CN115069621A - 一种磁吸附式清扫机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人清扫技术领域，具体涉及一种磁吸附式清扫机器人。包括磁吸附式车体，安装在车体上的清扫装置，清扫装置包括喷水组件、滚刷组件以及拖布组件。清扫装置的喷水组件能够对作业面进行喷水，将作业面打湿，滚刷组件利用滚刷能够对作业面进行清洁，拖布组件利用拖布一方面能够对作业面进行二次清洁，另一方面能够将作业面擦拭干净。在机器人工作过程中喷水组件、滚刷组件、拖布组件依次作业，能够在一次作业中便保证清洁效果。

Description

一种磁吸附式清扫机器人

技术领域

本发明涉及机器人清扫技术领域，具体涉及一种磁吸附式清扫机器人。

背景技术

目前，针对大型船舶外壳的清洁工作一般是人工作业，人工作业耗时耗力，而且由于船体外壳的表面凹凸不平、形状不规则很多地方清洁不到，清洁效果不好，同时，对于内部贴设有磁性材料的建筑外墙以及金属厂房建筑的外墙等高空建筑外墙的清洗、保洁工作，一般也都需要人工攀爬在高空中进行操作，人工作业一方面在工作过程中存在很多安全隐患，每年都会因为高空作业发生很多的安全事故，另一方面建筑外墙的很多区域人工作业困难，无法很好地完成清扫作业。近年来，已有多所高校、科研院所开始清扫机器人的研发，但是目前能够成型应用的产品很少，而且目前应用的机器人普遍存在清扫效果不好的问题，在性能上不能很好地满足实际需求，还不能广泛地代替人工作业。

发明内容

本发明在于提供一种磁吸附式清扫机器人，以解决现有技术中清扫机器人存在的清扫效果不好的问题。

为实现上述目的，本发明的磁吸附式清扫机器人的技术方案是：包括磁吸附式车体，安装在车体上的清扫装置，清扫装置包括喷水组件、滚刷组件以及拖布组件，滚刷组件以及拖布组件分别沿机器人移动方向的前后间隔布置，滚刷组件位于拖布组件的前侧，喷水组件的喷口朝向滚刷组件的前侧清扫面，以能够向滚刷组件前侧的作业面喷水，滚刷组件用于对清扫面上被打湿、浸润、软化的灰尘或粘结物进行刷扫，拖布组件用于抹擦滚刷组件刷扫过的清扫面。

有益效果：通过上述设计，机器人在移动过程中，首先，喷水组件的喷头向作业面喷水用于将作业面打湿，并浸润、软化灰尘或粘结物之后，滚刷组件会在机器人移动的过程中随动滚动地经过作业表面，并对灰尘或粘结物进行刷扫；当针对灰尘等小的污渍进行的清理时，滚刷一边对被打湿的灰尘刷洗，破坏污渍与作业面之间的粘附性，便于将污渍从作业面剥离，另一方面利用滚刷上的刷毛能够将被打湿的灰尘粘附在刷毛上，实现将灰尘类污渍从作业面上清洁掉；针对土块等体积较大的块状污渍，在打湿浸润后土块会变软，在行进过程中，滚刷碾压打湿后的土块使其变形，之后将被碾压变为松散的小块颗粒的土块粘附在刷毛之间从作业面上清洁掉；针对粘附在作业面上的小石子等硬度较高的污渍，喷水打湿后能够破坏小石子与作业面之间的粘附性，利于脱落，之后在滚刷组件的行进过程中一方面小石子会被推掉脱落，另一方面利用滚刷能够将小石子夹在刷毛之间，将小石子从作业面上剥离掉；最后，在滚刷组件作业完成之后，在行进过程中，拖布组件会经过已经被喷水组件和滚刷组件作业过得作业面，利用拖布组件能够对作业面完成二次清洁，同时利用拖布组件能够将被打湿后的作业面擦拭干净，保持作业面的干燥清洁；综上，通过上述布置，本发明的磁吸附式清扫机器人能够在行进过程中一次性完成对作业面的喷水、清洁以及擦拭工作，确保一次性作业便实现对作业面高效果的清洁，同时，本发明磁吸附式清扫机器人针对各种粘附在作业面的污渍均能有很好的清洁效果，因此，本发明的磁吸附式清扫机器人能够解决现有技术中的磁吸附式清扫机器人存在的清洁效果不好的问题。

