种用于地铁内部清洁机器人系统及采用该机器人系统的清洗方法。
背景技术
目前在进行地铁内部清洁时，多依赖于人工手动清洗，桌椅需要人工使用抹布擦洗，地面需要人力用拖把清洁。而且清洗只能在地铁停运时，所以对于整个地铁清洁系统来说清洗效率低，劳动强度大。
现为提高清洁的效率，减少人工的使用，伴随机器人的快速发展，用于地铁内部清洁的机器人系统可同时清洁地铁的座椅和地面，解决地铁内部人工清洁困难、清洗繁琐、劳动强度大等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：地铁内部清洁采用人工清洁方式存在清洁困难、清洁效率低等问题。
为了解决上述技术问题，本发明的一个技术方案是提供了一种地铁内部清洁机器人系统，其特征在于，包括伸缩导轨机构、座椅清洁机构、底板清洁机构、车体及安全检测单元，其中：
车体用于带动其上的伸缩导轨机构、座椅清洁机构、底板清洁机构及安全检测单元移动到地铁车厢内部的指定位置；
伸缩导轨机构用于将地铁车厢内部竖直布置的当前相邻两根扶手杆夹紧后，由伸缩导轨机构带动车体，使车体沿伸缩导轨机构行走；当车体完成当前相邻两根扶手杆所限定距离范围的行走时，伸缩导轨机构再伸出至极限位，使伸缩导轨机构将下一个相邻两根扶手杆夹紧后，再由伸缩导轨机构带动车体，使车体沿伸缩导轨机构行走；交替往复，使得车体利用伸缩导轨机构沿地铁车厢内部竖直布置的所有扶手杆行径；
座椅清洁机构及底板清洁机构的状态可在伸展状态与收缩状态之间变化，当座椅清洁机构及底板清洁机构处于伸展状态时，座椅清洁机构和底板清洁机构动作，座椅清洁机构和底板清洁机构对所需清洁物体表面进行清洁，当座椅清洁机构及底板清洁机构处于收缩状态以避开障碍；
安全检测单元用于对车体所处的位置，座椅清洁机构及底板清洁机构的姿态、位置，车体是否碰触障碍物进行检测。
优选地，所述伸缩导轨机构包括伸缩基座，伸缩基座连接在所述车体上；伸缩基座上设有一个驱动电机和若干个驱动齿轮以及位于上、下两侧的若干个基座导向轮，驱动电机输出轴上设有减速机，减速机设于伸缩基座上，减速机的输出轴连接相互联结的驱动齿轮；伸缩基座与一级导向座相互嵌合，一级导向板的上下两侧分别形成有直线导槽一，伸缩基座的上下两侧分别嵌入同侧的直线导槽一，并且使得基座导向轮与同侧的直线导槽一相互配合，使得一级导向板与伸缩基座之间形成滑动连接；一级导向板的内侧设有齿条，齿条与驱动齿轮啮合，驱动电机的正反转通过驱动齿轮、齿条传动带动一级导向座相对于伸缩基座在左右方向上前后伸缩；板式链推轮铰接在一级导向板外侧的上下两端，板式链绕在板式链推轮上；
一级导向板与二级导向板相互嵌合，一级导向板的上下两侧分别形成有直线导槽二，直线导槽二位于直线导槽一的外侧；二级导向板的上下两侧分别嵌入同侧的直线导槽二，且在二级导向板的上下两侧设有若干个与直线导槽二相配合的一级导向轮，使得二级导向板与一级导向板之间形成滑动连接；板式链一端通过铰接固定在伸缩基座上，另一端通过螺栓连接固定在二级导向板上；
二级导向板外侧的左右两端分别设有一个钢管夹紧机构；钢管夹紧机构包括夹紧底板，通过卡槽卡紧并螺栓连接在二级导向板的左端及右端；钢管夹爪铰接在夹紧底板上；夹紧底板上还安装有夹紧电动推杆，其中，夹紧电动推杆的底部安装在夹紧底板上，头部铰接在钢管夹爪上；夹紧电动推杆能够驱动钢管夹爪旋转运动；左右两端的钢管夹紧机构之间的距离与地铁车厢内竖直布置的相邻两根扶手杆之间的距离相当，当钢管夹爪被夹紧电动推杆驱动旋转后，使得两个钢管夹紧机构能够同时夹紧相邻的两根扶手杆或能够同时放开相邻的两根扶手杆。
