CN112869641B - 一种上下楼梯的自动扫地设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及家电机器技术领域，具体为一种上下楼梯的自动扫地设备。一种上下楼梯的自动扫地设备，包括安放在楼梯上的两个清扫主体，每个所述清扫主体上固设有控制主体，所述清扫主体中设有旋转腔和在所述清扫主体中圆周阵列分布的升降腔和滚轮腔，所述升降腔和所述滚轮腔连通，每个所述滚轮腔外侧设有吸气腔，所述清扫主体外壁上设有多个圆周阵列的红外测距仪，所述红外测距仪能够测距，所述清扫主体中部设有清扫楼梯表面的清扫装置，此设备能够自动对楼梯进行清扫，在一节楼梯打扫完后能够自动上楼，以此对所有阶梯进行打扫，无需人工打扫，大大节省了劳动强度和劳动时间。

Description

一种上下楼梯的自动扫地设备
技术领域
本发明涉及家电机器技术领域，具体为一种上下楼梯的自动扫地设备。
背景技术
随着社会的发展，人们的生活水平不断提高，对于日常清理而言，已经存在自动扫地机器人，能够对底面进行打扫，但是却无法对楼梯进行打扫，由于楼梯有高低落差，扫地机器人无法自动上楼，因此无法自动打扫楼梯，依然需要人工手动打扫，这就需要消耗人力和时间。
发明内容
本发明针对上述技术存在的问题，提出了一种上下楼梯的自动扫地设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种上下楼梯的自动扫地设备，包括安放在楼梯上的两个清扫主体，由于初始状态时，两个所述清扫主体高度一致，因此两个所述清扫主体横向放置在同一楼梯面上，每个所述清扫主体上固设有控制主体，所述清扫主体中设有旋转腔和在所述清扫主体中圆周阵列分布的升降腔和滚轮腔，所述升降腔和所述滚轮腔连通，每个所述滚轮腔外侧设有吸气腔，所述清扫主体外壁上设有多个圆周阵列的红外测距仪，所述红外测距仪能够测量与墙壁的距离，并连接控制升降电机，所述清扫主体中部设有清扫楼梯表面的清扫装置，所述清扫装置包括旋转清扫的清扫组件、控制所述清扫主体的移动距离和方向的移动组件，所述移动组件包括分别固定安装在所述升降腔侧壁的移动电机，每个所述移动电机动力连接有移动电机轴，所述移动电机轴延伸到所述滚轮腔中，所述滚轮腔中的所述移动电机轴上固设有移动滚轮，所述移动电机分别控制所述移动滚轮转动和停止，以此控制所述清扫主体的移动和转向；
所述清扫主体外侧设有吸尘和固定的吸气装置，所述吸气装置包括分别固定安装在所述升降腔顶部的升降气缸，所述控制主体中固设有气缸用气泵和负压气泵，通过所述气缸用气泵控制所述升降气缸内的气压进而控制所述移动电机轴和所述移动滚轮的升降调节，使所述清扫主体底面接触地面，实施吸气功能，以此固定住所述清扫主体；
所述控制主体顶部设有旋转升降爬楼梯的爬楼装置，所述爬楼装置包括通过压力检测最低位的压力组件、控制升降高低位置的升降组件和控制旋转的旋转组件，所述压力组件包括固定安装在所述控制主体中的压力检测器，所述压力检测器中滑动连接有压力杆，每个所述控制主体顶部设有压力腔，每个所述控制主体顶面固设有竖直丝杆轴，两个所述竖直丝杆轴上设有一个与所述竖直丝杆轴相互转动的旋转连接板，所述竖直丝杆轴处的所述旋转连接板底面固设有固定齿环。
作为优选，所述清扫组件包括固定安装在所述清扫主体中的清扫电机，所述清扫电机动力连接有清扫电机轴，所述清扫电机轴延伸进入所述旋转腔中，所述旋转腔中的所述清扫电机轴上固设有旋转板，所述旋转板上设有旋转刷，所述旋转板外固设有在所述 旋转腔侧壁中滑动的旋转滑块。
作为优选，所述移动组件包括滑动安装在每个所述升降气缸中的升降杆，所述升降杆上固设有转动连接在所述移动电机轴上的升降轴套，每个所述升降腔底部固设有抵接板，所述升降轴套接触所述抵接板，所述移动电机能够在所述升降腔侧壁中滑动。
