CN112493927B - 一种楼梯及地面扫拖机器人 - Google Patents

Abstract

一种楼梯及地面扫拖机器人，包括拖地机构、传动控制机构、吸尘清扫机构，拖地机构用于楼梯及地面的拖地，传动控制机构用于控制拖地机构、吸尘清扫机构的升降，攀爬楼梯用于楼梯及地面的吸尘，拖地机构前侧设置有竖向滑槽一，传动控制机构后侧下部设置有导滑轮模组一，传动控制机构与拖地机构通过导滑轮模组一与竖向滑槽一上下滚动连接，传动控制机构前侧上部设置有导滑轮模组二，吸尘清扫机构后侧设置有竖向滑槽二，传动控制机构与吸尘清扫机构通过导滑轮模组二与竖向滑槽二上下滚动连接。本发明实现了自动爬楼，爬楼稳定、省力，实现了台阶清扫拖地全方位、干净、清爽，大大减轻了人的劳累度，节约了时间，大大提高清扫与拖地效率与清洁度。

Description

一种楼梯及地面扫拖机器人

技术领域

本发明涉及自动清洁设备技术领域，特别涉及一种楼梯及地面扫拖机器人。

背景技术

现代社会在不断发展,城镇化是必然趋势,随着经济不断增长与城市土地资源的紧缺,城市里越来越多的高层建筑拔地而起，高层建筑一般都设有电梯，同时也设有楼梯，高层楼梯的台阶很多，打扫起来也是一个费事、费力、耗时的事情，再加上疫情的防控，公共场所的卫生很关键，楼梯的打扫频率也会增加。

目前高层建筑的楼梯采用人工通过笤帚清扫、通过拖把拖地，这种打扫不仅效率低、清洁不够干净，而且需要大量的人力和时间成本，一个人不仅要一层层上/下楼梯，而且还要一层层打扫，经过长时间一层层打扫完，再进行一层层的拖地，整个楼层打扫下来需要很长时间，人长时间的爬楼再加上长时间弯腰打扫与拖地，整个身体很容易劳累，人一劳累就易产生负面情绪，劳累与负面情绪影响最终打扫、拖地的质量与效率。

发明内容

为了克服现有研究的不足，本发明提供了一种楼梯及地面扫拖机器人，实现了自动爬楼，爬楼稳定、省力，实现了台阶的前部及其后部的全方位的吸尘清扫及其拖地功能，拖地全方位、干净、清爽、稳定，大大减轻了人的劳累度，也不会有负面情绪，节约了时间，大大提高了清扫与拖地效率与清洁度。为实现上述功能，本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供了一种楼梯及地面扫拖机器人，包括拖地机构、传动控制机构、吸尘清扫机构，拖地机构用于楼梯及地面的拖地，传动控制机构用于控制拖地机构、吸尘清扫机构的升降，攀爬楼梯用于楼梯及地面的吸尘，拖地机构前侧设置有竖向滑槽一，传动控制机构靠近拖地机构侧的下部安装有导滑轮模组一，传动控制机构与拖地机构通过导滑轮模组一与竖向滑槽一上下滚动连接，传动控制机构靠近吸尘清扫机构侧的上部安装有导滑轮模组二，吸尘清扫机构后侧设置有竖向滑槽二，传动控制机构与吸尘清扫机构通过导滑轮模组二与竖向滑槽二上下滚动连接；

传动控制机构包括底板一，底板一上固定有传动控制框架，底板一底部固定有编码电机支撑座二，编码电机支撑座二上安装有编码电机二，编码电机二与全向轮一连接，传动控制框架后侧固定有球头支撑轮固定杆，球头支撑轮固定杆底部安装有球头支撑轮二，传动控制框架内底部左、右安装有扭矩电机支撑座一、扭矩电机支撑座二，扭矩电机支撑座一与扭矩电机一连接，扭矩电机一与同步带传动组件二连接，同步带传动组件二中的同步带二后侧通过压带板一固定在钣金连接件一上，钣金连接件一与拖地板框架的连接杆一固定连接，钣金连接件一两端安装有滑块二，滑块二与竖直固定在传动控制框架内后侧的光杆二滑动连接；

扭矩电机支撑座二与扭矩电机二连接，扭矩电机二与同步带传动组件三连接，同步带传动组件三中的同步带三前侧通过压带板二固定在钣金连接件二上，钣金连接件二与吸尘清扫框架的连接杆二连接，钣金连接件二两端安装有滑块三，滑块三与竖直固定在传动控制框架内前侧的光杆三滑动连接。