优选地，所述座椅清洁机构包括上部基础安装座，上部基础安装座通过螺栓连接在车体上；两个旋转电机安装在上部基础安装座上，每个旋转电机的输出轴上设有一个主动齿轮；主动齿轮设置在上部基础安装座内；两个主动齿轮分别与两个安装在上部基础安装座内的从动齿轮相啮合；两个从动齿轮分别与右侧一级臂杆及左侧一级臂杆固定在一起，右侧一级臂杆及左侧一级臂杆随各自的从动齿轮一起转动；右侧二级臂杆的一端与右侧一级臂杆连接，并可以绕连接处旋转；左侧二级臂杆的一端与左侧一级臂杆连接，并可以绕连接处旋转；在右侧二级臂杆与右侧一级臂杆连接处及在左侧二级臂杆与左侧一级臂杆连接处分别设有臂杆驱动电机，由臂杆驱动电机驱动左侧二级臂杆相对于左侧一级臂杆旋转或驱动右侧二级臂杆相对于右侧一级臂杆旋转；
右侧二级臂杆的另一端及左侧二级臂杆的另一端分别设有一个座椅端部清洗机构；座椅端部清洗机构包括端部固定架、端部折叠架、端部上连杆、端部下连杆、折叠电动推杆、若干个座椅清洗滚筒；端部固定架固定在右侧二级臂杆或左侧二级臂杆的另一端；端部折叠架与端部固定架铰接在一起，使得端部折叠架可相对于端部固定架上下翻折；端部上连杆一端铰接在端部折叠架上，另一端铰接在端部下连杆上；端部下连杆的一端铰接在端部固定架上；折叠电动推杆的一端铰接在端部固定架上，另一端和端部上连杆的另一端、端部下连杆的另一端共同铰接在一起；折叠电动推杆做伸缩运动时，带动端部折叠架作旋转运动，达到上下折叠的目的；若干个可自由转动的座椅清洗滚筒固定在端部固定架和端部折叠架上。
优选地，所述的底板清洁机构包括下部基础安装座，下部基础安装座螺栓连接在车体下部；下部升降安装座和下部基础安装座进行滑动连接，使得下部升降安装座可以相对于下部基础安装座上下自由滑动；
右侧辅助连杆一端铰接在下部升降安装座上，另一端连接着右侧清洗盘固定座；右侧清洗盘安装在右侧清洗盘固定座上；右侧清洗盘由安装在右侧清洗盘固定座上的电机驱动；右侧驱动连杆的一端铰接在下部升降安装座，另一端固定铰接在右侧清洗盘固定座；右侧驱动连杆和右侧辅助连杆共同构成平行四边形机构；
左侧辅助连杆一端铰接在下部升降安装座上，另一端连接着左侧清洗盘固定座；左侧清洗盘安装在左侧清洗盘固定座上；左侧清洗盘由安装在左侧清洗盘固定座上的电机驱动；左侧驱动连杆一端铰接在下部升降安装座上，另一端固定铰接在左侧清洗盘固定座上；左侧驱动连杆和左侧辅助连杆共同构成平行四边形机构；
两个小推杆的一端分别与右侧驱动连杆和左侧驱动连杆铰接，两个小推杆的另一端铰接在一起，并共同铰接在下部电动推杆头部；下部电动推杆安装固定在下部升降安装座上；下部电动推杆做伸缩运动，从而带着小推杆联动，从而带动右侧驱动连杆和左侧驱动连杆做旋转运动，达到左侧清洗盘和右侧清洗盘做收起和张开的运动；升降电动推杆固定安装在下部基础安装座上，升降电动推杆头部连接着下部升降安装座，带动下部升降安装座一起上升下降运动，从而带动右侧辅助连杆、右侧清洗盘、右侧驱动连杆、左侧辅助连杆、左侧辅助连杆、左侧驱动连杆做升降运动；清扫支架设置有三个，两个清扫支架分别固定在左侧辅助连杆和右侧辅助连杆上，剩余一个清扫支架安装在下部升降安装座上；下部清洁滚筒设置有三个，分别安装在三个清洁支架上；下部真空吸附板设置有三个，分别固定在三个清洁支架上，与相应的清洁支架上的下部清洁滚筒配合使用，可以吸附地面的垃圾灰尘。
优选地，所述车体包括若干方管、上固定板和下固定板以及伸缩导轨固定板，上固定板和下固定板通过方管组成车体框架，车体框架上设有伸缩导轨固定板，所述伸缩导轨机构设于伸缩导轨固定板上；车体框架底部设有万向轮组，万向轮组安装在所述车体底部的四个角，万向轮组由万向轮和电磁刹车构成，在所述车体不动时，电磁刹车锁死万向轮，保持车体静止。