作为优选，每个所述吸气腔处的所述清扫主体底面固设有密封软垫，所述气缸用气泵连通控制所述升降气缸，所述负压气泵连通所述吸气腔。
作为优选，所述压力组件包括滑动安装在每个所述压力腔中的压力板，所述压力板与所述压力腔底壁之间连接有两个压力弹簧，所述压力板上固设有两个关于所述压力杆中心轴对称的升降柱，每个所述升降柱上滑动有调节套，所述调节套底部转动连接有与所述升降柱螺纹连接的转动螺母，所述旋转连接板抵接在所述调节套顶面。
作为优选，所述升降组件包括固定安装在所述旋转连接板上的两个升降电机，所述升降电机关于所述旋转连接板中心对称，所述旋转连接板中设有两个关于中心对称的丝杆腔，每个所述升降电机动力连接有升降电机轴，所述升降电机轴进入所述丝杆腔中，所述丝杆腔中的所述升降电机轴上固设有升降齿轮，所述竖直丝杆轴贯穿所述旋转连接板，所述丝杆腔底面转动连接有与所述升降齿轮啮合的旋转齿轮，所述旋转齿轮中固设有与所述竖直丝杆轴螺纹连接的升降螺母，所述竖直丝杆轴顶部固设有限位板。
作为优选，所述旋转组件包括固定安装在所述旋转连接板底面的两个旋转电机和转轴板，所述旋转电机和所述转轴板均关于所述旋转连接板中心对称，每个所述旋转电机动力连接有旋转电机轴，所述旋转电机轴在所述转轴板上转动连接，所述旋转电机轴上固设有与所述固定齿环啮合的驱动齿轮。
作为优选，所述压力检测器连接控制所述升降电机，当所述压力检测器检测到压力后，控制所述升降电机停止运行，使所述升降电机轴相对所述竖直丝杆轴停止移动。
作为优选，所述密封软垫为橡胶材质，能够对所述吸气腔进行密封，防止所述吸气腔中在负压时漏气。
本发明的有益效果是，清扫装置能够自动对楼梯面进行大面积打扫，将灰尘和垃圾清理，并在楼梯上自由移动，控制其撞墙，吸气装置能够将灰尘和垃圾吸入设备，并在上楼时配合固定在楼梯上，爬楼装置能够实现自动上楼，在高度和角度上的自由控制，实现爬楼，此设备能够自动对楼梯进行清扫，在一节楼梯打扫完后能够自动上楼，以此对所有阶梯进行打扫，无需人工打扫，大大节省了劳动强度和劳动时间。
附图说明
图1为本发明一种上下楼梯的自动扫地设备的结构示意图：
图2为图1中A-A方向的结构示意图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图的结构示意图：
图5为本发明整体的轴测示意图；
图6为旋转板、旋转刷和旋转滑块的轴测示意图；
图7为旋转连接板、旋转电机、驱动齿轮和固定齿环的轴测示意图；
图8为驱动齿轮的轴测示意图。
其中，001、清扫装置，011、旋转腔，012、升降腔，013、滚轮腔，014、清扫组件，015、移动组件，101、清扫电机，102、清扫电机轴，103、旋转板，104、旋转刷，105、旋转滑块，106、清扫主体，107、控制主体，108、移动电机，109、移动电机轴，110、移动滚轮，002、吸气装置，021、吸气腔，201、气缸用气泵，202、负压气泵，203、密封软垫，204、升降气缸，205、升降杆，206、升降轴套，207、抵接板，003、爬楼装置，031、压力腔，032、丝杆腔，033、压力组件，034、旋转组件，035、升降组件，301、旋转连接板，302、压力检测器，303、压力杆，304、压力弹簧，305、压力板，306、升降柱，307、转动螺母，308、调节套，309、升降电机，310、升降电机轴，311、升降齿轮，312、旋转齿轮，313、升降螺母，314、竖直丝杆轴，315、限位板，316、旋转电机，317、旋转电机轴，318、转轴板，319、驱动齿轮，320、固定齿环。