CN112568776B - 一种可自动转向的擦窗仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动转向的擦窗仪，包括：固定机构、驱动机构、擦窗器、升降机构；本发明通过电机带动蜗轮蜗杆转动并结合齿轮的相互啮合，使齿轮C在导轨上沿齿条运动，又通过外壳上长方形凹槽内的第一、第二连接杆接触固定块边缘，使第一、第二连接杆合拢和张开，带动支撑板前后移动，实现齿轮B和齿轮C与导轨的切换，实现了擦窗仪左右往复运动；通过丝杠带动移动块上下移动，并通过中间移动块上的柱销触碰驱动机构上的外壳或支撑架上端面，使柱销的伸长和收缩，并结合柱销插入时丝杠与另一侧螺纹套内螺纹配合转动，进一步实现擦窗仪的自动升降；即能自动转向又能实现自动升降，还克服了中老年人以及腿脚不灵活的不会操作的问题。

Description

一种可自动转向的擦窗仪

技术领域

本发明属于擦窗设备技术领域，具体涉及一种可自动转向的擦窗仪。

背景技术

随着生活水平的提高，越来越多的上班族由于工作需要没时间清理窗户，这样反而降低了我们的生活质量；而有空余时间的住户多是用手臂自行清洁擦拭，但遇到较高窗户擦拭过程中，很容易由于重心不稳才向窗外偏移，存在极大地安全隐患；虽然市面上也存在一些擦窗设备，但对于腿脚不灵便以及体能有限的老年人来说，依然是一个挑战，且大多自动化程度较低，操作又很繁琐。

专利文献1.CN201810703737。2018.1.20，一种自动擦洗机器人，该发明公开了一种自动擦窗机器人，包括水平安装架、竖直安装架和主机控制器，所述水平安装架内壁的底部通过支撑架转动连接有旋转

轴，且旋转轴的外表面固定连接有第一旋转齿轮，水平安装架内壁的底部且位于支撑架的一侧固定连接有安装块，安装块的内部滑动连接有定轴，定轴外表面的底部与第一旋转齿轮的外表面啮合，涉及擦窗设备技术领域。该自动擦窗机器人，可大大提高擦窗机器人自动化程度，实现了进行快速拆分组装，且十分方便人们携带，无需人们花费大量的时间来使用整个擦窗机器人进行玻璃窗清理工作，减轻了人们的劳动强度，提高了对玻璃窗的清理效率，达到了既快速又高效

的对玻璃窗进行清理的目的；

虽然该发明实现了进行快速拆分组装和解决了自动化程度较低的问题，但是由于该发明操作复杂、结构繁琐，对于大多数中老年人来说使用起来仍然很困难，实用性不强，无法普及推广；

因此，我们急需设计一种即能自动转向又能实现自动升降，还克服了中老年人以及腿脚不灵活的不会操作的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种可自动转向的擦窗仪，包括：固定机构、驱动机构、擦窗器、升降机构；本发明通过电机带动蜗轮蜗杆转动并结合齿轮的相互啮合，使齿轮C在导轨上沿齿条运动，又通过外壳上长方形凹槽内的第一、第二连接杆接触固定块边缘，使第一、第二连接杆合拢和张开，带动支撑板前后移动，实现齿轮B和齿轮C与导轨的切换，实现擦窗仪左右往复运动；通过丝杠带动移动块上下移动，并通过中间移动块上的柱销触碰驱动机构上的外壳或者支撑架上端面，使柱销的伸长和收缩，并结合柱销插入时丝杠与另一侧螺纹套内螺纹配合转动，进一步实现擦窗仪的自动升降；即能自动转向又能实现自动升降。

本发明使用的技术方案：一种可自动转向的擦窗仪，包括：固定机构、擦窗器，所述擦窗器位于固定机构上侧，其特征在于：还包括：驱动机构、升降机构，所述驱动机构滑动安装在固定机构上，所述升降机构与驱动机构前端固定连接；