优选地，所述安全检测单元包括避障传感器、视觉检测传感器、安全触边、急停开关；所述避障传感器用于检测范围内的障碍物；所述视觉检测传感器用于检测所述座椅清洁机构及底板清洁机构的姿态和相对位置；所述安全触边用于检测所述车体是否碰撞到障碍物；所述急停按钮用于在遇到紧急状况时人为控制紧急停止。
本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的地铁内部清洁机器人系统的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先，人工将上述的地铁内部清洁机器人系统移动到地铁内部指定位置，安全检测单元检测到当前地铁内部清洁机器人系统的位置，调整伸缩导轨机构，将伸缩导轨机构调整到合适位置，伸缩导轨机构上的钢管夹紧机构将车厢内部相邻的两个钢管夹紧后，车体上的电磁刹车松开，伸缩导轨机构动作，车体沿着伸缩导轨机构行走，根据安全检测单元检测到车体到达合适的位置，座椅清洁机构和底板清洁机构动作，使得座椅清洁机构和底板清洁机构上的座椅端部清洗机构、右侧清洗盘、左侧清洗盘和下部清洗滚筒贴合所需清洁物体表面，车体继续沿着伸缩导轨机构行走，座椅清洁机构和底板清洁机构随着车体一起运动，根据安全检测单元检测到座椅清洁机构、底板清洁机构快要碰到地铁内部的钢管时，座椅清洁机构、底板清洁机构收回，车体继续向前运动，避开障碍后，座椅清洁机构、底板清洁机构继续伸出，伸缩导轨机构伸出极限位置后，车体上电磁刹车抱紧，钢管夹紧机构松开，伸缩导轨机构自身向前伸出到下一相邻两钢管，钢管夹紧机构夹紧，地铁内部清洁机器人系统继续进行下一循环的清洁。
本发明提供了一种用于地铁内部清洁机器人系统来实现地铁的快速清洁任务，帮助解决工人劳动强度大、效率低等问题，且可以长时间工作，从而降低了对人工的需求，提高了清洁效率。具体而言，相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
本发明改变了地铁内部传统的清洁方式，使得清洁过程变得更加简便、智能，可同时对地铁内部两侧的地板和座椅同时清洗，并且可以自动避开障碍物，效率相对于人工大大的提升，避免了人工高强度的劳动，自动化程度大大提升，安全性高。
附图说明
图1为机器人系统在地铁车厢内部工作状态示意图；
图2为整体结构示意图；
图3、图4为伸缩导轨机构示意图；
图5为座椅清洁机构示意图；
图6、图7为地板清洁机构示意图；
图8为车体结构示意图；
附图标记说明：1-伸缩导轨机构；11-伸缩基座；12-驱动电机；13-驱动齿轮；14-基座导向轮；15-减速机；16-一级导向座；161-一级导向板；162-板式链；163-板式链推轮；164-一级导向轮；165-齿条；17-二级导向板；18-钢管夹紧机构；181-夹紧底板；182-钢管夹爪；183-夹紧电动推杆；2-座椅清洁机构；21-上部基础安装座；221-旋转电机；222-臂杆驱动电机；23-主动齿轮；24-从动齿轮；25-右侧一级臂杆；26-右侧二级臂杆；27-左侧一级臂杆；28-左侧二级臂杆；29-座椅端部清洗机构；291-端部固定架；292-端部折叠架；293-端部上连杆；294-端部下连杆；295-折叠电动推杆；296-座椅清洗滚筒；3-底板清洁机构；31-下部基础安装座；32-下部升降安装座；33-右侧辅助连杆；34-右侧清洗盘固定座；35-右侧驱动连杆；36-右侧清洗盘；37-电机；38-左侧辅助连杆；39-左侧清洗盘固定座；310-左侧清洗盘；311-左侧驱动连杆；312-小推杆；313-下部电动推杆；314-升降电动推杆；315-清扫支架；316-下部清洁滚筒；317-下部真空吸附板；4-车体；41-方管；42-上固定板；43-下固定板；44-伸缩导轨固定板；45-万向轮组；451-万向轮；452-电磁刹车；5-避障传感器；6-视觉检测传感器；7-安全触边；8-急停开关。