CN117017120A - 一种楼梯踏面自动清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼梯踏面自动清洁装置，包括爬楼行进组件、横移组件和踏面清洁组件，爬楼行进组件包括机架、安装于机架底部的一对行进履带以及安装于机架前部的一对提升履带，提升履带相对行进履带倾斜布置；横移组件包括轮架以及安装在轮架上的麦克纳姆轮，轮架通过升降机构与机架上的横梁连接，横梁的两端可自由转动地安装于机架上，且机架上设有用来限制横梁转动的制动器，升降机构用来带动轮架升降，轮架升起时，麦克纳姆轮离开踏面，轮架降下时，麦克纳姆轮接触踏面并将机架顶起使行进履带与踏步脱离接触。本发明具有稳定可靠、使用寿命长等优点。

Description

一种楼梯踏面自动清洁装置

技术领域

本发明主要涉及楼梯自动清洁装置领域，特指一种楼梯踏面自动清洁装置。

背景技术

目前，楼梯踏面自动清洁装置大多由爬楼行进组件、横移组件和踏面清洁组件组成，其中，爬楼行进组件用于爬楼行进，横移组件用于沿楼梯踏面长度方向横向移动，踏面清洁组件用于在装置沿楼梯踏面长度方向横向移动的过程中对踏面进行清洁。横移组件在横向移动之前，首先要通过升降机构将横移轮机构降下来，并将装置顶起来，使横移轮机构代替爬楼行进组件接触地面。

现有楼梯踏面自动清洁装置，其升降机构大多采用剪刀叉式伸缩架，可参见申请号为202010157148.1的中国专利，这种结构方式存在以下缺点：由于每个楼梯的坡度(倾斜度)不同，而剪刀叉式伸缩架相对于装置机架的伸缩方向是固定的，这就使剪刀叉式伸缩架的伸缩方向可能相对踏面是倾斜的，而非垂直的，从而导致装置被顶起的过程也是倾斜的，装置被顶起的过程其重心会发生偏移，容易倾倒或者与楼梯踢面发生剐蹭，稳定性和可靠性不佳，装置也容易损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、稳定可靠、使用寿命长的楼梯踏面自动清洁装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种楼梯踏面自动清洁装置，包括爬楼行进组件、横移组件和踏面清洁组件，所述爬楼行进组件用于爬楼行进，所述横移组件用于沿楼梯踏面长度方向横向移动，所述踏面清洁组件用于对踏面进行清洁，所述爬楼行进组件包括机架、安装于机架底部的一对行进履带以及安装于机架前部的一对提升履带，所述提升履带相对行进履带倾斜布置；所述横移组件包括轮架以及安装在轮架上的麦克纳姆轮，所述轮架通过升降机构与机架上的横梁连接，所述横梁的两端可自由转动地安装于机架上，且机架上设有用来限制横梁转动的制动器，所述升降机构用来带动轮架升降，所述轮架升起时，麦克纳姆轮离开踏面，所述轮架降下时，麦克纳姆轮接触踏面并将机架顶起使行进履带与踏步脱离接触。

进一步，所述制动器为电磁制动器，所述机架上安装有轴承座，所述轴承座内安装有转轴，所述转轴的一端与横梁端部固定连接，所述转轴的另一端与制动器的转子部分固定连接。

进一步，所述升降机构为电推杆。

进一步，所述踏面清洁组件包括扫吸机构和拖地机构，沿爬楼行进方向，所述扫吸机构位于拖地机构的前方，且清洁工作时扫吸机构与拖地机构分别位于相邻的两级踏步上。

进一步，所述扫吸机构和拖地机构安装于一支架上，所述支架安装于一直线模组上，所述直线模组安装于机架上，所述直线模组用于带动支架作直线升降运动使扫吸机构和拖地机构接触或离开踏面。

进一步，所述扫吸机构与拖地机构之间的距离可调。

进一步，所述支架包括一横杆，所述扫吸机构和拖地机构通过套筒可滑动地套设于横杆上。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明结构简单紧凑，将升降机构连接于一可自动转动的横梁上，并且设置制动器用来在需要时对横梁进行制动。当制动器不工作时，横梁处于自由转动状态，连接在横梁下的升降机构(电推杆)在自身重力作用下始终保持垂直向下的角度，而不受楼梯倾斜度的影响。当行进履带停止运动准备清洁踏面时，制动器工作锁紧横梁，然后电推杆带动轮架降下，使麦克纳姆轮接触踏面并将机架顶起使行进履带与踏步脱离接触。由于电推杆是在垂直状态下将机架顶起，因此机架顶起过程也是垂直向上的，不会与踏步踢面发生干涉剐蹭，保证了稳定性和可靠性，避免了装置损坏，提高了装置使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明在轮架降下时的状态图(去掉了踏面清洁组件和机架部分外壳)。