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-8所示，一种上下楼梯的自动扫地设备，包括安放在楼梯上的两个清扫主体106，由于初始状态时，两个所述清扫主体106高度一致，因此两个所述清扫主体106横向放置在同一楼梯面上，每个所述清扫主体106上固设有控制主体107，所述清扫主体106中设有旋转腔011和在所述清扫主体106中圆周阵列分布的升降腔012和滚轮腔013，所述升降腔012和所述滚轮腔013连通，每个所述滚轮腔013外侧设有吸气腔021，所述清扫主体106外壁上设有多个圆周阵列的红外测距仪111，所述红外测距仪111能够测量与墙壁的距离，并连接控制升降电机309，所述清扫主体106中部设有清扫楼梯表面的清扫装置001，所述清扫装置001包括旋转清扫的清扫组件014、控制所述清扫主体106的移动距离和方向的移动组件015，所述移动组件015包括分别固定安装在所述升降腔012侧壁的移动电机108，每个所述移动电机108动力连接有移动电机轴109，所述移动电机轴109延伸到所述滚轮腔013中，所述滚轮腔013中的所述移动电机轴109上固设有移动滚轮110，所述移动电机108分别控制所述移动滚轮110转动和停止，以此控制所述清扫主体106的移动和转向；
所述清扫主体106外侧设有吸尘和固定的吸气装置002，所述吸气装置002包括分别固定安装在所述升降腔012顶部的升降气缸204，所述控制主体107中固设有气缸用气泵201和负压气泵202，通过所述气缸用气泵201控制所述升降气缸204内的气压进而控制所述移动电机轴109和所述移动滚轮110的升降调节，使所述清扫主体106底面接触地面，实施吸气功能，以此固定住所述清扫主体106；
所述控制主体107顶部设有旋转升降爬楼梯的爬楼装置003，所述爬楼装置003包括通过压力检测最低位的压力组件033、控制升降高低位置的升降组件035和控制旋转的旋转组件034，所述压力组件033包括固定安装在所述控制主体107中的压力检测器302，所述压力检测器302中滑动连接有压力杆303，每个所述控制主体107顶部设有压力腔031，每个所述控制主体107顶面固设有竖直丝杆轴314，两个所述竖直丝杆轴314上设有一个与所述竖直丝杆轴314相互转动的旋转连接板301，所述竖直丝杆轴314处的所述旋转连接板301底面固设有固定齿环320；
所述清扫装置001能够在楼梯上移动，打扫，对楼梯表面的垃圾和灰尘进行清扫，并在通过移动和旋转进行位置变化，所述吸气装置002能够将灰尘吸入所述清扫主体106中，保持楼梯面的清洁，并且通过负压固定在楼梯上，配合爬楼，所述爬楼装置003能够通过升降和旋转实现自动上楼，以便逐级对楼梯进行清洁。
所述清扫组件014包括固定安装在所述清扫主体106中的清扫电机101，所述清扫电机101动力连接有清扫电机轴102，所述清扫电机轴102延伸进入所述旋转腔011中，所述旋转腔011中的所述清扫电机轴102上固设有旋转板103，所述旋转板103上设有旋转刷104，所述旋转板103外固设有在所述 旋转腔011侧壁中滑动的旋转滑块105，从而当所述清扫主体106在楼梯上移动时，启动所述清扫电机101，带动所述清扫电机轴102转动，使所述旋转板103旋转，所述旋转滑块105在所述旋转腔011侧壁中滑动，所述旋转刷104随所述旋转板103旋转，所述旋转刷104接触楼梯面，对楼梯上的灰尘进行清扫，实现楼梯的自动清扫。