作为一种优选的技术方案：滚刷组件与拖布组件分别布置在车体的两端，喷水组件布置在滚刷组件与拖布组件之间。

有益效果：通过上述布置，将滚刷组件与拖布组件分别布置在车体的两端，能够使得机器人在行进过程中先利用滚刷组件对作业面进行刷洗，再利用拖布组件对作业面进行擦拭，确保清洁效果，将喷水组件布置在滚刷组件与拖布组件之间一方面能够使得机器人的整体结构布置更加合理紧凑，提高整体空间利用率，另一方面利用这种布置方式能够令机器人的重心位于车体的靠近中间的位置，使机器人整体受力均衡，增强机器人作业时的稳定性，进一步保证清洁效果。

作为一种优选的技术方案：磁吸附式车体包括车体底盘，车体底盘上安装有前侧车轮组和后侧车轮组，滚刷组件包括滚刷安装架以及装于其上的滚刷，滚刷处于前侧车轮组的前侧。

有益效果：将滚刷布置在前侧车轮组的前侧能够使得在机器人行进过程中滚刷先于车体的移动装置接触作业面，确保滚刷能够最先对作业面进行处理，避免机器人的机体接触未被处理的作业面，造成机体污染，保证清洁效果。

作为一种优选的技术方案：磁吸附式车体包括车体底盘，车体底盘上安装有前侧车轮组和后侧车轮组，拖布组件包括拖布安装架以及拖布，拖布处于后侧车轮组的后侧。

有益效果：将拖布布置在后侧车轮组的后侧能够使得机器人在行进过程中拖布最后离开作业面，确保拖布能够对作业面进行最后处理，充分擦拭作业面，保证清洁效果。

作为一种优选的技术方案：喷水组件包括喷水执行单元以及喷水调节单元，喷水执行单元包括喷水管路，喷头处于喷水管路的末端，喷水管路与喷水调节单元连接且被喷水调节组件带动以实现喷头位置的调节，进而调节喷水范围和压力。

有益效果：通过上述设计，利用喷水调节组件能够调节喷水管路的喷头的位置，进而调节喷水范围和压力，从而针对污染程度较低的作业面，可以通过增大喷水范围、减小喷水压力的方式进行清洁，一方面能够增大被打湿的作业面的面积，提高工作效率，另一方面有利于节省能耗，而针对污染程度较高的作业面，可以通过减小喷水范围、加大喷水压力的方式进行清洁，这样能够保证良好的清洁效果，因此，可以根据污染程度不同的作业面实时调整作业方案，使得机器人能够适应不同的工作环境，确保针对不同的作业环境均能有很好的清洁效果。

作为一种优选的技术方案：喷水调节单元包括输出磁吸附式车体的上下方向的动作的升降机构和输出绕上下方向的轴线旋转的旋转机构，以实现对喷头的角度调节和高度调节。

有益效果：通过上述设计将喷水调节单元设计为升降机构和旋转机构，以实现对喷头的角度调节和高度调节，一方面，利用升降机构能够改变喷口的喷洒范围并改变喷洒出来的水作用在作业表面上的压力，利用旋转装置能够改变喷头的喷洒方位，使得喷口能够精准地到达预定位置，保证清洁效果，同时利用旋转可以对机器人四周粘附在作业表面上的灰尘、污渍等进行预处理，针对污染程度较高的作业面可以预先着重处理，减小后续清洁和擦拭工作的难度，进一步提高工作效率，保证清洁效果，另一方面，将喷水调节单元设计为上下布置的升降机构和旋转机构能够使得机器人整体受力均衡，避免因为调节喷水而造成机器人倾覆等故障，确保机器人工作稳定，同时还能够使得机器人整体结构更加紧凑。

作为一种优选的技术方案：旋转机构固定安装在磁吸附式车体上，其具有输出旋转动作的旋转输出平台，升降机构固定安装在旋转输出平台上且被带动旋转，喷水组件包括水源，喷水管路包括软管段和硬管段，软管段连接硬管段和水源，喷头处于硬管段的末端，硬管段与升降机构的升降动作端连接，水源固定安装在旋转输出平台上。

有益效果：通过上述设计，减小升降机构的负载，降低能耗。

作为一种优选的技术方案：旋转机构包括旋转底座，旋转底座内安装有蜗轮蜗杆机构，蜗杆的一端传动连接有驱动电机，蜗轮轴的一端与旋转输出平台固定连接。

有益效果：通过上述设计利用蜗轮蜗杆机构来实现喷头的旋转，一方面能够实现较为精准的旋转调节，确保机器人的作业效果，另一方面，蜗轮蜗杆机构结构简单，便于装配，且蜗轮蜗杆机构具有自锁能力，能够对喷头的位置进行较好的保持。

