CN112450816B

CN112450816B - 一种用于清洁消毒的机器人

Info

Publication number: CN112450816B
Application number: CN202011296906.4A
Authority: CN
Inventors: 张虎; 刘缘; 王骏; 张烨汶; 金华军
Original assignee: Wuxi Institute of Technology
Current assignee: Wuxi Institute of Technology
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2040-11-18
Also published as: CN112450816A

Abstract

本发明公开了一种用于清洁消毒的机器人，机器人包括壳体、传动机构、集尘箱、吸尘罩、连接组件、连接杆、麦克纳姆轮组；集尘箱设于壳体上方；吸尘罩通过传动机构可左右移动地设于壳体下方，该吸尘罩上端通过连接组件与集尘箱相连通，连通处设有抽风机；连接杆呈L字型，该连接杆一端与吸尘罩后侧壁连接，中间部分设有消毒管，另一端设有拖把头；消毒管下方设有若干喷头，并与消毒管相连通；麦克纳姆轮组为四个；四组麦克纳姆轮组分别设于壳体侧壁四角位置处。本发明能够同时吸尘、拖地和消毒，提高效率。

Description

一种用于清洁消毒的机器人

技术领域

本发明涉及清洁设备技术领域，具体为一种用于清洁消毒的机器人。

背景技术

医院的人员密集，流动性大，对于高洁净的环境和空气质量有着较高的要求，每天需要仔细清洁地面，才能很好的保证患者的健康，传统的清洁方式是清洁人员拿着笤帚扫地，再拿拖把拖地进行清洁，再喷洒消毒液进行消毒，费时费力，效率较低，因此提出一种能够同时吸尘、拖地和消毒、提高清洁效率的用于清洁消毒的机器人。

发明内容

鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种能够同时吸尘、拖地和消毒、提高清洁效率用于清洁消毒的机器人。为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种用于清洁消毒的机器人，机器人包括壳体、传动机构、集尘箱、吸尘罩、连接组件、连接杆、麦克纳姆轮组；集尘箱设于壳体上方；吸尘罩通过传动机构可左右移动地设于壳体下方，该吸尘罩上端通过连接组件与集尘箱相连通，连通处设有抽风机；连接杆呈L字型，该连接杆一端与吸尘罩后侧壁连接，中间部分设有消毒管，另一端设有拖把头；消毒管下方设有与消毒管相连通的喷头若干喷头；麦克纳姆轮组为四个；四组麦克纳姆轮组分别设于壳体侧壁四角位置处。

传动机构包括传动电机、转动轴、从动齿轮、扇形齿轮、连接轴Ⅰ、限位套；传动电机设于壳体上方；转动轴一端与传动电机输出轴传动相连，另一端伸入壳体与主动齿轮中心位置处固定连接；从动齿轮、扇形齿轮、连接轴、限位套均为两个；两个连接轴Ⅰ一端分别贯穿连接对应的从动齿轮，可转动地设于壳体内部顶面、且分别设于主动齿轮前后两侧，另一端与对应的扇形齿轮固定相连；两个从动齿轮与主动齿轮啮合；两个限位套固定设于壳体内部顶面、主动齿轮左右两侧位置处；两个限位套内水平设有与限位套相适配的齿条；齿条两侧设有与两个扇形齿轮相啮合的轮齿；吸尘罩与齿条相连接。

连接组件包括竖直管、塑料伸缩管、L型管；L型管一端与集尘箱相连通，另一端伸入壳体内；齿条内部中空，且左侧壁设有开口；塑料伸缩管一端与齿条开口相连通，另一端与L型管下端相连通；竖直管竖直设于齿条下方；壳体下端面设有通槽；竖直管一端与齿条相连通，另一端伸出壳体通槽与吸尘罩相连通。