所述移动组件015包括滑动安装在每个所述升降气缸204中的升降杆205，所述升降杆205上固设有转动连接在所述移动电机轴109上的升降轴套206，每个所述升降腔012底部固设有抵接板207，所述升降轴套206接触所述抵接板207，所述移动电机108能够在所述升降腔012侧壁中滑动，从而当所述升降轴套206接触所述抵接板207时，所述移动滚轮110撑起所述清扫主体106，使所述清扫主体106底面与楼梯面分离，启动所述移动电机108，所述移动电机轴109转动，带动所述移动滚轮110转动，所述移动滚轮110带动所述清扫主体106移动，当一侧的对称的两个所述移动滚轮110同向转动时，其中的另外两个所述移动滚轮110不转动，所述清扫主体106往一个方向移动，通过控制一侧的四个所述移动滚轮110的转动，实现所述清扫主体106的各个方向的移动，当所述清扫主体106移动到墙壁处时，所述红外测距仪111检测到墙壁的靠近，控制所述移动电机108和所述移动滚轮110的转动，使所述清扫主体106不会撞到墙壁。
每个所述吸气腔021处的所述清扫主体106底面固设有密封软垫203，所述气缸用气泵201连通控制所述升降气缸204，所述负压气泵202连通所述吸气腔021，从而当所述清扫主体106完成一级楼梯的清扫后，需要上楼时，启动所述负压气泵202和所述气缸用气泵201，所述气缸用气泵201吸气，使所述升降气缸204内的所述升降杆205上升，所述升降杆205带动所述升降轴套206和所述移动电机轴109上升，所述移动电机108在所述升降腔012侧壁移动，所述移动滚轮110上升，所述升降轴套206与所述2抵接板207分离，所述移动滚轮110上升后，所述吸气腔021接触楼梯面，使所述吸气腔021中形成密闭空间，启动所述气缸用气泵201，所述气缸用气泵201对所述吸气腔021中进行吸气，使所述吸气腔021内形成负压，将所述清扫主体106吸附在楼梯上，以便另一个所述清扫主体106的移动。
所述压力组件033包括滑动安装在每个所述压力腔031中的压力板305，所述压力板305与所述压力腔031底壁之间连接有两个压力弹簧304，所述压力板305上固设有两个关于所述压力杆303中心轴对称的升降柱306，每个所述升降柱306上滑动有调节套308，所述调节套308底部转动连接有与所述升降柱306螺纹连接的转动螺母307，所述旋转连接板301抵接在所述调节套308顶面，从而通过转动所述转动螺母307，调节所述调节套308的高度，以改变所述旋转连接板301的最低位置，当所述旋转连接板301移动接触所述调节套308后，所述旋转连接板301按压所述调节套308，使所述压力板305下移，压缩所述压力弹簧304，通过所述压力杆303的移动使所述压力检测器302检测到压力，控制所述旋转连接板301停止移动，所述旋转连接板301至最低位。
所述升降组件035包括固定安装在所述旋转连接板301上的两个升降电机309，所述升降电机309关于所述旋转连接板301中心对称，所述旋转连接板301中设有两个关于中心对称的丝杆腔032，每个所述升降电机309动力连接有升降电机轴310，所述升降电机轴310进入所述丝杆腔032中，所述丝杆腔032中的所述升降电机轴310上固设有升降齿轮311，所述竖直丝杆轴314贯穿所述旋转连接板301，所述丝杆腔032底面转动连接有与所述升降齿轮311啮合的旋转齿轮312，所述旋转齿轮312中固设有与所述竖直丝杆轴314螺纹连接的升降螺母313，所述竖直丝杆轴314顶部固设有限位板315，从而当需要上楼时，启动一侧的所述升降电机309，所述升降电机轴310转动，带动所述升降齿轮311转动，所述升降齿轮311带动所述旋转齿轮312和所述升降螺母313转动，所述升降螺母313带动所述旋转连接板301在沿所述竖直丝杆轴314上升，所述旋转连接板301相对另一个所述竖直丝杆轴314上升，而后启动另一个所述升降电机309，使其中的所述竖直丝杆轴314相对所述升降电机轴310上升，使其上的所述清扫主体106和所述控制主体107上升，实现两个所述清扫主体106的高度错位，两者的高度差为楼梯一阶的高度，所述限位板315为所述旋转连接板301的移动上限，保证所述旋转连接板301无法脱离所述竖直丝杆轴314。