进一步地，拖地机构包括拖地板框架，拖地板框架底部后侧两角的位置分别安装有球头支撑轮一，拖地板框架上固定有编码电机支撑座一，编码电机支撑座一上安装有编码电机一，编码电机一与同步带传动组件一连接，同步带传动组件一中的从动带轮通过销轴左右分别与曲柄固定连接，曲柄与连杆铰接，连杆与拖地板连接钣金件连接，拖地板连接钣金件固定在拖地板上，拖地板上固定安装有滑块一，滑块一与横向固定在拖地板框架上的光杆一滑动连接，拖地板底部可拆卸固定安装有拖地布，拖地板框架上前部垂直固定有门型框。

进一步地，竖向滑槽一分别设置在门型框的竖直边框的左右侧，门型框的前侧上部垂直固定有连接杆一。

进一步地，吸尘清扫机构包括底板二，底板二上固定有吸尘清扫框架，底板二下固定有编码电机支撑座三，编码电机支撑座三与编码电机三连接，编码电机三与全向轮二连接，吸尘清扫框架底部靠左右侧部分别设置有吸尘端口，吸尘端口与三通管道的两个进口连接，三通管道的出口与吸尘器连接，吸尘器固定安装在吸尘清扫框架的内上部。

进一步地，吸尘清扫框架为长方体框架，长方体框架的后框靠下部横向固定有横杆，横杆与上部的长方体框架的顶框之间固定有两竖杆，竖向滑槽二分别设置在竖杆的左右两侧，横杆朝后侧方向垂直固定有连接杆二。

进一步地，导滑轮模组一、导滑轮模组二的结构相同，导滑轮模组一包括安装固定板，安装固定板上设置有四个导滑轮，四个导滑轮上下两排间隔分布，每排两个导滑轮间隔设置，导滑轮包括安装固定板上固定的带螺纹芯轴，带螺纹芯轴靠近内侧安装有偏心轴套，带螺纹芯轴外侧安装有包胶轴承，带螺纹芯轴外端安装有锁紧螺母，带螺纹芯轴上偏心轴套与包胶轴承之间安装有垫片。

进一步地，全向轮一、全向轮二的结构相同，全向轮一包括纵向全向轮一和横向全向轮一，全向轮二包括纵向全向轮二和横向全向轮二。

进一步地，纵向全向轮一位于底板一左右两侧，横向全向轮一位于底板一中部；纵向全向轮二位于底板二左右两侧，横向全向轮二位于底板二中部。

进一步地，滑块一、滑块二、滑块三分别为铜套滑块。

这种楼梯及地面扫拖机器人在使用时的工作过程。

吸尘清扫机构自动爬楼梯过程。扭矩电机二启动，带动同步带传动组件三运转，同步带三转动，靠近吸尘清扫机构侧的同步带三朝上运动，通过压带板二带动钣金连接件二朝上运动，带动滑块三在光杆三上稳定地朝上滑动，钣金连接件二与吸尘清扫框架的连接杆二连接，从而钣金连接件二朝上运动同时还带动吸尘清扫机构朝上运动，此时导滑轮模组二在竖向滑槽二内朝上滑动，从而使得吸尘清扫机构向上爬一个台阶；

吸尘清扫机构上升了一个台阶高度时停止，此时吸尘清扫机构底部编码电机三启动带动全向轮二中的纵向全向轮二转动，使传动控制机构整体朝前滚动直至传动控制机构到达靠近台阶停止，此时吸尘清扫机构整个爬楼动作完成。

台阶前部的清扫过程。首先吸尘清扫机构开始工作，启动吸尘器，台阶上的灰尘等通过吸尘清扫框架左右两侧部的吸尘端口吸入，通过三通管道被吸尘器吸收到容腔内。与此同时，扫地机构中的编码电机一带动同步带传动组件一运转，同步带传动组件一中从动带轮一转动通过销轴带动曲柄转动，曲柄转动通过连杆带动拖地板连接钣金件直线移动，曲柄、连杆、拖地板连接钣金件组成曲柄滑轮运动将从动带轮一的转动通过曲柄滑块运动转化为拖地板连接钣金件的直线移动，拖地板连接钣金件固定在拖地板上，拖地板连接钣金件带动拖地板直线移动，拖地板上安装有滑块一，滑块一在固定安装在拖地板框架上的光杆一上滑动，从而实现拖地板直线移动的拖地动作。在拖地的同时，由于拖地板框架底部四个角固定有支撑球头轮一，使得拖地板在移动拖地时，由于支撑球头轮一的支撑使得整个装置不易倾倒。