机器人还包括消毒液箱、连接软管；消毒液箱设于壳体下方、通槽右边位置处；连接软管一端与消毒液箱相连通，另一端与消毒管相连通；消毒液箱上设有进液口。

麦克纳姆轮组包括麦轮电机、麦克纳姆轮、连接轴Ⅱ、十字架、同步带；每组麦克纳姆轮组中麦克纳姆轮、同步带均为四个；每组麦克纳姆轮组中十字架为两个；四个麦轮电机分别均匀设于壳体侧壁四角位置处；四个连接轴Ⅱ一端与对应的麦轮电机输出轴传动相连；另一端上依次贯穿连接两个十字架中心；两个十字架对应设置，且四个角对应设有麦克纳姆轮；四个麦克纳姆轮分别通过对应的同步带与连接轴传动相连。

机器人还包括过滤网；过滤网与吸尘罩螺旋连接。

吸尘罩与竖直管可拆卸连接；消毒管、拖把头分别与连接杆可拆卸连接。

集尘箱上设有开口，开口处铰接有箱盖。

传动电机外套设有保护外壳，该保护外壳上设有散热孔。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过传动机构同时带动吸尘罩、消毒喷头、拖把头左右往复直线运动，在机器人缓慢前进过程中对地面进行自动吸尘、消毒和清洁，扩大吸尘、消毒和拖地范围，有效提高清洁效率；

2.开启传动电机，转动轴带动主动齿轮逆时针旋转，带动两侧从动齿轮顺时针旋转，带动对应同轴的扇形齿轮同时顺时针转动，当后侧扇形齿轮与齿条后侧轮齿啮合时，带动齿条向左直线运动，当前侧扇形齿轮与齿条前侧轮齿啮合时，带动齿条向右运动，齿条在两个限位套内左右往复运动，带动吸尘罩、消毒管、拖把头也跟着左右往复移动，扩大吸尘、消毒和拖地范围，同时该种传动机构结构设计独特，移动稳定性好；

3.在壳体侧壁四角设置麦克纳姆轮组，不仅在平地可以实现全方位移动，也可以实现爬楼梯，便于机器人移动；

4.吸尘罩与竖直管可拆卸连接，过滤网与吸尘罩螺纹连接，消毒管、拖把头分别与连接杆可拆卸连接，便于拆卸和更换。

附图说明

图1是本发明机器人的结构示意图；

图2是图1中A的局部放大图；

图3是本发明中吸尘罩的位置结构示意图；

图4是本发明中壳体内部结构示意图(省略麦克纳姆轮组)；

图5是图4中A-A的剖视图；

图6是图4的侧视图(省略消毒液箱、连接软管)；

图中，1-麦克纳姆轮组，2-L型管，3-集尘箱，4-传动电机，5-壳体，501-通槽，6-吸尘罩，7-麦克纳姆轮，8-十字架，9-同步带，10-连接轴Ⅱ，11-麦轮电机，12-消毒管，13-喷头，14-消毒液箱，15-连接软管，16-拖把头，17-从动齿轮，18-主动齿轮，19-限位套，20-连接轴Ⅰ，21-扇形齿轮，22-塑料伸缩管，23-齿条，24-竖直管，25-连接杆。

具体实施方式

结合图1至6所示，一种用于清洁消毒的机器人，机器人包括壳体5、传动机构、集尘箱3、吸尘罩6、连接组件、连接杆25、麦克纳姆轮组1；集尘箱3设于壳体5上方；吸尘罩6通过传动机构可左右移动地设于壳体5下方，该吸尘罩6上端通过连接组件与集尘箱3相连通，连通处设有抽风机(图中未画出)；连接杆25呈L字型，该连接杆25一端与吸尘罩6后侧壁连接，中间部分设有消毒管12，另一端设有拖把头16；消毒管12下方设有若干与消毒管12相连通的喷头13；麦克纳姆轮组1为四个；四组麦克纳姆轮组1分别设于壳体5侧壁四角位置处。