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的目的是为了提供一种用于地铁清洁的机器人系统，来实现地铁智能化清洁的任务，帮助现场清洁人员快速高效的清洁地铁内部，从而降低人工清洁的劳动强度，提高了清洁的速度，有助于提高地铁公司清洁的效率。
如图1～图8，本发明提供的一种地铁内部清洁机器人系统，其包括：
结合图1、图2、图3及图4，伸缩导轨机构1，包括伸缩基座11，伸缩基座11通过螺栓连接在车体4上，从而将伸缩导轨机构1中的其他部件固连在车体4上。该伸缩基座11上设有一个驱动电机12、若干个驱动齿轮13以及位于伸缩基座11上下两侧的若干个基座导向轮14。驱动电机12输出轴连接在减速机15上，减速机15安装在伸缩基座11上。减速机15输出轴连接相互联结的驱动齿轮13。一级导向座16与伸缩基座11相互嵌合，一级导向座16由一块一级导向板161、若干条板式链162、板式链推轮163、连接其上的齿条165组合而成。一级导向板161的上下两侧分别形成有直线导槽一，伸缩基座11的上下两侧分别嵌入同侧的直线导槽一，并且使得基座导向轮14与同侧的直线导槽一相互配合，使得一级导向板161与伸缩基座11之间形成滑动连接。一级导向板161的内侧设有齿条165，齿条165与驱动齿轮13啮合，驱动电机12的正反转通过驱动齿轮13、齿条165传动带动一级导向座16相对于伸缩基座11在左右方向上前后伸缩。板式链推轮163铰接在一级导向板161外侧的上下两端，板式链162绕在板式链推轮163上。
一级导向板161与二级导向板17相互嵌合，一级导向板161的上下两侧分别形成有直线导槽二，直线导槽二位于直线导槽一的外侧。二级导向板17的上下两侧分别嵌入同侧的直线导槽二，且在二级导向板17的上下两侧设有若干个与直线导槽二相配合的一级导向轮164，使得二级导向板17与一级导向板161之间形成滑动连接。板式链162一端通过铰接固定在伸缩基座11上，另一端通过螺栓连接固定在二级导向板17上。当一级导向座16相对于伸缩基座11前后伸缩时，由于板式链162一端固定在伸缩基座11上固定不动，另一端固定在二级导向板17上，相当于一个动滑轮组，一级导向座16前后伸缩，二级导向板17被板式链162拉着以一级导向座16运动时两倍的速度和行程运动。
二级导向板17外侧的左右两端分别设有一个钢管夹紧机构18。钢管夹紧机构18包括夹紧底板181，通过卡槽卡紧并螺栓连接在二级导向板17的左端或右端。钢管夹爪182铰接在夹紧底板181上。夹紧底板181上还安装有夹紧电动推杆183，其中，夹紧电动推杆183的底部安装在夹紧底板181，头部铰接在钢管夹爪182上。夹紧电动推杆183能够驱动钢管夹爪182旋转运动。左右两端的钢管夹紧机构18之间的距离与地铁车厢内竖直布置的相邻两根扶手杆之间的距离相当，当钢管夹爪182被夹紧电动推杆183驱动旋转后，使得两个钢管夹紧机构18能够同时夹紧相邻的两根扶手杆或能够同时放开相邻的两根扶手杆。