吸尘清扫机构和拖地机构启动以后，吸尘清扫机构底部的编码电机三启动带动全向轮二中的横向全向轮二转动，使得吸尘清扫机构在台阶左右行走，传动控制机构底部的编码电机二启动带动全向轮一中横向全向轮转动，使得传动控制机构在台阶左右行走。左右清扫完整个台阶后，回到楼梯中间，此时第一次清扫完成。

拖地机构自动爬楼梯过程。扭矩电机一启动，带动同步带传动组件二运转，同步带二转动，靠近拖地机构侧的同步带二朝下运动，通过压带板一带动钣金连接件一朝下运动，带动滑块二在光杆二上稳定地朝下滑动，钣金连接件一朝下运动同时还带动拖地机构朝下运动，此时导滑轮模组一在竖向滑槽一内朝下滑动，使得传动控制机构上升，达到一个台阶高度与吸尘清扫机构平齐时停止，从而使得传动控制机构向上爬一个台阶。

传动控制机构上升了一个台阶高度时停止，此时拖地机构底部的编码电机一启动带动全向轮一中的纵向全向轮一转动，使拖地机构整体朝前滚动直至拖地机构到达靠近台阶停止，此时传动控制机构整个爬楼动作完成。

台阶后部的清扫过程。工作原理同上，左右清扫完整个台阶后，回到楼梯中间，此时第二次清扫完成。

吸尘清扫机构再次抬升至一个台阶高度，吸尘清扫机构底部编码电机三驱动全向轮二中纵向全向轮二，使装置前进直至拖地机构靠近台阶后停止。拖地机构抬升，同时传动控制框架后下部的球头支撑轮二支撑在台阶上，防止装置整体向后倾倒，抬升至一个台阶高度后停止，底部编码电机二驱动全向轮一中的纵向全向轮一，使装置前进直至传动控制机构靠近台阶。此时，一个工作循环完成，以此往复清理整个楼梯。

拖地板底部可拆卸固定安装有拖地布，便于拖地布脏了易拆卸掉清洗再次使用。

本发明的有益效果。

1、本发明中导滑轮模组与竖向滑槽的滚动连接，对吸尘清扫机构与传动控制机构之间的上下滑动，传动控制机构与拖地机构之间上下滑动起到了二次导向作用，使得爬楼更加稳定，采用滚动连接更加省力。

2、本发明的这种楼梯及地面扫拖机器人，吸尘清扫机构中的吸尘端口、吸尘器及其三通管道实现了楼梯台阶及其地面的灰尘垃圾的吸尘清扫功能，传动控制机构中的同步带传动组件、压带板、钣金连接件实现吸尘清扫机构的爬楼、传动控制机构的爬楼，拖地机构过同步带传动组件、曲柄滑块机构等实现对楼梯及其地面的拖地。

3、本发明中全向轮实现吸尘清扫机构、传动控制机构在台阶上的前后、左右的行走自如，实现台阶上的前后、左右全方位的吸尘清扫与拖地。支撑球头轮的设置使得在爬楼和拖地时整个装置不易倾倒。

4、本发明中滑块在光杆上滑动，对钣金连接件的上下滑动起到了导向作用，从而对吸尘清扫机构、传动控制机构的爬楼起到了导向的作用，使得爬楼更加稳定、省力。

5、本发明中导滑轮模组中通过偏心轴套可以调节左右两个带螺纹芯轴的中心距，从而改变两个包胶轴承间的距离，增大包胶轴承和竖向滑槽间接触面积和压力，对传动控制机构起到二次导向作用，使上升和下降更加稳定。

6、本发明中拖地机构中通过滑块在光杆滑动，对曲柄滑块机构实现拖地板拖地起到了导向作用，使得拖地动作更加稳定。拖地机构中采用两组曲柄滑块机构实现拖地板对地面的拖动，使得拖地更加稳定、省力、用力均匀，从而使得地面拖的更加干净、清爽。

7、本发明这种楼梯及地面扫拖机器人，通过传动控制机构实现吸尘清扫机构与拖地机构的连接，实现爬楼功能，吸尘清扫机构对地面进行吸尘清扫灰尘、垃圾等，拖地机构再对清扫后的地面进行拖洗，从而对地面更进一步地进行清洁，从而实现对楼梯的爬楼及其打扫，解放人的双手、双脚、双腿，实现楼梯、地面打扫的机器化。