作为一种优选的技术方案：升降机构包括滚珠丝杠机构，丝杠的一端连接在旋转输出平台上，喷水管路安装在螺母上。

有益效果：通过上述设计，利用滚珠丝杠机构实现喷头的升降，一方面能够确保升降调节的准确度，另一方面，滚珠丝杠机构结构简单，便于装配。

作为一种优选的技术方案：位于车体左侧和右侧的车轮分别构成两个行进轮组，在每个行进轮组上均绕装有行走带，行走带上沿其长度方向均布有磁吸块。

有益效果：通过上述设计，利用行走带与作业面之间的面接触，能够增大机器人与作业面之间的接触面积，确保机器人运行的稳定性，同时，行走带在面对凹凸不平或者具有弧度的作业面时，行走带能够确保机器人很好地贴合在作业面上；沿行走带的长度方向均布磁吸块，能够使得机器人在运行过程中始终与作业面产生均匀有效的磁力吸附，提高机器人运行的稳定性。

作为一种优选的技术方案：在车体底盘上布置有两套动力装置，每套动力装置分别与一组行进轮组传动连接，用于为机器人提供行进动力和实现速差转向。

有益效果：通过上述设计，能够使得动力装置不仅为机器人提供动力，还能够控制机器人的转向，将两部分功能均集中在动力装置中，能够进一步简化机器人的结构，减轻整体重量，提高机器人的运行稳定性，进一步保证清洁效果。

附图说明

图1为本发明的一种磁吸附式清扫机器人的实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明的一种磁吸附式清扫机器人的实施例1的清扫装置的喷水组件的结构示意图；

图3为本发明的一种磁吸附式清扫机器人的实施例1的喷水组件的旋转机构的结构示意图；

图4为本发明的一种磁吸附式清扫机器人的实施例1的清扫装置的拖布组件的结构示意图；

图5为磁吸附装置的实施例1的磁吸附装置的结构示意图；

附图标记说明：

1、橡胶皮带；2、从动轮；3、后竖板；4、第一套筒；5、滚动轴承；6、拖布；7、拖布连接臂；8、连接支架；9、从动轴；10、车体底盘；11、大齿轮；12、前竖板；13、小齿轮；14、减速箱盖；15、滚刷连接座；16、直流伺服电机；17、电机座；18、联轴器；19、滚刷；20、滚刷连接臂；21、滚刷轴；22、喷头；23、水管；24、连接板；25、固定座；26、导轨；27、移动板；28、滚珠丝杠螺母；29、丝杠；30、水箱；31、旋转板；32、轴承箱；33、底座盖；34、顶盖；35、旋转底座；36、轴承端盖；37、电机底座；38、蜗杆；39、蜗轮；40、蜗轮轴轴承；41、蜗轮轴；42、紧定螺母；43、第二套筒；44、永磁铁组；45、第三套筒；46、主动轴；47、主动轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为假定的方位或位置关系，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。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明磁吸附式清扫机器人的具体实施例1：

如图1所示，磁吸附式清扫机器人包括车体底盘10，车体底盘10上一体成型有四个竖板，其中处于车体底盘10前端的两个竖板为前竖板12，两个前竖板12分置于车体底盘10的左右两侧布置，并且处于左侧的前竖板12的左侧面与车体底盘10的左侧面对齐，处于右侧的前竖板12的右侧面与车体底盘10的右侧面对齐，处于车体底盘10后端的两个竖板为后竖板3，并且处于左侧的后竖板3的左侧面与车体底盘10的左侧面对齐，处于右侧的后竖板3与车体底盘10的右侧面对齐。

四个竖板中在高度方向均设置有安装孔，两个后竖板3的安装孔内均固定安装有第一套筒4，从动轴9的两端通过滚动轴承5分别与两个后竖板3内的第一套筒4转动安装，从动轴9的两端均设有外螺纹并且伸出左右两端的后竖板3的安装孔，两个后竖板3的外侧各自布置一个从动轮2，两个从动轮2通过止转键块止转装配在从动轴9上并通过螺母对从动轮2进行限位，防止从动轮2从从动轴9上脱出。

在车体底盘10的前端左右两侧对称布置有两套相同的动力装置，每套动力装置由直流伺服电机16、联轴器18、圆柱齿轮减速器组成。其中，圆柱齿轮减速器由一对相互啮合的大、小齿轮以及减速箱盖14组成，圆柱齿轮减速器的减速箱盖14通过紧固螺钉固定在车体底盘10上，大、小齿轮布置在减速箱盖14的内部。