结合图1、图2及图5，座椅清洁机构2包括上部基础安装座21，上部基础安装座21通过螺栓连接在车体4上，从而将座椅清洁机构2中的其他部件固连在车体4上。两个旋转电机221安装在上部基础安装座21上，每个旋转电机221的输出轴上设有一个主动齿轮23。主动齿轮23设置在上部基础安装座21内。两个主动齿轮23分别与两个安装在上部基础安装座21内的从动齿轮24相啮合。两个从动齿轮24分别与右侧一级臂杆25及左侧一级臂杆27固定在一起，右侧一级臂杆25及左侧一级臂杆27随各自的从动齿轮24一起转动。右侧二级臂杆26的一端与右侧一级臂杆25连接，并可以绕连接处旋转。左侧二级臂杆28的一端与左侧一级臂杆27连接，并可以绕连接处旋转。在右侧二级臂杆26与右侧一级臂杆25连接处及在左侧二级臂杆28与左侧一级臂杆27连接处分别设有臂杆驱动电机222，由臂杆驱动电机222驱动左侧二级臂杆28相对于左侧一级臂杆27旋转或驱动右侧二级臂杆26相对于右侧一级臂杆25旋转。
右侧二级臂杆26的另一端及左侧二级臂杆28的另一端分别设有一个座椅端部清洗机构29。座椅端部清洗机构29包括端部固定架291、端部折叠架292、端部上连杆293、端部下连杆294、折叠电动推杆295、若干个座椅清洗滚筒296。端部固定架291固定在右侧二级臂杆26或左侧二级臂杆28的另一端。端部折叠架292与端部固定架291铰接在一起，使得端部折叠架292可相对于端部固定架291上下翻折。端部上连杆293一端铰接在端部折叠架292上，另一端铰接在端部下连杆294上。端部下连杆294的一端铰接在端部固定架291上。折叠电动推杆295的一端铰接在端部固定架291上，另一端和端部上连杆293的另一端、端部下连杆294的另一端共同铰接在一起。折叠电动推杆295做伸缩运动时，带动端部折叠架292作旋转运动，达到上下折叠的目的。若干个可自由转动的座椅清洗滚筒296固定在端部固定架291和端部折叠架292上。
结合图1、图2、图6及图7，底板清洁机构3包括下部基础安装座31，下部基础安装座31螺栓连接在车体4下部，从而将座椅清洁机构2中的其他部件固连在车体4上。下部升降安装座32和下部基础安装座31进行滑动连接，使得下部升降安装座32可以相对于下部基础安装座31上下自由滑动。
右侧辅助连杆33一端铰接在下部升降安装座32上，另一端连接着右侧清洗盘固定座34。右侧清洗盘36安装在右侧清洗盘固定座34上。右侧清洗盘36由安装在右侧清洗盘固定座34上的电机37驱动。右侧驱动连杆35的一端铰接在下部升降安装座32，另一端固定铰接在右侧清洗盘固定座34。右侧驱动连杆35和右侧辅助连杆33共同构成平行四边形机构。
左侧辅助连杆38一端铰接在下部升降安装座32上，另一端连接着左侧清洗盘固定座39。左侧清洗盘310安装在左侧清洗盘固定座39上。左侧清洗盘310由安装在左侧清洗盘固定座39上的电机37驱动。左侧驱动连杆311一端铰接在下部升降安装座32上，另一端固定铰接在左侧清洗盘固定座39上。左侧驱动连杆311和左侧辅助连杆38共同构成平行四边形机构。
两个小推杆312的一端分别与右侧驱动连杆35和左侧驱动连杆35铰接，两个小推杆312的另一端铰接在一起，并共同铰接在下部电动推杆313头部。下部电动推杆313安装固定在下部升降安装座32上。下部电动推杆313做伸缩运动，从而带着小推杆312联动，从而带动右侧驱动连杆35和左侧驱动连杆35做旋转运动，达到左侧清洗盘310和右侧清洗盘36做收起和张开的运动。升降电动推杆314固定安装在下部基础安装座31上，升降电动推杆314头部连接着下部升降安装座32，带动下部升降安装座32一起上升下降运动，从而带动右侧辅助连杆33、右侧清洗盘36、右侧驱动连杆35、左侧辅助连杆38、左侧辅助连杆38、左侧驱动连杆311做升降运动。清扫支架315设置有三个，两个清扫支架315分别固定在左侧辅助连杆38和右侧辅助连杆33上，剩余一个清扫支架315安装在下部升降安装座32上。下部清洁滚筒316设置有三个，分别安装在三个清洁支架315上。下部真空吸附板317设置有三个，分别固定在三个清洁支架315上，与相应的清洁支架315上的下部清洁滚筒316配合使用，可以吸附地面的垃圾灰尘。