传动机构包括传动电机4、转动轴、从动齿轮17、扇形齿轮21、连接轴Ⅰ20、限位套19；传动电机4设于壳体5上方；转动轴一端与传动电机4输出轴传动相连，另一端伸入壳体5与主动齿轮18中心位置处固定连接；从动齿轮17、扇形齿轮21、连接轴Ⅰ20、限位套19均为两个；两个连接轴Ⅰ20一端分别贯穿连接对应的从动齿轮17，可转动地设于壳体5内部顶面、且分别设于主动齿轮18前后两侧，另一端与对应的扇形齿轮21固定相连；两个从动齿轮17与主动齿轮18啮合；两个限位套19固定设于壳体5内部顶面、主动齿轮18左右两侧位置处；两个限位套19内水平设有与限位套19相适配的齿条23；齿条23两侧设有与两个扇形齿轮21相啮合的轮齿；传动电机4通过转动轴带动主动齿轮18转动，主动齿轮18带动两个从动齿轮17转动，与对应从动齿轮17同轴连接的两个扇形齿轮21带动齿条23左右移动，由于吸尘罩6与齿条23相连接，故实现了6在壳体5下方的左右移动。本结构设计独特，通过两个扇形齿轮21的间歇性传动实现齿条23在两个限位套19内往复移动，齿条23两端始终位于对应的限位套19内，移动稳定性好；

连接组件包括竖直管24、塑料伸缩管22、L型管2；L型管2一端与集尘箱3相连通，另一端伸入壳体5内；齿条23内部中空，且左侧壁设有开口；塑料伸缩管22一端与齿条23开口相连通，另一端与L型管2下端相连通；竖直管24竖直设于齿条23下方；壳体5下端面设有沿壳体5长度方向布置的通槽501；竖直管24一端与齿条23相连通，另一端伸出壳体5通槽501与吸尘罩6相连通。

机器人还包括消毒液箱14、连接软管15；消毒液箱14设于壳体5下方、通槽501右边位置处；连接软管15一端与消毒液箱14相连通，另一端与消毒管12相连通；消毒液箱14上设有进液口。

麦克纳姆轮组1包括麦轮电机11、麦克纳姆轮7、连接轴Ⅱ10、十字架8、同步带9；每组麦克纳姆轮组1中麦克纳姆轮7、同步带9均为四个；每组麦克纳姆轮组1中十字架8为两个；四个麦轮电机11分别均匀设于壳体5侧壁四角位置处；四个连接轴Ⅱ10一端与对应的麦轮电机11输出轴传动相连；另一端上依次贯穿连接两个十字架8中心；两个十字架8对应设置，且四个角对应设有麦克纳姆轮7，麦克纳姆轮7分别与对应的两个十字架8转动连接；四个麦克纳姆轮7分别通过对应的同步带9与连接轴10传动相连。麦克纳姆轮7可实现在平地上的全方位移动，当需要通过上下台阶时，台阶卡在前面两个的麦克纳姆轮组1的十字架8缺口处(四个麦克纳姆轮组1的十字架保持相同角度)，通过启动麦轮电机11，带动对应的连接轴Ⅱ10转动，使得十字架8转动，从而使得十字架8上原本位于台阶上方的麦克纳姆轮7转动至与台阶上端面相抵触，两个麦克纳姆轮组1带动整个壳体5上一个台阶，实现上下台阶，十字架8尺寸应当满足如下条件，即上下台阶时，前方两个麦克纳姆轮组1爬坡或下坡时，壳体5倾斜时(通常不会超过45度)吸尘罩6、消毒管12始终略高于地面即后面两个麦克纳姆轮组1与地面接触的麦克纳姆轮7的最低点，从而防止在机器人上下台阶时吸尘罩6、消毒管12(拖把头16多采用硬质海绵，在倾斜时与地面接触也不会影响机器人的运动)与地面发生干涉。

机器人还包括过滤网；过滤网与吸尘罩6螺旋连接，便于拆卸和更换。

吸尘罩6与竖直管24可拆卸连接；消毒管12、拖把头16分别与连接杆25可拆卸连接，便于拆卸和更换。

集尘箱3上设有开口，开口处铰接有箱盖。

传动电机4外套设有保护外壳(图中未画出)，用于保护传动电机4，该保护外壳上设有散热孔。

如图1-6所示，本发明工作原理和流程如下：

开启传动电机4，转动轴带动主动齿轮18逆时针旋转(从下往上看)，带动两侧从动齿轮17顺时针旋转，带动对应同轴的扇形齿轮21同时顺时针转动，当后侧扇形齿轮21与齿条23后侧轮齿啮合时，带动齿条23向左直线运动，当前侧扇形齿轮21与齿条23前侧轮齿啮合时，带动齿条23向右运动，齿条23在两个限位套19内左右往复运动，带动吸尘罩6、消毒管12、拖把头16也跟着左右往复移动，在机器人缓慢前进过程中，地上的灰尘杂物先吸附在吸尘罩6上的过滤网，小颗粒的杂物通过吸尘罩6，经过竖直管24、齿条23、塑料伸缩管22和L型管2进入集尘箱3内，消毒管12上喷头13向下喷出水雾状消毒液并润湿地面，再由后方的拖把头16对地面进行擦拭。