所述驱动机构包括：外壳、电机、蜗杆、蜗轮、传动轴、齿轮A、齿轮B、齿轮C、齿轮D、第一连接杆、第二连接杆、支撑板A、支撑板B；所述外壳包裹在驱动机构的外侧，并通过两侧的长方形缺口与固定机构滑动连接，所述外壳左、右侧内壁前端分别设有长方形凹槽，所述外壳内活动设置有开口朝外并且与长方形凹槽一一对应布置的第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆设有直杆A和直杆D，并且直杆A一端和直杆D的一端铰接，所述直杆D另一端通过转轴固定在外壳上；所述第二连接杆设有直杆B和直杆C，并且直杆B和直杆C的一端铰接，所述直杆C中端通过转轴固定在外壳上，并且下端在长方形凹槽内滑动连接；所述支撑板A与直杆A另一端铰接，并且通过转轴固定安装在长方形凹槽内，所述支撑板B与直杆B一端铰接，并且通过转轴固定安装在长方形凹槽内；所述电机安装在驱动机构的左侧，用于驱使蜗杆的旋转；所述蜗杆的一端固定安装在电机的右侧，另一端与外壳的右侧内壁转动连接，所述传动轴一端与外壳转动连接，另一端在齿轮C的环形凹槽内滑动连接，所述传动轴前端套设有齿轮B，中端套设有齿轮D，后端套设有蜗轮，所述蜗轮与蜗杆相互啮合；固定机构包括齿条；直杆A和直杆C合拢和张开，从而带动支撑板A和支撑板B前后移动，进一步控制齿轮B和齿轮C与齿条的配合，从而实现驱动机构左右往复运动；

所述升降机构包括：支撑架、丝杠、双向螺纹套；所述丝杠一端活动安装在外壳上，另一端活动安装在支撑架的横杆上；所述丝杠上前端套设有双向螺纹套，用于实现擦窗器在丝杠上的升降，所述丝杠后端套设有齿轮A和齿轮C，所述齿轮A与齿轮D相互啮合，从而电机能够通过齿轮传导带动丝杠旋转；

所述双向螺纹套包括柱销、正向螺纹套、反向螺纹套；所述柱销设有两个，分别与正向螺纹套上端、反向螺纹套下端的销孔配合连接，从而实现一侧柱销插入时丝杠与另一侧螺纹套内螺纹转动连接；所述擦窗器包括移动块、擦洗架、连杆、弹簧；所述移动块设有三个，一个和丝杠滑动连接，两个和支撑架滑动连接，所述擦洗架与丝杠上的移动块通过转轴铰接；所述连杆一端与丝杠上的移动块铰接，另一端与擦洗架铰接；所述弹簧的一端固定在与丝杠滑动连接的移动块上，另一端与擦洗架活动连接；与丝杠滑动连接的移动块上、下两端均设有圆孔，用于与柱销配合连接；通过丝杠带动移动块上下移动，并通过三个移动块中的中间移动块上、下两端的柱销触碰驱动机构上的外壳或支撑架上端面，从而实现柱销的伸长和收缩，并结合柱销插入时丝杠与正向螺纹套或反向螺纹套内螺纹配合转动。

所述固定机构还包括：导轨、顶块、固定块A、固定块B；所述固定块A、固定块B之间平行设置有齿条、导轨，所述齿条两端分别固定在固定块A和固定块B上，并通过驱动机构两侧前端的长方形缺口与驱动机构滑动连接，所述导轨设有两个，并分别通过驱动机构两侧后端的长方形缺口与驱动机构滑动连接，所述固定块B内侧设有顶块，用于驱使驱动机构上的第二连接杆合拢。

进一步地，所述外壳内设置有隔板，所述隔板位于所述齿轮A和齿轮C之间。

进一步地，所述固定块A和外壳都设有U型槽，用于支撑电机的下端。

进一步地，所述擦洗架后端设有海绵，当阻力较大时，弹簧收缩，海绵抬高，使擦洗架收缩。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）本发明通过丝杠带动移动块上下移动，并通过中间移动块上的柱销触碰驱动机构上的外壳或支撑架上端面，从而实现柱销的伸长和收缩，并结合柱销插入时丝杠与正向螺纹套或反向螺纹套内螺纹配合转动，进一步实现擦窗仪的自动升降；

（2）本发明通过电机带动蜗轮蜗杆转动并结合各齿轮的相互啮合，使齿轮C在导轨上沿齿条运动，又通过外壳上长方形凹槽内的第一、第二连接杆接触固定块边缘，使第一、第二连接杆合拢和张开，带动支撑板前后移动，从而控制齿轮B和齿轮C与齿条的切换，达到擦窗仪左、右往复运动的目的；