所述旋转组件034包括固定安装在所述旋转连接板301底面的两个旋转电机316和转轴板318，所述旋转电机316和所述转轴板318均关于所述旋转连接板301中心对称，每个所述旋转电机316动力连接有旋转电机轴317，所述旋转电机轴317在所述转轴板318上转动连接，所述旋转电机轴317上固设有与所述固定齿环320啮合的驱动齿轮319，从而当两个所述清扫主体106产生高度差后，启动下阶楼梯上的所述旋转电机316，带动所述驱动齿轮319转动，所述驱动齿轮319带动所述固定齿环320和所述旋转连接板301旋转，所述旋转连接板301带动高处的清扫主体106和竖直丝杆轴314旋转，此所述清扫主体106旋转到上一级楼梯，实现爬梯功能。
所述压力检测器302连接控制所述升降电机309，当所述压力检测器302检测到压力后，控制所述升降电机309停止运行，使所述升降电机轴310相对所述竖直丝杆轴314停止移动。
所述密封软垫203为橡胶材质，能够对所述吸气腔021进行密封，防止所述吸气腔021中在负压时漏气。
上面所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (5)

1.一种楼梯自动清扫设备，其特征在于：包括安放在楼梯上的两个清扫主体(106)，由于初始状态时，两个所述清扫主体(106)高度一致，因此两个所述清扫主体(106)横向放置在同一楼梯面上，每个所述清扫主体(106)上固设有控制主体(107)，所述清扫主体(106)中设有旋转腔(011)和在所述清扫主体(106)中圆周阵列分布的升降腔(012)和滚轮腔(013)，所述升降腔(012)和所述滚轮腔(013)连通，每个所述滚轮腔(013)外侧设有吸气腔(021)，所述清扫主体(106)中部设有清扫楼梯表面的清扫装置(001)，所述清扫装置(001)包括旋转清扫的清扫组件(014)、控制所述清扫主体(106)的移动距离和方向的移动组件(015)；
所述清扫主体(106)外侧设有吸尘和固定的吸气装置(002)，所述吸气装置(002)包括分别固定安装在所述升降腔(012)顶部的升降气缸(204)；所述控制主体(107)顶部设有旋转升降爬楼梯的爬楼装置(003)，所述爬楼装置(003)包括通过压力检测最低位的压力组件(033)、控制升降高低位置的升降组件(035)和控制旋转的旋转组件(034)；所述移动组件(015)包括分别固定安装在所述升降腔(012)侧壁的移动电机(108)，每个所述移动电机(108)动力连接有移动电机轴(109)，所述移动电机轴(109)延伸到所述滚轮腔(013)中，所述滚轮腔(013)中的所述移动电机轴(109)上固设有移动滚轮(110)，所述移动电机(108)分别控制所述移动滚轮(110)转动和停止，以此控制所述清扫主体(106)的移动和转向，所述控制主体(107)中固设有气缸用气泵(201)和负压气泵(202)，通过所述气缸用气泵(201)控制所述升降气缸(204)内的气压进而控制所述移动电机轴(109)和所述移动滚轮(110)的升降调节，使所述清扫主体(106)底面接触地面，实施吸气功能，以此固定住所述清扫主体(106)，所述压力组件(033)包括固定安装在所述控制主体(107)中的压力检测器(302)，所述压力检测器(302)中滑动连接有压力杆(303)，每个所述控制主体(107)顶部设有压力腔(031)，每个所述控制主体(107)顶面固设有竖直丝杆轴(314)，两个所述竖直丝杆轴(314)上设有一个与所述竖直丝杆轴(314)相互转动的旋转连接板(301)，所述竖直丝杆轴(314)处的所述旋转连接板(301)底面固设有固定齿环(320)，所述清扫组件(014)包括固定安装在所述清扫主体(106)中的清扫电机(101)，所述清扫电机(101)动力连接有清扫电机轴(102)，所述清扫电机轴(102)延伸进入所述旋转腔(011)中，所述旋转腔(011)中的所述清扫电机轴(102)上固设有旋转板(103)，所述旋转板(103)上设有旋转刷(104)，所述旋转板(103)外固设有在所述 