8、本发明的这种楼梯及地面扫拖机器人，实现了自动爬楼，爬楼稳定、省力，实现了台阶的前部及其后部的全方位的吸尘清扫及其拖地功能，拖地全方位、干净、清爽、稳定，大大减轻了人的劳累度，也不会有负面情绪，节约了时间，大大提高了清扫与拖地效率与清洁度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种楼梯及地面扫拖机器人关机状态整体立体结构示意图；

图2为一种楼梯及地面扫拖机器人吸尘清扫机构抬升整体立体示意图；

图3为一种楼梯及地面扫拖机器人完全展开立体示意图；

图4为一种楼梯及地面扫拖机器人中拖地机构的立体结构示意图；

图5为一种楼梯及地面扫拖机器人中传动控制的立体结构示意图；

图6为一种楼梯及地面扫拖机器人中吸尘清扫的立体结构示意图；

图7为一种楼梯及地面扫拖机器人中导滑轮模组的立体结构示意图；

图8为一种楼梯及地面扫拖机器人中导滑轮模组的部分剖式示意图；

图9为一种楼梯及地面扫拖机器人中偏心轴套立体结构示意图；

图10为一种楼梯及地面扫拖机器人中偏心轴套剖面示意图。

在图中：1、拖地机构；1-1、竖向滑槽一；1-2、拖地板；1-3、拖地板框架；1-4、编码电机支撑座一；1-5、编码电机一；1-6、从动带轮一；1-7、销轴；1-8、曲柄；1-9、连杆；1-10、拖地板连接钣金件；1-11、滑块一；1-12、光杆一；1-13、门型框；1-14、连接杆一；1-15、球头支撑轮；

2、传动控制机构；2-1、导滑轮模组一；2-1-1、安装固定板；2-1-2、带螺纹芯轴；2-1-3、偏心轴套；2-1-4、包胶轴承；2-1-5、锁紧螺母；2-1-6、垫片；2-2、导滑轮模组二；2-3、底板一；2-4、传动控制框架；2-5、编码电机支撑座二；2-6、编码电机二；2-7、全向轮一；2-8、球头支撑轮固定杆；2-9、球头支撑轮；2-10、扭矩电机支撑座一；2-11、扭矩电机支撑座二；2-12、扭矩电机一；2-13、压带板一； 2-14、钣金连接件一；2-15、滑块二；2-16、光杆二；2-17、扭矩电机二；2-18、压带板二；2-19、钣金连接件二；2-20、滑块三；2-21、光杆三； 2-22、同步带二；2-23、同步带三；

3、吸尘清扫机构；3-1、竖向滑槽二；3-2、吸尘清扫框架；3-3、底板二；3-4、编码电机支撑座三；3-5、编码电机三；3-6、全向轮二；3-7、吸尘端口；3-8、三通管道；3-9、吸尘器；3-10、连接杆二；3-11、横杆；3-12、竖杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1-10所示，本实施例中的这种楼梯及地面扫拖机器人，包括拖地机构1、传动控制机构2、吸尘清扫机构3，拖地机构1用于楼梯及地面的拖地，传动控制机构2用于控制拖地机构1、吸尘清扫机构3的升降，攀爬楼梯3用于楼梯及地面的吸尘，拖地机构1前侧设置有竖向滑槽一1-1，传动控制机构2靠近拖地机构1侧的下部安装有导滑轮模组一2-1，传动控制机构2与拖地机构1通过导滑轮模组一2-1与竖向滑槽一1-1上下滚动连接，传动控制机构2靠近吸尘清扫机构3侧的上部安装有导滑轮模组二2-2，吸尘清扫机构3后侧设置有竖向滑槽二3-1，传动控制机构2与吸尘清扫机构3通过导滑轮模组二2-2与竖向滑槽二3-1上下滚动连接。

传动控制机构2包括底板一2-3，底板一2-3上固定有传动控制框架2-4，底板一2-3底部固定有编码电机支撑座二2-5，编码电机支撑座二2-5上安装有编码电机二2-6，编码电机二2-6与全向轮一2-7连接，传动控制框架2-4后侧固定有球头支撑轮固定杆2-8，球头支撑轮固定杆2-8底部安装有球头支撑轮二2-9，传动控制框架2-4内底部左、右安装有扭矩电机支撑座一2-10、扭矩电机支撑座二2-11，扭矩电机支撑座一2-10与扭矩电机一2-12连接，扭矩电机一2-12与同步带传动组件二连接，同步带传动组件二中的同步带二2-22后侧通过压带板一2-13固定在钣金连接件一2-14上，钣金连接件一2-14与拖地板框架1-3的连接杆一1-14固定连接，钣金连接件一2-14两端安装有滑块二2-15，滑块二2-15与竖直固定在传动控制框架2-4内后侧的光杆二2-16滑动连接；