（3）本发明擦拭窗户遇到阻力较大时，通过弹簧收缩和海绵抬高，使擦洗架收缩，避免了擦窗器的损坏。

附图说明

图1本发明擦窗仪的整体结构示意图。

图2本发明擦窗仪的固定机构的结构示意图。

图3本发明擦窗仪的驱动机构的结构示意图。

图4本发明擦窗仪的驱动机构去掉外壳的结构示意图。

图5本发明擦窗仪的擦窗器的结构示意图。

图6本发明擦窗仪的升降机构的结构示意图。

图7本发明擦窗仪丝杠上移动块的结构示意图。

图8本发明擦窗仪双向螺纹套的结构示意图。

图9本发明擦窗仪第一连接杆和第二连接杆以及支撑板结构示意图。

图10本发明擦窗仪固定座B的结构示意图。

图11本发明擦窗仪外壳和第一、二连接杆一侧的局部放大图。

图12本发明擦窗仪外壳和第一、二连接杆另一侧的局部放大图。

附图标号：1-固定机构；2-驱动机构；3-擦窗器；4-升降机构；5-齿条；6-导轨；7-顶块；8-固定块A；9-固定块B；10-外壳；11-电机；12-蜗杆；13-蜗轮；14-传动轴；15-齿轮A；16-齿轮B；17-齿轮C；18-齿轮D；19-第一连接杆；20-第二连接杆；21-直杆A；22-直杆B；23-直杆C；24-隔板；25-支撑板A；26-支撑板B；27-支撑架；28-丝杠；29-移动块；30-擦窗架；31-连杆；32-弹簧；33-双向螺纹套；34-柱销；35-正向螺纹套；36-反向螺纹套；37-海绵；38-直杆D。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1-12所示，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1，如图1-12所述，一种可自动转向的擦窗仪，包括：固定机构1、驱动机构2、擦窗器3、升降机构4；

驱动机构2滑动安装在固定机构1上，为了更加顺畅地和平稳地使驱动机构2左右滑动，驱动机构2上的外壳10包裹在驱动机构2的外侧，并通过两侧的长方形缺口与固定机构1滑动连接，外壳10左、右侧内壁前端分别设有长方形凹槽，外壳10内活动设置有开口朝外并且与长方形凹槽一一对应布置的第一连接杆19和第二连接杆20，用于带动支撑板A25和支撑板B26的前后移动，第一连接杆19设有直杆A21和直杆D38，并且直杆A21一端和直杆D38的一端铰接，直杆D38另一端通过转轴固定在外壳10上；为了限制齿轮B22和齿轮C23在导轨6移动过头，隔板24固定在外壳10内壁，用于齿轮B22和齿轮C23的限位；第二连接杆20设有直杆B22和直杆C23，并且直杆B22和直杆C23的一端铰接，直杆C23中端通过转轴固定在外壳10上，并且下端在长方形凹槽内滑动连接；支撑板A25与直杆A21另一端铰接，并且通过转轴固定安装在长方形凹槽内，支撑板B26与直杆B22一端铰接，并且通过转轴固定安装在长方形凹槽内；电机11安装在驱动机构2的左侧，用于驱使蜗杆12的旋转；蜗杆12的一端固定安装在电机11的右侧，另一端与外壳10的右侧内壁转动连接，传动轴14一端与外壳10转动连接，另一端在齿轮C17的环形凹槽内滑动连接，传动轴14前端套设有齿轮B16，中端套设有齿轮D18，后端套设有蜗轮13，蜗轮13与蜗杆12相互啮合；通过电机11带动蜗轮蜗杆机构转动，从而带动与蜗轮同轴的齿轮B22在齿条5上转动，从而带动驱动机构2的移动，又通过固定块A8右端面和固定块B9上的顶块顶住直杆A的铰接处或下端直杆C23,使直杆A21和直杆C23合拢和张开，从而带动支撑板A25和支撑板B26前后移动，进一步控制齿轮B16和齿轮C17与齿条5的配合，从而实现驱动机构左右往复运动；

升降机构4与驱动机构2前端固定连接，升降机构4上的支撑架27固定在驱动机构2的外壳10上，丝杠一端转动安装在外壳10上，另一端固定在支撑架27的横杆上；丝杠28上前端套设有双向螺纹套32，用于实现擦窗器3在丝杠28上的升降，丝杠28后端套设有齿轮A15和齿轮C17，齿轮A15与齿轮D18相互啮合，从而电机11能够通过齿轮传导带动丝杠28旋转；

双向螺纹套33上的柱销34设有两个，分别与正向螺纹套35上端、反向螺纹套36下端的销孔配合连接，从而实现一侧柱销（34）插入时丝杠28与另一侧螺纹套内螺纹转动连接，与丝杠28滑动连接的移动块28上、下两端均设有销孔，用于与柱销34配合连接；通过丝杠28带动移动块29上下移动，并通过中间移动块29上、下两端的柱销34触碰驱动机构2上的外壳10或支撑架27上端面，从而实现柱销34的伸长和收缩，并结合柱销34插入时丝杠28与正向螺纹套35或反向螺纹套36内螺纹配合转动，进一步实现擦窗仪的自动升降；