以处于车体底盘10前端右侧的一套动力装置为例，处于右侧的直流伺服电机16通过电机座17固定安装在车体底盘10上，直流伺服电机16的电机轴朝向右侧延伸并与联轴器18固定连接，联轴器18的另一端通过止转键块与圆柱齿轮减速器的小齿轮13止转安装,小齿轮13与大齿轮11啮合传动，大齿轮11与主动轴46通过止转键块止转配合，在右侧的前挡块的安装孔内固定有第一套筒4，主动轴46的另一端伸出第一套筒4并通过滚动轴承5与第一套筒4转动配合，主动轴46伸出第一套筒4的一端设置有外螺纹并通过止转键块与主动轮47止转配合，并通过螺母将主动轮47固定在主动轴46上，防止主动轮47从主动轴46上脱落。

处于车体左侧的动力装置的安装方式与右侧的动力装置一致，在此不再赘述。

两个主动轮47和两个从动轮2共同组成移动装置，处于同一侧的一对主动轮47和从动轮2构成一组行进轮组，以此，将动力经直流伺服电机16传递至圆柱齿轮加速器，经圆柱齿轮减速器减速后传递至输出轴，并通过输出轴传递至主动轮47，进而将动力传递至移动装置带动机器人运动。

同时，每个主动轮47均与一套独立的动力装置连接，因此可通过控制两个直流伺服电机16的转速，使两个主动轮47的转速不同，从而实现速差转向，因此动力装置不仅为机器人提供动力，还能够控制机器人转向，通过这种设置，使动力装置行使两部分功能，进一步简化了机器人的结构，减轻整体质量，提高机器人的运行稳定性。

将主动轴46与从动轴9均安装在竖板的安装孔内，一方面能够利用竖板的安装孔对车轮的安装位置进行定位，即，可以通过设计不同的安装孔的位置改变车体与作业面之间的距离，从而使得机器人能够适应不同的工作环境，另一方面可以将车轴提升起来而不用固定在车体底盘10的底面上，以此能够将车体底盘10设计成镂空结构，进一步减轻机器人的重量，降低车体底盘距离行走面的高度，提高机器人运行的稳定性。

在主动轮47与从动轮2的周面上均设有卡槽，由处于同一侧的一对主动轮47和从动轮2构成的一组行进轮组通过卡槽安装有一套磁吸附装置，如下图5所示，磁吸附装置包括橡胶皮带1以及均匀封装在橡胶皮带1内部的永磁铁组44。

在安装时，橡胶皮带1的一端卡装在主动轮47的卡槽内，另一端卡装在从动轮2的卡槽内，并且当橡胶皮带1卡装在行进轮组上时会使皮带绷紧，即，在运动时皮带贴合在作业面上。

将永磁铁组44均匀封装在橡胶皮带1的内部，首先能够避免永磁铁组44与作业面直接接触，防止由于直接接触产生的较大摩擦损坏作业表面，而且能够避免由于摩擦力引起永磁铁组44的温度升高从而引起磁性降低，造成机器人使用故障，同时，将永磁铁组与作业面隔离开还能够降低机器人行进中的阻力，减少功率损耗，进而减少为机器人提供动力的电池模组等的质量，进一步可以减少机器人的整体质量，使得机器人运行更加稳定，能够有更好的适应性。

其次，将永磁铁组44布置在橡胶皮带1的内部，能够利用橡胶皮带1作为缓冲，防止在暴晒等环境下温度较高的作业面与永磁铁组44直接接触，对内部永磁铁组44进行保护，避免高温引起磁性降低，确保机器人能够在各种情况下均能稳定工作，进而保证清洁效果。

利用橡胶皮带1封装永磁铁组44，一方面橡胶皮带与作业面接触，能够利用橡胶皮带的面接触增加车体与作业面之间的接触面积，提高行进时的稳定性，同时橡胶皮带1为柔性材料，在行进过程中能够柔性贴合在作业表面，确保与作业面的充分接触并且保证处于内部的永磁铁组44距离作业面的距离一致，使得各永磁铁组44产生的磁吸力一致，从而使得机器人各处受力均衡，避免由于受力问题造成机器人行进偏斜或转向偏斜等问题发生。另一方面在面对凹凸不平或者具有弧度的作业面时，橡胶皮带1也能够很好地贴合在作业表面，保证机器人的运行稳定性。

综上，本发明的磁吸附式清扫机器人利用上述磁吸附装置能够确保机器人作业时的稳定性，并能够提高机器人的适应性，进而保证机器人作业的清洁效果。

在车体底盘10上还安装有用于清洁的清扫装置，清扫装置由位于车体底盘10前端的滚刷组件、位于车体底盘10中间位置的喷水组件以及位于车体底盘10后端的拖布组件组成。

滚刷组件包括滚刷19、滚刷轴21、滚刷连接臂20以及滚刷连接座15。在车体底盘10位于动力装置的前面左右对称布置有两个滚刷连接座15，滚刷连接座15的一端通过螺钉固定安装在车体底盘10上，另一端通过螺栓组件与滚刷连接臂20的一端转动安装，两个滚刷连接臂20的另一端分别套装在滚刷轴21上并通过螺母与滚刷轴21固定装配在一起，在两个滚刷连接臂20之间的滚刷轴21上套设有滚刷19，并且滚刷19能够绕滚刷轴21滚动。装配完成后滚刷19处于前侧的两个主动轮47的前侧，并伸出车体底盘10前方与作业面接触。