扭矩电机支撑座二2-11与扭矩电机二2-17连接，扭矩电机二2-17与同步带传动组件三连接，同步带传动组件三中的同步带三2-23前侧通过压带板二2-18固定在钣金连接件二2-19上，钣金连接件二2-19与吸尘清扫框架3-2的连接杆二3-10连接，钣金连接件二2-19两端安装有滑块三2-20，滑块三2-20与竖直固定在传动控制框架2-4内前侧的光杆三2-21滑动连接。

拖地机构1包括拖地板框架1-3，拖地板框架1-3底部后侧两角的位置分别安装有球头支撑轮一1-15，拖地板框架1-3上固定有编码电机支撑座一1-4，编码电机支撑座一1-4上安装有编码电机一1-5，编码电机一1-5与同步带传动组件一连接，同步带传动组件一中的从动带轮1-6通过销轴1-7左右分别与曲柄1-8固定连接，曲柄1-8与连杆1-9铰接，连杆1-9与拖地板连接钣金件1-10连接，拖地板连接钣金件1-10固定在拖地板1-2上，拖地板1-2上固定安装有滑块一1-11，滑块一1-11与横向固定在拖地板框架1-3上的光杆一1-12滑动连接，拖地板1-2底部可拆卸固定安装有拖地布，拖地板框架1-3上前部垂直固定有门型框1-13。

竖向滑槽一1-1分别设置在门型框1-13的竖直边框的左右侧，门型框1-13的前侧上部垂直固定有连接杆一1-14。

吸尘清扫机构3包括底板二3-3，底板二3-3上固定有吸尘清扫框架3-2，底板二3-3下固定有编码电机支撑座三3-4，编码电机支撑座三3-4与编码电机三3-5连接，编码电机三3-5与全向轮二3-6连接，吸尘清扫框架3-2底部靠左右侧部分别设置有吸尘端口3-7，吸尘端口3-7与三通管道3-8的两个进口连接，三通管道3-8的出口与吸尘器3-9连接，吸尘器3-9固定安装在吸尘清扫框架3-2的内上部。

吸尘清扫框架3-2为长方体框架，长方体框架的后框靠下部横向固定有横杆3-11，横杆3-11与上部的长方体框架的顶框之间固定有两竖杆3-12，竖向滑槽二3-1分别设置在竖杆3-12的左右两侧，横杆3-11朝后侧方向垂直固定有连接杆二3-10。

导滑轮模组一2-1、导滑轮模组二2-2的结构相同，导滑轮模组一2-1包括安装固定板2-1-1，安装固定板2-1-1上设置有四个导滑轮，四个导滑轮上下两排间隔分布，每排两个导滑轮间隔设置，导滑轮包括安装固定板2-1-1上固定的带螺纹芯轴2-1-2，带螺纹芯轴2-1-2靠近内侧安装有偏心轴套2-1-3，带螺纹芯轴2-1-2外侧安装有包胶轴承2-1-4，带螺纹芯轴2-1-2外端安装有锁紧螺母2-1-5，带螺纹芯轴2-1-5上偏心轴套2-1-3与包胶轴承2-1-4之间安装有垫片2-1-6。

全向轮一2-7、全向轮二3-6的结构相同，全向轮一2-7包括纵向全向轮一和横向全向轮一，全向轮二3-6包括纵向全向轮二和横向全向轮二。

纵向全向轮一位于底板一2-3左右两侧，横向全向轮一位于底板一2-3中部；纵向全向轮二位于底板二3-3左右两侧，横向全向轮二位于底板二3-3中部。

滑块一1-11、滑块二2-15、滑块三2-20分别为铜套滑块。

本发明的工作原理和过程。

如图1-10所示，这种楼梯及地面扫拖机器人在使用时的工作过程。

吸尘清扫机构3自动爬楼梯过程。扭矩电机二2-17启动，带动同步带传动组件三运转，同步带三2-23转动，靠近吸尘清扫机构3侧的同步带三2-23朝上运动，通过压带板二2-18带动钣金连接件二2-19朝上运动，带动滑块三2-20在光杆三2-21上稳定地朝上滑动，钣金连接件二2-19与吸尘清扫框架3-2的连接杆二3-10连接，从而钣金连接件二2-19朝上运动同时还带动吸尘清扫机构3朝上运动，此时导滑轮模组二2-2在竖向滑槽二3-1内朝上滑动，从而使得吸尘清扫机构3向上爬一个台阶；