固定机构1上的固定块A8、固定块B9之间平行设置有齿条5、导轨6，齿条5两端分别固定在固定块A8和固定块B9上，并通过驱动机构2两侧前端的长方形缺口24与驱动机构2滑动连接，导轨6设置有两个，并分别通过驱动机构2两侧后端的长方形缺口24与驱动机构2滑动连接；固定块B9内侧设有顶块7，用于驱使驱动机构2上的第二连接杆20合拢，固定块A8和外壳10都设有U型槽，用于支撑电机11的下端；

擦窗器3上的擦窗器3位于固定机构1上侧，移动块29设有三个，一个和丝杆28滑动连接，两个和支撑架27滑动连接，擦洗架30与移动块29通过转轴铰接；连杆31一端与丝杠28上的移动块29铰接，另一端与擦洗架30铰接；弹簧32的一端固定在与丝杠28滑动连接的移动块29上，另一端与擦洗架30活动连接；

本实施例的另一种可选方式，擦洗架30后端设有海绵，当阻力较大时，弹簧32收缩，海绵37抬高，从而使擦窗架30收缩，可以避免擦窗器3的损坏。

本发明的工作原理：

当擦窗仪需要左右换向时，将两端固定块固定在窗户上，首先蜗杆12在电机11的驱动下转动，接着通过蜗轮蜗杆机构带动蜗轮13的转动，然后与蜗轮13同轴的齿轮B22在沿齿条5上转动，从而带动驱动机构2的移动，这时又通过固定块B9上的顶块顶住直杆C23,使直杆C23弯折带动直杆B22向内合拢,从而带动支撑板A25和支撑板B26向后移动，进一步带动齿轮C23移动到导轨上，达到驱动机构2向左移动的目的，与此同时，长方形凹槽内第二连接杆20也被带动合拢，当驱动机构2移动到固定块A8右端时，固定块A8的右端面接触驱动机构2上的直杆A21和直杆D38的铰接处，从而带动直杆A21和直杆D38张开，使第一连接杆19带动支撑板A25向前移动，让齿轮B22再一次与齿条5接触并转动，重复上述过程，从而实现驱动机构2的左右自动换向的功能；

当擦窗仪需要上下换向时，首先蜗杆12在电机11的驱动下转动，接着通过蜗轮蜗杆机构带动蜗轮13的转动，然后带动与蜗轮13同轴的齿轮D的转动，又通过齿轮D18与齿轮A15的啮合，带动与齿轮A15同轴的丝杠28转动，丝杠28带动移动块29上下移动，当中间移动块2上的柱销34触碰支撑架27的上端面时，正向螺纹套35内的柱销34插入到销孔中，丝杠28被压缩向后偏移，就使得丝杠28与反向螺纹套36中的螺纹配合转动；当中间移动块29上的柱销34触碰驱动机构2上的外壳10时，反向螺纹套36内的柱销34插入到销孔中，丝杠28被压缩向前偏移，就使得丝杠28与正向螺纹套35中的螺纹配合转动，直到移动块2再次触碰支撑架的上端面，重复上述过程，从而实现擦窗仪的升降且自动换向的功能；

不仅本发明具有左右、上下自动往复运动的功能，还提高了对窗户的清理效率，避免了高处擦拭易滑倒摔伤的问题，具有操作简单，易存放的特点。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种可自动转向的擦窗仪，包括：固定机构（1）、擦窗器（3），所述擦窗器（3）位于固定机构（1）上侧，其特征在于：还包括：驱动机构（2）、升降机构（4），所述驱动机构（2）滑动安装在固定机构（1）上，所述升降机构（4）与驱动机构（2）前端固定连接；