旋转腔(011)侧壁中滑动的旋转滑块(105)；所述清扫主体(106)外壁上设有多个圆周阵列的红外测距仪(111)，所述红外测距仪(111)能够测量与墙壁的距离，并连接控制升降电机(309)，所述移动组件(015)包括滑动安装在每个所述升降气缸(204)中的升降杆(205)，所述升降杆(205)上固设有转动连接在所述移动电机轴(109)上的升降轴套(206)，每个所述升降腔(012)底部固设有抵接板(207)，所述升降轴套(206)接触所述抵接板(207)，所述移动电机(108)能够在所述升降腔(012)侧壁中滑动；每个所述吸气腔(021)处的所述清扫主体(106)底面固设有密封软垫(203)，所述气缸用气泵(201)连通控制所述升降气缸(204)，所述负压气泵(202)连通所述吸气腔(021)；所述压力组件(033)包括滑动安装在每个所述压力腔(031)中的压力板(305)，所述压力板(305)与所述压力腔(031)底壁之间连接有两个压力弹簧(304)，所述压力板(305)上固设有两个关于所述压力杆(303)中心轴对称的升降柱(306)，每个所述升降柱(306)上滑动有调节套(308)，所述调节套(308)底部转动连接有与所述升降柱(306)螺纹连接的转动螺母(307)，所述旋转连接板(301)抵接在所述调节套(308)顶面。
2.根据权利要求1所述的一种楼梯自动清扫设备，其特征在于：所述升降组件(035)包括固定安装在所述旋转连接板(301)上的两个升降电机(309)，所述升降电机(309)关于所述旋转连接板(301)中心对称，所述旋转连接板(301)中设有两个关于中心对称的丝杆腔(032)，每个所述升降电机(309)动力连接有升降电机轴(310)，所述升降电机轴(310)进入所述丝杆腔(032)中，所述丝杆腔(032)中的所述升降电机轴(310)上固设有升降齿轮(311)，所述竖直丝杆轴(314)贯穿所述旋转连接板(301)，所述丝杆腔(032)底面转动连接有与所述升降齿轮(311)啮合的旋转齿轮(312)，所述旋转齿轮(312)中固设有与所述竖直丝杆轴(314)螺纹连接的升降螺母(313)，所述竖直丝杆轴(314)顶部固设有限位板(315)。
3.根据权利要求1所述的一种楼梯自动清扫设备，其特征在于：所述旋转组件(034)包括固定安装在所述旋转连接板(301)底面的两个旋转电机(316)和转轴板(318)，所述旋转电机(316)和所述转轴板(318)均关于所述旋转连接板(301)中心对称，每个所述旋转电机(316)动力连接有旋转电机轴(317)，所述旋转电机轴(317)在所述转轴板(318)上转动连接，所述旋转电机轴(317)上固设有与所述固定齿环(320)啮合的驱动齿轮(319)。
4.根据权利要求1所述的一种楼梯自动清扫设备，其特征在于：所述压力检测器(302)连接控制所述升降电机(309)，当所述压力检测器(302)检测到压力后，控制所述升降电机(309)停止运行，使所述升降电机轴(310)相对所述竖直丝杆轴(314)停止移动。
5.根据权利要求4所述的一种楼梯自动清扫设备，其特征在于：所述密封软垫(203)为橡胶材质，能够对所述吸气腔(021)进行密封，防止所述吸气腔(021)中在负压时漏气。
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