通过上述布置，滚刷组件的滚刷19伸出车体与作业面接触，能够保证在机器人在行进过程中滚刷19先于车体的移动装置接触作业面，确保滚刷19能够最先对作业面进行处理，避免机器人的机体接触未被处理的作业面，造成机体污染，确保清洁效果。

由于滚刷连接臂20与滚刷连接座15是转动装配在一起，那么当与作业面接触的滚刷19在行进路径上遇到障碍物时，通过滚刷连接臂20能够将滚刷19抬升起来，从而避让障碍物，能够避免车体底盘10被障碍物翘起造成机器人倾覆等故障发生，确保机器人的运动稳定。

在车体底盘10位于动力装置的后面的中间位置布置有喷水组件。如图2所示，喷水组件包括喷水执行单元和喷水调节单元，喷水执行单元包括水管23以及与水管连通的水箱30，水管23的末端安装有喷头22，喷水调节单元包括旋转机构和升降机构。

其中旋转机构的旋转底座35固定安装在车体底盘10上，在旋转底座35的上方固定有底座盖33，在底座盖33上通过螺钉固定有顶盖34，在旋转底座35、车体底盘10以及底座盖33围成的盒体内部安装有蜗轮蜗杆机构。

如图3所示，蜗轮蜗杆机构的蜗轮39通过止转键块止转安装在蜗轮轴41上，蜗轮轴41的一端伸出底座盖33的伸出孔，并通过轴承(图中未视出)与顶盖34转动装配在一起。蜗轮轴41的另一端伸出车体底盘10的安装孔(图中未视出)，并通过蜗轮轴轴承40与车体底盘10转动装配，在伸出车体底盘10的一端设置有外螺纹，并通过套装在蜗轮轴41上的第三套筒45以及旋紧在外螺纹上的紧定螺母42对蜗轮轴轴承40进行定位支撑，防止蜗轮轴轴承40从蜗轮轴41上脱落。

在蜗轮轴轴承40与蜗轮39之间设置有第二套筒43，第二套筒43套设在处于蜗轮轴轴承40与蜗轮39之间的蜗轮轴41上，通过第二套筒43对蜗轮39以及蜗轮轴轴承40的轴向位置进行定位，防止运动过程中各部分位置发生偏斜造成运行故障。

如图2所示，在旋转底座35的侧面上开设有通孔，在通孔的一端固定安装有轴承端盖36，旋转机构的蜗杆38的一端与蜗轮39啮合传动，另一端为旋转机构动力输入端从轴承端盖36中穿出并通过轴承(图中未视出)转动安装在通孔内。在直流伺服电机16与旋转底座35之间设置有电机底座37，电机底座37通过螺钉固定在车体底盘10上，蜗杆38的动力输入端从轴承端盖36中穿出并转动装配在电机底座37的安装孔内。

在直流伺服电机16与电机底座37之间设置有驱动电机(图中未视出)，蜗杆的动力输入端与驱动电机相连以带动蜗杆38转动，从而实现动力经蜗杆38传递至蜗轮39，进而带动蜗轮轴41旋转。

蜗轮轴41伸出顶盖34的一端固定连接有旋转板31，旋转板31上布置有升降机构。在本实施例中，升降机构为滚珠丝杠机构，在旋转板31的上端面上通过螺钉安装有轴承箱32，轴承箱32的内部中空并且分为大径段与小径段，轴承箱32的大径段的底部固定安装在旋转板上。

滚珠丝杠机构的丝杠29的一端为动力输入端转动转配在轴承箱32的小径段的安装孔内，在轴承箱32的大径段的内腔中布置有升降电机，升降电机与丝杠29伸入轴承箱32内的动力输入端相连接，用于带动丝杠旋转。

滚珠丝杠机构的滚珠丝杠螺母28的上端面与移动板27的下端面相固定，在丝杠29被旋转电机带动旋转时，滚珠丝杠螺母28会沿着丝杠进行升降运动，进而带动移动板27进行升降运动。