Claims

1.一种用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述机器人包括壳体、传动机构、集尘箱、吸尘罩、连接组件、连接杆、麦克纳姆轮组；所述集尘箱设于所述壳体上方；所述吸尘罩通过传动机构可左右移动地设于所述壳体下方，该吸尘罩上端通过连接组件与所述集尘箱相连通，连通处设有抽风机；所述连接杆呈L字型，该连接杆一端与所述吸尘罩后侧壁连接，中间部分设有消毒管，另一端设有拖把头；所述消毒管下方设有若干与消毒管相连通的喷头；所述麦克纳姆轮组为四个；四组麦克纳姆轮组分别设于所述壳体侧壁四角位置处；所述麦克纳姆轮组包括麦轮电机、麦克纳姆轮、连接轴Ⅱ、十字架、同步带；每组麦克纳姆轮组中麦克纳姆轮、同步带均为四个；每组麦克纳姆轮组中十字架为两个；四个麦轮电机分别均匀设于所述壳体侧壁四角位置处；四个连接轴Ⅱ一端与对应的麦轮电机输出轴传动相连；另一端上依次贯穿连接两个十字架中心；两个十字架对应设置，且四个角对应设有麦克纳姆轮；四个麦克纳姆轮分别通过对应的同步带与所述连接轴传动相连；所述传动机构包括传动电机、转动轴、从动齿轮、扇形齿轮、连接轴Ⅰ、限位套和主动齿轮；所述传动电机设于所述壳体上方；所述转动轴一端与所述传动电机输出轴传动相连，另一端伸入壳体与所述主动齿轮中心位置处固定连接；所述从动齿轮、扇形齿轮、连接轴Ⅰ、限位套均为两个；两个连接轴Ⅰ一端分别贯穿连接对应的从动齿轮，可转动地设于所述壳体内部顶面、且分别设于所述主动齿轮前后两侧，另一端与对应的扇形齿轮固定相连；两个从动齿轮与所述主动齿轮啮合；两个限位套固定设于所述壳体内部顶面、所述主动齿轮左右两侧位置处；两个限位套内水平设有与限位套相适配的齿条；所述齿条两侧设有与两个扇形齿轮相啮合的轮齿；所述吸尘罩与所述齿条相连接。

2.根据权利要求1所述的用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述连接组件包括竖直管、塑料伸缩管、L型管；所述L型管一端与所述集尘箱相连通，另一端伸入所述壳体内；所述齿条内部中空，且左侧壁设有开口；所述塑料伸缩管一端与所述齿条开口相连通，另一端与所述L型管下端相连通；所述竖直管竖直设于所述齿条下方；所述壳体下端面设有通槽；所述竖直管一端与所述齿条相连通，另一端伸出所述壳体通槽与所述吸尘罩相连通。

3.根据权利要求2所述的用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述机器人还包括消毒液箱、连接软管；所述消毒液箱设于所述壳体下方、所述通槽右边位置处；所述连接软管一端与所述消毒液箱相连通，另一端与所述消毒管相连通；所述消毒液箱上设有进液口。

4.根据权利要求3所述的用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述机器人还包括过滤网；所述过滤网与吸尘罩螺旋连接。

5.根据权利要求4所述的用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述吸尘罩与所述竖直管可拆卸连接；所述消毒管、拖把头分别与所述连接杆可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述集尘箱上设有开口，开口处铰接有箱盖。

7.根据权利要求1所述的用于清洁消毒的机器人，其特征在于：所述传动电机外套设有保护外壳，该保护外壳上设有散热孔。