所述驱动机构（2）包括：外壳（10）、电机（11）、蜗杆（12）、蜗轮（13）、传动轴（14）、齿轮A（15）、齿轮B（16）、齿轮C（17）、齿轮D（18）、第一连接杆（19）、第二连接杆（20）、支撑板A（25）、支撑板B（26）；所述外壳（10）包裹在驱动机构（2）的外侧，并通过两侧的长方形缺口与固定机构（1）滑动连接，所述外壳（10）左、右侧内壁前端分别设有长方形凹槽，所述外壳（10）内活动设置有开口朝外并且与长方形凹槽一一对应布置的第一连接杆（19）和第二连接杆（20），所述第一连接杆（19）设有直杆A（21）和直杆D（38），并且直杆A（21）一端和直杆D（38）的一端铰接，所述直杆D（38）另一端通过转轴固定在外壳（10）上；所述第二连接杆（20）设有直杆B（22）和直杆C（23），并且直杆B（22）和直杆C（23）的一端铰接，所述直杆C（23）中端通过转轴固定在外壳（10）上，并且下端在长方形凹槽内滑动连接；所述支撑板A（25）与直杆A（21）另一端铰接，并且通过转轴固定安装在长方形凹槽内，所述支撑板B（26）与直杆B（22）一端铰接，并且通过转轴固定安装在长方形凹槽内；所述电机（11）安装在驱动机构（2）的左侧，用于驱使蜗杆（12）的旋转；所述蜗杆（12）的一端固定安装在电机（11）的右侧，另一端与外壳（10）的右侧内壁转动连接，所述传动轴（14）一端与外壳（10）转动连接，另一端在齿轮C（17）的环形凹槽内滑动连接，所述传动轴（14）前端套设有齿轮B（16），中端套设有齿轮D（18），后端套设有蜗轮（13），所述蜗轮（13）与蜗杆（12）相互啮合；固定机构（1）包括齿条（5）；直杆A（21）和直杆C（23）合拢和张开，从而带动支撑板A（25）和支撑板B（26）前后移动，进一步控制齿轮B（16）和齿轮C（17）与齿条（5）的配合，从而实现驱动机构（2）左右往复运动；

所述升降机构（4）包括：支撑架（27）、丝杠（28）、双向螺纹套（33）；所述丝杠（28）一端活动安装在外壳（10）上，另一端活动安装在支撑架（27）的横杆上；所述丝杠（28）上前端套设有双向螺纹套（33），用于实现擦窗器（3）在丝杠（28）上的升降，所述丝杠（28）后端套设有齿轮A（15）和齿轮C（17），所述齿轮A（15）与齿轮D（18）相互啮合，从而电机（11）能够通过齿轮传导带动丝杠（28）旋转；

所述双向螺纹套（33）包括柱销（34）、正向螺纹套（35）、反向螺纹套（36）；所述柱销（34）设有两个，分别与正向螺纹套（35）上端、反向螺纹套（36）下端的销孔配合连接，从而实现一侧柱销（34）插入时丝杠（28）与另一侧螺纹套内螺纹转动连接；所述擦窗器（3）包括移动块（29）、擦洗架（30）、连杆（31）、弹簧（32）；所述移动块（29）设有三个，一个和丝杠（28）滑动连接，两个和支撑架（27）滑动连接，所述擦洗架（30）与丝杠（28）上的移动块（29）通过转轴铰接；所述连杆（31）一端与丝杠（28）上的移动块（29）铰接，另一端与擦洗架（30）铰接；所述弹簧（32）的一端固定在与丝杠（28）滑动连接的移动块（29）上，另一端与擦洗架（30）活动连接；与丝杠（28）滑动连接的移动块（29）上、下两端均设有圆孔，用于与柱销（34）配合连接；通过丝杠（28）带动移动块（29）上下移动，并通过三个移动块（29）中的中间移动块（29）上、下两端的柱销（34）触碰驱动机构（2）上的外壳（10）或支撑架（27）上端面，从而实现柱销（34）的伸长和收缩，并结合柱销（34）插入时丝杠（28）与正向螺纹套（35）或反向螺纹套（36）内螺纹配合转动。

2.根据权利要求1所述的一种可自动转向的擦窗仪，其特征在于：所述固定机构（1）还包括：导轨（6）、顶块（7）、固定块A（8）、固定块B（9）；所述固定块A（8）、固定块B（9）之间平行设置有齿条（5）、导轨（6），所述齿条（5）两端分别固定在固定块A（8）和固定块B（9）上，并通过驱动机构（2）两侧前端的长方形缺口与驱动机构（2）滑动连接，所述导轨（6）设有两个，并分别通过驱动机构（2）两侧后端的长方形缺口与驱动机构（2）滑动连接，所述固定块B（9）内侧设有顶块（7），用于驱使驱动机构（2）上的第二连接杆（20）合拢。

3.根据权利要求1所述的一种可自动转向的擦窗仪，其特征在于：所述外壳（10）内设置有隔板（24），所述隔板（24）位于所述齿轮A（15）和齿轮C（17）之间。

4.根据权利要求2所述的一种可自动转向的擦窗仪，其特征在于：

所述固定块A（8）和外壳（10）都设有U型槽，用于支撑电机（11）的下端。

5.根据权利要求3所述的一种可自动转向的擦窗仪，其特征在于：所述擦洗架（30）后端设有海绵（37），当阻力较大时，弹簧（32）收缩，海绵（37）抬高，使擦洗架（30）收缩。

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