吸尘清扫机构3上升了一个台阶高度时停止，此时吸尘清扫机构3底部编码电机三3-5启动带动全向轮二3-6中的纵向全向轮二转动，使传动控制机构2整体朝前滚动直至传动控制机构2到达靠近台阶停止，此时吸尘清扫机构3整个爬楼动作完成。

台阶前部的清扫过程。首先吸尘清扫机构3开始工作，启动吸尘器3-9，台阶上的灰尘等通过吸尘清扫框架3-2左右两侧部的吸尘端口3-7吸入，通过三通管道3-8被吸尘器3-9吸收到容腔内。与此同时，扫地机构1中的编码电机一1-5带动同步带传动组件一运转，同步带传动组件一中从动带轮一1-6转动通过销轴1-7带动曲柄1-8转动，曲柄1-8转动通过连杆1-9带动拖地板连接钣金件1-10直线移动，曲柄1-8、连杆1-9、拖地板连接钣金件1-10组成曲柄滑轮运动将从动带轮一1-6的转动通过曲柄滑块运动转化为拖地板连接钣金件1-10的直线移动，拖地板连接钣金件1-10固定在拖地板1-2上，拖地板连接钣金件1-10带动拖地板1-2直线移动，拖地板1-2上安装有滑块一1-11，滑块一1-11在固定安装在拖地板框架1-3上的光杆一1-12上滑动，从而实现拖地板1-2直线移动的拖地动作。在拖地的同时，由于拖地板框架1-3底部四个角固定有支撑球头轮一1-15，使得拖地板1-12在移动拖地时，由于支撑球头轮一1-15的支撑使得整个装置不易倾倒。

吸尘清扫机构3和拖地机构1启动以后，吸尘清扫机构3底部的编码电机三3-5启动带动全向轮二3-6中的横向全向轮二转动，使得吸尘清扫机构3在台阶左右行走，传动控制机构2底部的编码电机二2-6启动带动全向轮一2-7中横向全向轮转动，使得传动控制机构2在台阶左右行走。左右清扫完整个台阶后，回到楼梯中间，此时第一次清扫完成。

拖地机构1自动爬楼梯过程。扭矩电机一2-12启动，带动同步带传动组件二运转，同步带二2-22转动，靠近拖地机构1侧的同步带二2-22朝下运动，通过压带板一2-13带动钣金连接件一2-14朝下运动，带动滑块二2-15在光杆二2-16上稳定地朝下滑动，钣金连接件一2-14朝下运动同时还带动拖地机构1朝下运动，此时导滑轮模组一2-1在竖向滑槽一1-1内朝下滑动，使得传动控制机构2上升，达到一个台阶高度与吸尘清扫机构3平齐时停止，从而使得传动控制机构2向上爬一个台阶。

传动控制机构2上升了一个台阶高度时停止，此时拖地机构1底部的编码电机一1-5启动带动全向轮一2-7中的纵向全向轮一转动，使拖地机构1整体朝前滚动直至拖地机构1到达靠近台阶停止，此时传动控制机构2整个爬楼动作完成。

台阶后部的清扫过程。工作原理同上，左右清扫完整个台阶后，回到楼梯中间，此时第二次清扫完成。

吸尘清扫机构3再次抬升至一个台阶高度，吸尘清扫机构3底部编码电机三3-5驱动全向轮二3-6中纵向全向轮二，使装置前进直至拖地机构1靠近台阶后停止。拖地机构1抬升，同时传动控制框架2-4后下部的球头支撑轮二2-9支撑在台阶上，防止装置整体向后倾倒，抬升至一个台阶高度后停止，底部编码电机二2-6驱动全向轮一2-7中的纵向全向轮一，使装置前进直至传动控制机构2靠近台阶。此时，一个工作循环完成，以此往复清理整个楼梯。

拖地板1-2底部可拆卸固定安装有拖地布，便于拖地布脏了易拆卸掉清洗再次使用。

导滑轮模组与竖向滑槽的滚动连接，对吸尘清扫机构3与传动控制机构2之间的上下滑动，传动控制机构2与拖地机构1之间上下滑动起到了二次导向作用，使得爬楼更加稳定，采用滚动连接更加省力。