图3为本发明中横梁与制动器的连接结构放大示意图(剖视)。

附图标记：机架16；行进履带17；提升履带18；轮架19；麦克纳姆轮20；驱动电机21；横梁22；电推杆23；制动器24；扫吸机构25；拖地机构26；直线模组27；悬杆28；横杆29；竖杆30；套筒31；转轴32；轴承座33；支座34；转子部分35；定子部分36。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，应当指出，本发明的保护范围并不仅局限于下述实施例，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和润饰，均应视为本发明的保护范围。

如图1、图2所示，本发明的楼梯踏面自动清洁装置包括爬楼行进组件、横移组件和踏面清洁组件。爬楼行进组件用于爬楼行进，横移组件用于沿楼梯踏面长度方向横向移动，踏面清洁组件用于在装置沿楼梯踏面长度方向横向移动的过程中对踏面进行清洁。爬楼行进组件包括机架16、安装于机架16底部的一对行进履带17以及安装于机架16前部的一对提升履带18，提升履带18相对行进履带17倾斜布置，提升履带18与行进履带17由同一电机驱动同步运动。利用的固定的四履带爬楼，爬楼过程稳定，爬楼速度快，载重大，装置不易损坏。

横移组件包括轮架19以及安装在轮架19上的麦克纳姆轮20，轮架19的轴向沿踏面的长度方向。优选的，轮架19为两个，沿爬楼行进方向一前一后布置，每个轮架19的两端各安装一个麦克纳姆轮20，轮架19上还安装有用于驱动麦克纳姆轮20的驱动电机21。轮架19通过升降机构与机架16上的横梁22连接，相应地，横梁22也为两个，即每个轮架19通过一个升降机构与一个横梁22连接。优选的，升降机构为电推杆23，电推杆23的一端与横梁22连接，电推杆23的另一端与轮架19连接。横梁22的两端可自由转动地安装于机架16的上，且机架16上设有用来限制横梁22转动的制动器24，制动器24优选为电磁制动器。参见图3，机架16上安装有轴承座33，轴承座33内安装有转轴32，转轴32的一端与横梁22端部的支座34固定连接，转轴32的另一端与制动器24的转子部分35固定连接，制动器24的定子部分36固定安装于机架16上。制动器24未通电时，制动器24的转子部分35与定子部分36分离；制动器24通电工作时，制动器24的转子部分35与定子部分36接合压紧产生制动作用，从而限制转轴32及横梁22的转动。

当制动器24不工作时，横梁22处于可自由转动状态，连接在横梁22下的电推杆23也处于可自由摆动状态，在电推杆23自身重力作用下，电推杆23会自适应摆动至垂直向下的角度；当制动器24工作时，横梁22的两端被锁紧，横梁22的转动被限制，连接在横梁22下的电推杆23的角度也被锁死。升降机构用来带动轮架19升降，轮架19升起时，麦克纳姆轮20离开踏面，轮架19降下时，麦克纳姆轮20接触踏面并将机架16顶起使行进履带17与踏步脱离接触。

参见图1，在楼梯踏面自动清洁装置爬楼行进时，电推杆23带动轮架19升起使麦克纳姆轮20离开踏面，此时制动器24不工作，横梁22处于自动转动状态，连接在横梁22下的电推杆23在自身重力作用下始终保持垂直向下的角度，而不受楼梯倾斜度的影响。参见图2，当行进履带17停止运动准备清洁踏面时，制动器24工作锁紧横梁22，然后电推杆23带动轮架19降下，使麦克纳姆轮20接触踏面并将机架16顶起使行进履带17与踏步脱离接触。由于电推杆23是在垂直状态下将机架16顶起，因此机架16顶起过程也是垂直向上的，不会与踏步踢面发生干涉剐蹭，保证了稳定性和可靠性，避免了装置损坏。

踏面清洁组件包括扫吸机构25和拖地机构26，沿爬楼行进方向，扫吸机构25位于拖地机构26的前方，且清洁工作时扫吸机构25与拖地机构26分别位于相邻的两级踏步上。即，扫吸机构25在上一级踏步工作时，拖地机构26在相邻的下一级踏步工作，相当于对楼梯踏步进行先扫后拖。

扫吸机构25用来清扫踏面上的灰尘等垃圾，其主要由电机、毛刷、吸尘系统以及收尘盒与外壳构成，通过电机驱动毛刷旋转来达到清扫作用，吸尘系统装在毛刷旁，并将吸尘口对准毛刷，将毛刷扫起的灰尘吸入收尘盒中储存。拖地机构26用来对踏面进行擦拭，其主要由圆筒滚刷、电机、喷嘴组成，工作时喷嘴喷出消毒水，使圆筒滚刷润湿，电机驱动圆筒滚刷旋转与踏面接触摩擦以达到清洁效果。扫吸机构25和拖地机构26的结构原理均为成熟的现有技术，在此就不再赘述。

扫吸机构25和拖地机构26安装于一支架上，支架安装于一直线模组27上，直线模组27安装于机架16上，直线模组27用于带动支架作直线升降运动使扫吸机构25和拖地机构26接触或离开踏面。优选的，直线模组27采用丝杆导轨直线模组27。扫吸机构25和拖地机构26的升降状态与轮架19及麦克纳姆轮20的升降状态同步，即，当行进履带17爬楼行进时，麦克纳姆轮20以及扫吸机构25和拖地机构26均处于升起状态，当行进履带17停止爬楼处于某一踏步上时，麦克纳姆轮20降下在踏面横向移动，扫吸机构25和拖地机构26也同时降下开始清洁工作。