在旋转板31的后侧位置上固定安装有水箱30，在水箱30的后端连接有水管23，水管23为“U”型结构，分为一个沿上下方向延伸的竖直段和与竖直段两端连通沿前后方向延伸的延伸段，即上延伸段与下延伸段，其中上延伸段与下延伸段为硬管段，竖直段为软管段。下延伸段的一端与竖直段的下端连通，另一端与水箱30连通。上延伸段的一端与是竖直段的上方连通，另一端朝向机器人前方延伸，并且在朝向机器人前方延伸的端部安装有喷头22。

喷头22伸至滚刷19前侧，以此在作业时喷头22能够将水喷洒在作业表面，再经滚刷19清洁，保证清洁效果。

水管23的上延伸段通过固定座25固定安装在移动板27上，一方面能够利用移动板27、滚珠丝杠机构共同对水管23进行重量支撑，确保支撑稳定，另一方面移动板27、滚珠丝杠机构能够承担水管23喷洒产生的压力，防止因水管23内水的重量和喷洒压力使得机器人受力不稳定，造成倾覆等运行故障，保证机器人的运行稳定。

将水箱30布置在旋转板31的后方，将水管23的上延伸段向前延伸，一方面方便布置，能够使得整体结构紧凑，另一方面一前一后布置能够能够利用水管的重力和水箱的重力均衡整个喷水组件的受力，进一步提高机器人的作业稳定性。

在旋转板31的上侧面左右对称布置有两根导轨26，在移动板27上对应开设有用于穿装导轨26的穿装孔，移动板27能够沿着导轨26上下移动。两根导轨26的下端固定在旋转板31上，上端通过连接板24固定在一起，以此对丝杠29的位置进行固定，避免升降机构升降过程中导轨26发生偏斜造成运行故障，引起设备损坏，进一步提高装置的稳定性，确保清洁效果。

本实施例中的水箱内部安装有水泵(图中未示出)，通过水泵将水箱中的水泵出至喷头22并从喷头22喷洒之作业面。

综上，通过旋转装置能够带动升降装置旋转，利用升降装置能够带动水管23和喷头22升降，从而能够完成喷头22的旋转和升降动作。

这样设计能够利用升降改变喷头22的喷洒范围并改变喷洒出来的水作用在作业表面上的压力，从而针对污染程度较低的作业面可以提升喷头22，加大喷洒范围进而提高工作效率。当针对污染程度较高的作业面可以降低喷头22高度，加大作用在作业表面上的压力，提升清洁效果，使得粘附性较强的污渍也能很好地得到清理，提高升降装置能够针对不同污染程度的作业面进行不同的作业方案，使得机器人能够适应不同的工作环境，在提升工作效率的同时能保证清洁效果。

利用旋转装置能够改变喷头22的喷洒方位，一方面使得机器人在工作路线上可以通过旋转对机器人打湿机器人四周的工作面，对机器人四周粘附在作业表面上的灰尘、污渍等进行预处理，减小后续工作的难度，进一步提高工作效率，保证清洁效果，另一方面针对污染程度较高的作业面可以预先着重处理，减小后续清洁和擦拭工作的难度，即利用喷水调节组件能够调节喷水的范围和压力。

在车体底盘10的后面布置有拖布组件，如图4所示，拖布组件包括拖布板，拖布板上可拆安装有拖布6，拖布板通过螺栓螺母组件与连接支架8固定连接，连接支架8通过螺栓螺母组件与拖布连接臂7的一端固定连接，拖布连接臂7的另一端转动安装在车体底盘10的后端。装配完成后，拖布6处于后侧的两个从动轮2的后侧并且伸出车体底盘10的后方与作业面接触。通过上述布置，在作业过程中，能够使得拖布6最后离开作业面，充分擦拭作业面，确保机器人能够对作业面有很好的清洁效果。

在工作过程中，利用拖布6对湿润的作业面进行擦拭，一方面用于去除表面水分，另一方面在擦拭过程中还能够对作业表面进一步清洁。同时拖布连接臂7转动安装在车体底盘10的后端，那么当遇到大的障碍物时拖布6可以抬起，避免由于障碍物造成机器人的倾覆等故障产生。

本实施例中的车体底盘10除了需要安装上述组件和结构的位置均设计为镂空结构，以此来减轻机器人的重量使得机器人运行的更加稳定。

本发明的磁吸附式清扫机器人的工作过程为：当针对贴附有磁性材料的建筑外墙、工厂厂房的金属立面或者船舶外壳进行清洁时，将本发明的磁吸附式机器人放置在作业面上，此时磁吸附装置与作业面之间产生吸附力使得机器牢固地吸附在作业面上，然后在动力装置的驱动下驱动主动轮47旋转，从而带动机器人运动，当需要转向时，利用两互相独立的驱动装置的差速实现转向。