结合图1、图2及图8，车体4由若干方管41、上固定板42和下固定板43以及伸缩导轨固定板44组成。万向轮组45安装在车体4底部的四个角。每个万向轮组45由万向轮451和电磁刹车452构成，在车体4不动时电磁刹车452可以锁死万向轮451，保持车体静止。
安全检测单元，包括避障传感器5、视觉检测传感器6、安全触边7、急停开关8。避障传感器5检测到范围内的障碍物，视觉检测传感器6检测工件姿态和夹具的相对位置，安全触边7检测机器人是否碰撞到障碍物。急停按钮8在遇到紧急状况时可人为控制紧急停止。
本发明提供的地铁内部清洁机器人系统的清洗步骤为：首先，人工将机器人系统移动到地铁内部指定位置，安全检测单元检测到当前机器人的位置，调整伸缩导轨机构1，将伸缩导轨机构1调整到合适位置，钢管夹紧机构18将车厢内部相邻的两个钢管夹紧后电磁刹车451松开，伸缩导轨机构1动作，车体4沿着伸缩导轨机构1行走，根据安全检测单元检测到车体4到达合适的位置，座椅清洁机构2和底板清洁机构3动作，使得座椅端部清洗机构29、右侧清洗盘36、左侧清洗盘310和下部清洗滚筒316贴合所需清洁物体表面，车体4继续沿着伸缩导轨机构1行走，清洁机构随着车体4一起运动，根据安全检测单元检测到座椅清洁机构2、底板清洁机构3快要碰到地铁内部的钢管时座椅清洁机构2、底板清洁机构3收回，车体4继续向前运动，避开障碍后，座椅清洁机构2、底板清洁机构3继续伸出，伸缩导轨机构1伸出极限位置后，车体4上电磁刹车452抱紧，钢管夹紧机构18松开，伸缩导轨机构1自身向前伸出到下一相邻两钢管，钢管夹紧机构18夹紧，本发明提供的地铁内部清洁机器人系统继续进行下一循环的清洁。
本说明书中应用了具体个例对发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种地铁内部清洁机器人系统，其特征在于，包括伸缩导轨机构、座椅清洁机构、底板清洁机构、车体及安全检测单元，其中：
车体用于带动其上的伸缩导轨机构、座椅清洁机构、底板清洁机构及安全检测单元移动到地铁车厢内部的指定位置；
伸缩导轨机构用于将地铁车厢内部竖直布置的当前相邻两根扶手杆夹紧后，由伸缩导轨机构带动车体，使车体沿伸缩导轨机构行走；当车体完成当前相邻两根扶手杆所限定距离范围的行走时，伸缩导轨机构再伸出至极限位，使伸缩导轨机构将下一个相邻两根扶手杆夹紧后，再由伸缩导轨机构带动车体，使车体沿伸缩导轨机构行走；交替往复，使得车体利用伸缩导轨机构沿地铁车厢内部竖直布置的所有扶手杆行径；所述伸缩导轨机构包括伸缩基座，伸缩基座连接在所述车体上；伸缩基座上设有一个驱动电机和若干个驱动齿轮以及位于上、下两侧的若干个基座导向轮，驱动电机输出轴上设有减速机，减速机设于伸缩基座上，减速机的输出轴连接相互联结的驱动齿轮；伸缩基座与一级导向座相互嵌合，一级导向板的上下两侧分别形成有直线导槽一，伸缩基座的上下两侧分别嵌入同侧的直线导槽一，并且使得基座导向轮与同侧的直线导槽一相互配合，使得一级导向板与伸缩基座之间形成滑动连接；一级导向板的内侧设有齿条，齿条与驱动齿轮啮合，驱动电机的正反转通过驱动齿轮、齿条传动带动一级导向座相对于伸缩基座在左右方向上前后伸缩；板式链推轮铰接在一级导向板外侧的上下两端，板式链绕在板式链推轮上；