这种楼梯及地面扫拖机器人，吸尘清扫机构3中的吸尘端口3-7、吸尘器3-9及其三通管道3-8实现了楼梯台阶及其地面的灰尘垃圾的吸尘清扫功能，传动控制机构2中的同步带传动组件、压带板、钣金连接件实现吸尘清扫机构的爬楼、传动控制机构2的爬楼，拖地机构1过同步带传动组件、曲柄滑块机构等实现对楼梯及其地面的拖地。

全向轮实现吸尘清扫机构3、传动控制机构2在台阶上的前后、左右的行走自如，实现台阶上的前后、左右全方位的吸尘清扫与拖地。支撑球头轮的设置使得在爬楼和拖地时整个装置不易倾倒。

滑块在光杆上滑动，对钣金连接件的上下滑动起到了导向作用，从而对吸尘清扫机构、传动控制机构的爬楼起到了导向的作用，使得爬楼更加稳定、省力。

导滑轮模组中通过偏心轴套2-1-3可以调节左右两个带螺纹芯轴2-1-2的中心距，从而改变两个包胶轴承2-1-4间的距离，增大包胶轴承2-1-4和竖向滑槽间接触面积和压力，对传动控制机构2起到二次导向作用，使上升和下降更加稳定。

拖地机构1中通过滑块在光杆滑动，对曲柄滑块机构实现拖地板拖地起到了导向作用，使得拖地动作更加稳定。拖地机构1中采用两组曲柄滑块机构实现拖地板对地面的拖动，使得拖地更加稳定、省力、用力均匀，从而使得地面拖的更加干净、清爽。

通过传动控制机构2实现吸尘清扫机构3与拖地机构1的连接，实现爬楼功能，吸尘清扫机构对地面进行吸尘清扫灰尘、垃圾等，拖地机构1再对清扫后的地面进行拖洗，从而对地面更进一步地进行清洁，从而实现对楼梯的爬楼及其打扫，解放人的双手、双脚、双腿，实现楼梯、地面打扫的机器化。

这种楼梯及地面扫拖机器人，实现了自动爬楼，爬楼稳定、省力，实现了台阶的前部及其后部的全方位的吸尘清扫及其拖地功能，拖地全方位、干净、清爽、稳定，大大减轻了人的劳累度，节约了时间，大大提高了清扫与拖地效率与清洁度。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (9)

1.一种楼梯及地面扫拖机器人，包括拖地机构（1）、传动控制机构（2）、吸尘清扫机构（3），其特征在于：所述拖地机构（1）用于楼梯及地面的拖地，所述传动控制机构（2）用于控制拖地机构（1）、吸尘清扫机构（3）的升降、 攀爬楼梯，所述吸尘清扫机构（3）用于楼梯及地面的吸尘，所述拖地机构（1）前侧设置有竖向滑槽一（1-1），所述传动控制机构（2）靠近拖地机构（1）侧的下部安装有导滑轮模组一（2-1），所述传动控制机构（2）与拖地机构（1）通过导滑轮模组一（2-1）与竖向滑槽一（1-1）上下滚动连接，所述传动控制机构（2）靠近吸尘清扫机构（3）侧的上部安装有导滑轮模组二（2-2），所述吸尘清扫机构（3）后侧设置有竖向滑槽二（3-1），所述传动控制机构（2）与吸尘清扫机构（3）通过导滑轮模组二（2-2）与竖向滑槽二（3-1）上下滚动连接；

所述传动控制机构（2）包括底板一（2-3），所述底板一（2-3）上固定有传动控制框架（2-4），所述底板一（2-3）底部固定有编码电机支撑座二（2-5），所述编码电机支撑座二（2-5）上安装有编码电机二（2-6），所述编码电机二（2-6）与全向轮一（2-7）连接，所述传动控制框架（2-4）后侧固定有球头支撑轮固定杆（2-8），所述球头支撑轮固定杆（2-8）底部安装有球头支撑轮二（2-9），所述传动控制框架（2-4）内底部左、右安装有扭矩电机支撑座一（2-10）、扭矩电机支撑座二（2-11），所述扭矩电机支撑座一（2-10）与扭矩电机一（2-12）连接，所述扭矩电机一（2-12）与同步带传动组件二连接，所述同步带传动组件二中的同步带二（2-22）后侧通过压带板一（2-13）固定在钣金连接件一（2-14）上，所述钣金连接件一（2-14）与拖地板框架（1-3）的连接杆一（1-14）固定连接，所述钣金连接件一（2-14）两端安装有滑块二（2-15），所述滑块二（2-15）与竖直固定在传动控制框架（2-4）内后侧的光杆二（2-16）滑动连接；