当机器人运动至作业位置时，首先针对污渍的位置和污染程度通过可喷水组件的旋转组件以及升降组件调整喷头22的方位和高度，然后启动水泵将水箱内的水注入至喷头22，通过喷头22向作业面进行喷水，之后机器人在行进的过程中，滚刷组件会随动滚动地经过作业表面。

针对灰尘等小的污渍的清理，滚刷19一边对被打湿的灰尘刷洗，破坏污渍与作业面之间的粘附性，便于将污渍从作业面剥离，另一方面利用滚刷19上的刷毛能够将被打湿的灰尘粘附在刷毛上，实现将灰尘类污渍从作业面上清洁掉。

针对土块等体积较大的块状污渍，在打湿后土块会变软，在行进过程中，滚刷19碾压打湿后的土块使其变形，之后将被碾压变为松散的小块颗粒的土块粘附在刷毛之间从作业面上清洁掉。

针对粘附在作业面上的小石子等硬度较高的污渍，喷水打湿后破坏小石子与作业面之间的粘附性，利于脱落，之后在滚刷组件的行进过程中一方面小石子会被推掉脱落，另一方面利用滚刷19能够将小石子夹在刷毛之间，将小石子从作业面上剥离掉。

最后，在滚刷组件作业完成之后，在行进过程中，拖布组件会经过已经被喷水组件和滚刷组件作业过得作业面，利用拖布组件的拖布6能够对作业面完成二次清洁，同时利用拖布6能够将被打湿后的作业面擦拭干净，保持作业面的干燥清洁。

综上，通过上述布置，本发明的磁吸附式清扫机器人能够在行进过程中一次性完成对作业面的喷水、清洁以及擦拭工作，确保一次性作业便实现对作业面高效果的清洁，同时，本发明磁吸附式清扫机器人针对各种粘附在作业面的污渍均能有很好的清洁效果，因此，本发明的磁吸附式清扫机器人能够解决现有技术中的磁吸附式清扫机器人存在的清洁效果不好的问题。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，滚刷组件的滚刷安装在主动轮的前侧，并向前伸出车体底盘与作业面接触，在本实施例中，滚刷不再向前伸出车体底盘，而是布置在车体底盘的下面。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例3：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，拖布组件的拖布布置在从动轮的后侧，并向后伸出车体底盘与作业面接触，在本实施例中，拖布不再向后伸出车体底盘，而是布置在车体底盘的下面。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例4：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，喷水调节单元由升降机构和旋转机构组成，在本实施例中，喷水调节单元为安装在车体底盘上的多自由臂机械手，将喷管安装在机械手上，通过多自由度机械手调节喷水范围和压力。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例5：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，旋转机构固定安装在磁吸附式车体上，升降机构安装在旋转板上，在本实施例中，升降机构安装固定在磁吸附式车体上，旋转机构固定在升降机构的升降输出端上，此时水管固定安装在旋转机构的旋转输出端上。

本发明的磁吸附式清扫机器人的实施例6：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，喷水组件布置在滚刷组件和拖布组件之间，在本实施例中，喷水组件不再布置在滚刷组件和拖布组件之间，而是直接固定在车体位于拖布组件的一端。

本发明的磁吸附式清扫机器人的实施例7，本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，喷水组件包括喷水执行单元和喷水调节单元，在本实施例中，喷水组件不再设置喷水调节单元，喷水执行单元直接固定安装在车体底盘上。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例8：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，滚珠丝杠螺母的上端面固定安装有移动板，水管固定安装在移动板上，在本实施例中水管的下端安装有滑块，移动板上安装有滑槽，水管滑动安装在移动板上能够沿着车体底盘的左右方向左右滑动，通过这种布置能够进一步扩大机器人的喷水范围。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例9：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，滚珠丝杠螺母的上端固定安装有移动板，水管固定在移动板上，在本实施例中，水管直接固定在滚珠丝杠螺母的上端面上。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例10：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，旋转机构利用蜗轮蜗杆机构实现旋转运动，进而带动水管旋转，在本实施例中，旋转机构利用齿轮机构实现旋转运动。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例11：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，升降机构利用滚珠丝杠机构实现升降运动，在本实施例中，升降机构利用齿轮齿条机构实现升降运动。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例12：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，滚刷连接臂与滚刷连接座转动装配在一起，在本实施例中，滚刷连接臂与滚刷连接座是固定装配在一起。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例13：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，拖布连接臂转动安装在车体底盘的后端，在本实施例中，拖布连接臂固定安装在车体底盘的后端。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例14：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，在车体底盘的前端左右两侧对称布置有两套相同的动力装置，同时，每个主动轮均与一套独立的动力装置连接，在本实施例中，在车体前端仅布置一套动力装置，动力装置分别与处于车体前端两侧的主动轮相连接，此时由单独的转向机构控制机器人的转向。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例15，本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，动力装置安装在车体的前方，处于前方的两个车轮为主动轮，位于后方的两个车轮为从动轮，在本实施例中，动力装置处于车体的后方，位于后方的两个车轮为主动轮，处于前方的两个车轮为从动轮。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例16：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，磁吸附装置包括橡胶皮带以及包裹在橡胶皮带内部的永磁铁组，橡胶皮带的一端套装在主动轮上，另一端套装在从动轮上，在本实施例中，磁吸附装置为一整块永磁铁块，磁吸附装置直接固定在车体底盘的下侧面上。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例17：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，磁吸附装置包括橡胶皮带以及包裹在橡胶皮带内部的永磁铁组，在本实施例中，永磁铁组直接固定在橡胶皮带的表面。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例18：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，水箱的内部安装有水泵，通过水泵将水箱中的水泵出至喷头，在本实施例中，水箱内部不再设置水泵，此时水管的一端安装在水箱的前端，另一端向前延伸。