一级导向板与二级导向板相互嵌合，一级导向板的上下两侧分别形成有直线导槽二，直线导槽二位于直线导槽一的外侧；二级导向板的上下两侧分别嵌入同侧的直线导槽二，且在二级导向板的上下两侧设有若干个与直线导槽二相配合的一级导向轮，使得二级导向板与一级导向板之间形成滑动连接；板式链一端通过铰接固定在伸缩基座上，另一端通过螺栓连接固定在二级导向板上；
二级导向板外侧的左右两端分别设有一个钢管夹紧机构；钢管夹紧机构包括夹紧底板，通过卡槽卡紧并螺栓连接在二级导向板的左端及右端；钢管夹爪铰接在夹紧底板上；夹紧底板上还安装有夹紧电动推杆，其中，夹紧电动推杆的底部安装在夹紧底板上，头部铰接在钢管夹爪上；夹紧电动推杆能够驱动钢管夹爪旋转运动；左右两端的钢管夹紧机构之间的距离与地铁车厢内竖直布置的相邻两根扶手杆之间的距离相当，当钢管夹爪被夹紧电动推杆驱动旋转后，使得两个钢管夹紧机构能够同时夹紧相邻的两根扶手杆或能够同时放开相邻的两根扶手杆；
座椅清洁机构及底板清洁机构的状态可在伸展状态与收缩状态之间变化，当座椅清洁机构及底板清洁机构处于伸展状态时，座椅清洁机构和底板清洁机构动作，座椅清洁机构和底板清洁机构对所需清洁物体表面进行清洁，当座椅清洁机构及底板清洁机构处于收缩状态以避开障碍；
安全检测单元用于对车体所处的位置，座椅清洁机构及底板清洁机构的姿态、位置，车体是否碰触障碍物进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种地铁内部清洁机器人系统，其特征在于，所述座椅清洁机构包括上部基础安装座，上部基础安装座通过螺栓连接在车体上；两个旋转电机安装在上部基础安装座上，每个旋转电机的输出轴上设有一个主动齿轮；主动齿轮设置在上部基础安装座内；两个主动齿轮分别与两个安装在上部基础安装座内的从动齿轮相啮合；两个从动齿轮分别与右侧一级臂杆及左侧一级臂杆固定在一起，右侧一级臂杆及左侧一级臂杆随各自的从动齿轮一起转动；右侧二级臂杆的一端与右侧一级臂杆连接，并可以绕连接处旋转；左侧二级臂杆的一端与左侧一级臂杆连接，并可以绕连接处旋转；在右侧二级臂杆与右侧一级臂杆连接处及在左侧二级臂杆与左侧一级臂杆连接处分别设有臂杆驱动电机，由臂杆驱动电机驱动左侧二级臂杆相对于左侧一级臂杆旋转或驱动右侧二级臂杆相对于右侧一级臂杆旋转；
右侧二级臂杆的另一端及左侧二级臂杆的另一端分别设有一个座椅端部清洗机构；座椅端部清洗机构包括端部固定架、端部折叠架、端部上连杆、端部下连杆、折叠电动推杆、若干个座椅清洗滚筒；端部固定架固定在右侧二级臂杆或左侧二级臂杆的另一端；端部折叠架与端部固定架铰接在一起，使得端部折叠架可相对于端部固定架上下翻折；端部上连杆一端铰接在端部折叠架上，另一端铰接在端部下连杆上；端部下连杆的一端铰接在端部固定架上；折叠电动推杆的一端铰接在端部固定架上，另一端和端部上连杆的另一端、端部下连杆的另一端共同铰接在一起；折叠电动推杆做伸缩运动时，带动端部折叠架作旋转运动，达到上下折叠的目的；若干个可自由转动的座椅清洗滚筒固定在端部固定架和端部折叠架上。
3.根据权利要求1所述的一种地铁内部清洁机器人系统，其特征在于，所述的底板清洁机构包括下部基础安装座，下部基础安装座螺栓连接在车体下部；下部升降安装座和下部基础安装座进行滑动连接，使得下部升降安装座可以相对于下部基础安装座上下自由滑动；
右侧辅助连杆一端铰接在下部升降安装座上，另一端连接着右侧清洗盘固定座；右侧清洗盘安装在右侧清洗盘固定座上；右侧清洗盘由安装在右侧清洗盘固定座上的电机驱动；右侧驱动连杆的一端铰接在下部升降安装座，另一端固定铰接在右侧清洗盘固定座；右侧驱动连杆和右侧辅助连杆共同构成平行四边形机构；