所述扭矩电机支撑座二（2-11）与扭矩电机二（2-17）连接，所述扭矩电机二（2-17）与同步带传动组件三连接，所述同步带传动组件三中的同步带三（2-23）前侧通过压带板二（2-18）固定在钣金连接件二（2-19）上，所述钣金连接件二（2-19）与吸尘清扫框架（3-2）的连接杆二（3-10）连接，所述钣金连接件二（2-19）两端安装有滑块三（2-20），所述滑块三（2-20）与竖直固定在传动控制框架（2-4）内前侧的光杆三（2-21）滑动连接。

2.根据权利要求1所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述拖地机构（1）包括拖地板框架（1-3），所述拖地板框架（1-3）底部后侧两角的位置分别安装有球头支撑轮一（1-15），所述拖地板框架（1-3）上固定有编码电机支撑座一（1-4），所述编码电机支撑座一（1-4）上安装有编码电机一（1-5），所述编码电机一（1-5）与同步带传动组件一连接，所述同步带传动组件一中的从动带轮（1-6）通过销轴（1-7）左右分别与曲柄（1-8）固定连接，所述曲柄（1-8）与连杆（1-9）铰接，所述连杆（1-9）与拖地板连接钣金件（1-10）连接，所述拖地板连接钣金件（1-10）固定在拖地板（1-2）上，所述拖地板（1-2）上固定安装有滑块一（1-11），所述滑块一（1-11）与横向固定在拖地板框架（1-3）上的光杆一（1-12）滑动连接，所述拖地板（1-2）底部可拆卸固定安装有拖地布，所述拖地板框架（1-3）上前部垂直固定有门型框（1-13）。

3.根据权利要求2所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述竖向滑槽一（1-1）分别设置在门型框（1-13）的竖直边框的左右侧，所述门型框（1-13）的前侧上部垂直固定有连接杆一（1-14）。

4.根据权利要求3所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述吸尘清扫机构（3）包括底板二（3-3），所述底板二（3-3）上固定有吸尘清扫框架（3-2），所述底板二（3-3）下固定有编码电机支撑座三（3-4），所述编码电机支撑座三（3-4）与编码电机三（3-5）连接，所述编码电机三（3-5）与全向轮二（3-6）连接，所述吸尘清扫框架（3-2）底部靠左右侧部分别设置有吸尘端口（3-7），所述吸尘端口（3-7）与三通管道（3-8）的两个进口连接，所述三通管道（3-8）的出口与吸尘器（3-9）连接，所述吸尘器（3-9）固定安装在吸尘清扫框架（3-2）的内上部。

5.根据权利要求4所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述吸尘清扫框架（3-2）为长方体框架，所述长方体框架的后框靠下部横向固定有横杆（3-11），所述横杆（3-11）与上部的长方体框架的顶框之间固定有两竖杆（3-12），所述竖向滑槽二（3-1）分别设置在竖杆（3-12）的左右两侧，所述横杆（3-11）朝后侧方向垂直固定有连接杆二（3-10）。

6.根据权利要求1所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述导滑轮模组一（2-1）、导滑轮模组二（2-2）的结构相同，所述导滑轮模组一（2-1）包括安装固定板（2-1-1），所述安装固定板（2-1-1）上设置有四个导滑轮，所述四个导滑轮上下两排间隔分布，每排两个导滑轮间隔设置，所述导滑轮包括所述安装固定板（2-1-1）上固定的带螺纹芯轴（2-1-2），所述带螺纹芯轴（2-1-2）靠近内侧安装有偏心轴套（2-1-3），所述带螺纹芯轴（2-1-2）外侧安装有包胶轴承（2-1-4），所述带螺纹芯轴（2-1-2）外端安装有锁紧螺母（2-1-5），所述带螺纹芯轴（2-1-2）上偏心轴套（2-1-3）与包胶轴承（2-1-4）之间安装有垫片（2-1-6）。

7.根据权利要求1所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述全向轮一（2-7）、全向轮二（3-6）的结构相同，所述全向轮一（2-7）包括纵向全向轮一和横向全向轮一，全向轮二（3-6）包括纵向全向轮二和横向全向轮二。

8.根据权利要求7所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述纵向全向轮一位于底板一（2-3）左右两侧，所述横向全向轮一位于底板一（2-3）中部；所述纵向全向轮二位于底板二（3-3）左右两侧，所述横向全向轮二位于底板二（3-3）中部。

9.根据权利要求2所述的一种楼梯及地面扫拖机器人，其特征在于：所述滑块一（1-11）、滑块二（2-15）、滑块三（2-20）分别为铜套滑块。

Images