本发明磁吸附式清扫机器人的实施例19：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，喷水执行单元包括水管23以及与水管连通的水箱30，在本实施例中，喷水执行单元不再设置水箱，水管直接与外界水管相连，外接水管与外界水泵相连，通过外界的水泵将水泵出至外界水管进而注入喷水执行单元的水管中。

本发明的磁吸附式清扫机器人的实施例20：本实施例与实施例1的区别在于，实施例1中，上延伸段与下延伸段为硬管段，竖直段为软管段，在本实施例中，上延伸段为硬管段，下延伸段与竖直段为软管段。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁吸附式清扫机器人，包括磁吸附式车体，安装在车体上的清扫装置，其特征在于，清扫装置包括喷水组件、滚刷组件以及拖布组件，滚刷组件以及拖布组件分别沿机器人移动方向的前后间隔布置，滚刷组件位于拖布组件的前侧，喷水组件的喷口朝向滚刷组件的前侧清扫面，以能够向滚刷组件前侧的作业面喷水，滚刷组件用于对清扫面上被打湿、浸润、软化的灰尘或粘结物进行刷扫，拖布组件用于抹擦滚刷组件刷扫过的清扫面。

2.根据权利要求1所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，滚刷组件与拖布组件分别布置在车体的两端，喷水组件布置在滚刷组件与拖布组件之间。

3.根据权利要求2所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，磁吸附式车体包括车体底盘(10)，车体底盘(10)上安装有前侧车轮组和后侧车轮组，滚刷组件包括滚刷安装架以及装于其上的滚刷(19)，滚刷(19)处于前侧车轮组的前侧。

4.根据权利要求2所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，磁吸附式车体包括车体底盘(10)，车体底盘(10)上安装有前侧车轮组和后侧车轮组，拖布组件包括拖布安装架以及拖布(6)，拖布(6)处于后侧车轮组的后侧。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，喷水组件包括喷水执行单元以及喷水调节单元，喷水执行单元包括喷水管路，喷头(22)处于喷水管路的末端，喷水管路与喷水调节单元连接且被喷水调节组件带动以实现喷头(22)位置的调节，进而调节喷水范围和压力。

6.根据权利要求5所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，喷水调节单元包括输出磁吸附式车体的上下方向的动作的升降机构和输出绕上下方向的轴线旋转的旋转机构，以实现对喷头(22)的角度调节和高度调节。

7.根据权利要求6所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，旋转机构固定安装在磁吸附式车体上，其具有输出旋转动作的旋转输出平台，升降机构固定安装在旋转输出平台上且被带动旋转，喷水组件包括水源，喷水管路包括软管段和硬管段，软管段连接硬管段和水源，喷头处于硬管段的末端，硬管段与升降机构的升降动作端连接，水源固定安装在旋转输出平台上。

8.根据权利要求7所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，旋转机构包括旋转底座(35)，旋转底座(35)内安装有蜗轮蜗杆机构，蜗杆(38)的一端传动连接有驱动电机，蜗轮轴(41)的一端与旋转输出平台固定连接。

9.根据权利要求7所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，升降机构包括滚珠丝杠机构，丝杠(29)的一端连接在旋转输出平台上，喷水管路安装在螺母上。

10.根据权利要求3或4所述的磁吸附式清扫机器人，其特征在于，位于车体左侧和右侧的车轮分别构成两个行进轮组，在每个行进轮组上均绕装有行走带，行走带上沿其长度方向均布有磁吸块。

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