优选的，扫吸机构25与拖地机构26之间的距离可调。具体地，支架包括悬杆28和横杆29，悬杆28的一端安装于直线模组27上，悬杆28的另一端与横杆29连接，扫吸机构25和拖地机构26的顶部各连接有一竖杆30，两根竖杆30均通过套筒31可滑动地套设于横杆29上。这种设置可适应各种宽度踏面的楼梯，在使用时，先根据楼梯踏面的宽度，调节扫吸机构25和拖地机构26之间的距离，使扫吸机构25与拖地机构26能够恰好分别位于相邻的两级踏步上即可。另外，竖杆30与扫吸机构25和拖地机构26的顶部连接处均设有扭簧，可自动调整扫吸机构25和拖地机构26与踏面之间的角度，使扫吸机构25和拖地机构26的底部与踏面贴合，确保工作顺畅。

楼梯踏面自动清洁装置的工作过程如下：

爬楼过程：楼梯踏面自动清洁装置上装有红外传感器，先通过红外传感器确定楼梯位置并控制电机驱动行进履带17靠近楼梯，使楼梯踏面自动清洁装置的头部对齐楼梯。对齐后，电机驱动行进履带17继续向前运动，随后提升履带18与楼梯的第一级踏步接触，在提升履带18的带动下，使楼梯踏面自动清洁装置的头部升起并向斜上方运动，直至行进履带17与楼梯踏步接触，行进履带17与楼梯踏步接触后带动楼梯踏面自动清洁装置沿楼梯向上行进；

横移及清洁过程：楼梯踏面自动清洁装置在爬楼运动进行一段距离程序设定的一级踏步的长度时停止爬楼运动，利用电推杆23将连接有麦克纳姆轮20的轮架19降下并将机架16顶起，使麦克纳姆轮20接替行进履带17与踏面接触，随后驱动电机21驱动麦克纳姆轮20在踏面上横向运动。与此同时，直线模组27也将扫吸机构25和拖地机构26降下与踏面接触，在装置横向运动的同时进行清洁工作。

Claims (7)

1.一种楼梯踏面自动清洁装置，包括爬楼行进组件、横移组件和踏面清洁组件，所述爬楼行进组件用于爬楼行进，所述横移组件用于沿楼梯踏面长度方向横向移动，所述踏面清洁组件用于对踏面进行清洁，所述爬楼行进组件包括机架(16)、安装于机架(16)底部的一对行进履带(17)以及安装于机架(16)前部的一对提升履带(18)，所述提升履带(18)相对行进履带(17)倾斜布置，其特征在于：所述横移组件包括轮架(19)以及安装在轮架(19)上的麦克纳姆轮(20)，所述轮架(19)通过升降机构与机架(16)上的横梁(22)连接，所述横梁(22)的两端可自由转动地安装于机架(16)上，且机架(16)上设有用来限制横梁(22)转动的制动器(24)，所述升降机构用来带动轮架(19)升降，所述轮架(19)升起时，麦克纳姆轮(20)离开踏面，所述轮架(19)降下时，麦克纳姆轮(20)接触踏面并将机架(16)顶起使行进履带(17)与踏步脱离接触。

2.根据权利要求1所述的楼梯踏面自动清洁装置，其特征在于：所述制动器(24)为电磁制动器，所述机架(16)上安装有轴承座(33)，所述轴承座(33)内安装有转轴(32)，所述转轴(32)的一端与横梁(22)端部固定连接，所述转轴(32)的另一端与制动器(24)的转子部分(35)固定连接。

3.根据权利要求1所述的楼梯踏面自动清洁装置，其特征在于：所述升降机构为电推杆(23)。

4.根据权利要求1或2或3所述的楼梯踏面自动清洁装置，其特征在于：所述踏面清洁组件包括扫吸机构(25)和拖地机构(26)，沿爬楼行进方向，所述扫吸机构(25)位于拖地机构(26)的前方，且清洁工作时扫吸机构(25)与拖地机构(26)分别位于相邻的两级踏步上。

5.根据权利要求4所述的楼梯踏面自动清洁装置，其特征在于：所述扫吸机构(25)和拖地机构(26)安装于一支架上，所述支架安装于一直线模组(27)上，所述直线模组(27)安装于机架(16)上，所述直线模组(27)用于带动支架作直线升降运动使扫吸机构(25)和拖地机构(26)接触或离开踏面。

6.根据权利要求5所述的楼梯踏面自动清洁装置，其特征在于：所述扫吸机构(25)与拖地机构(26)之间的距离可调。

7.根据权利要求6所述的楼梯踏面自动清洁装置，其特征在于：所述支架包括一横杆(29)，所述扫吸机构(25)和拖地机构(26)通过套筒(31)可滑动地套设于横杆(29)上。