左侧辅助连杆一端铰接在下部升降安装座上，另一端连接着左侧清洗盘固定座；左侧清洗盘安装在左侧清洗盘固定座上；左侧清洗盘由安装在左侧清洗盘固定座上的电机驱动；左侧驱动连杆一端铰接在下部升降安装座上，另一端固定铰接在左侧清洗盘固定座上；左侧驱动连杆和左侧辅助连杆共同构成平行四边形机构；
两个小推杆的一端分别与右侧驱动连杆和左侧驱动连杆铰接，两个小推杆的另一端铰接在一起，并共同铰接在下部电动推杆头部；下部电动推杆安装固定在下部升降安装座上；下部电动推杆做伸缩运动，从而带着小推杆联动，从而带动右侧驱动连杆和左侧驱动连杆做旋转运动，达到左侧清洗盘和右侧清洗盘做收起和张开的运动；升降电动推杆固定安装在下部基础安装座上，升降电动推杆头部连接着下部升降安装座，带动下部升降安装座一起上升下降运动，从而带动右侧辅助连杆、右侧清洗盘、右侧驱动连杆、左侧辅助连杆、左侧驱动连杆做升降运动；清扫支架设置有三个，两个清扫支架分别固定在左侧辅助连杆和右侧辅助连杆上，剩余一个清扫支架安装在下部升降安装座上；下部清洁滚筒设置有三个，分别安装在三个清洁支架上；下部真空吸附板设置有三个，分别固定在三个清洁支架上，与相应的清洁支架上的下部清洁滚筒配合使用，可以吸附地面的垃圾灰尘。
4.根据权利要求1所述的一种地铁内部清洁机器人系统，其特征在于，所述车体包括若干方管、上固定板和下固定板以及伸缩导轨固定板，上固定板和下固定板通过方管组成车体框架，车体框架上设有伸缩导轨固定板，所述伸缩导轨机构设于伸缩导轨固定板上；车体框架底部设有万向轮组，万向轮组安装在所述车体底部的四个角，万向轮组由万向轮和电磁刹车构成，在所述车体不动时，电磁刹车锁死万向轮，保持车体静止。
5.根据权利要求1所述的一种地铁内部清洁机器人系统，其特征在于，所述安全检测单元包括避障传感器、视觉检测传感器、安全触边、急停开关；所述避障传感器用于检测范围内的障碍物；所述视觉检测传感器用于检测所述座椅清洁机构及底板清洁机构的姿态和相对位置；所述安全触边用于检测所述车体是否碰撞到障碍物；所述急停开关用于在遇到紧急状况时人为控制紧急停止。
6.一种采用如权利要求1所述的地铁内部清洁机器人系统的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
首先，人工将权利要求1所述的地铁内部清洁机器人系统移动到地铁内部指定位置，安全检测单元检测到当前地铁内部清洁机器人系统的位置，调整伸缩导轨机构，将伸缩导轨机构调整到合适位置，伸缩导轨机构上的钢管夹紧机构将车厢内部相邻的两个钢管夹紧后，车体上的电磁刹车松开，伸缩导轨机构动作，车体沿着伸缩导轨机构行走，根据安全检测单元检测到车体到达合适的位置，座椅清洁机构和底板清洁机构动作，使得座椅清洁机构和底板清洁机构上的座椅端部清洗机构、右侧清洗盘、左侧清洗盘和下部清洗滚筒贴合所需清洁物体表面，车体继续沿着伸缩导轨机构行走，座椅清洁机构和底板清洁机构随着车体一起运动，根据安全检测单元检测到座椅清洁机构、底板清洁机构快要碰到地铁内部的钢管时，座椅清洁机构、底板清洁机构收回，车体继续向前运动，避开障碍后，座椅清洁机构、底板清洁机构继续伸出，伸缩导轨机构伸出极限位置后，车体上电磁刹车抱紧，钢管夹紧机构松开，伸缩导轨机构自身向前伸出到下一相邻两钢管，钢管夹紧机构夹紧，地铁内部清洁机器人系统继续进行下一循环的清洁。
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