CN117204768A - 一种无死角抹布拖洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无死角抹布拖洗装置,包括抹布旋转模块、吸水模块、驱动机构和洒水模块。抹布旋转模块包括曲边三角底盘、刮水架、弯曲吸管等,弯曲吸管吸口设置于刮水架几何中心,便于污水吸入回收,曲边三角底盘和抹布外轮廓经过“拟合”方式得来,使其在转动时曲边能够高程度的啮合正方形的边,驱动机构有电机模块、电机齿轮等,负责为清洁提供动力;吸水模块有吸水叶轮等配合弯曲吸管形成吸入通道,进行污水回收。
Description
技术领域
本发明涉及清洁设备技术领域,具体涉及一种无死角抹布拖洗装置,利用抹布对方形区域进行无死角清洁。
背景技术
随着人工智能和自动化的发展,市场上出现了种类繁多的清洁产品,其中集洒水、清洁、污水回收一体的清洁装置备受市场青睐;而市面上的多数产品缺乏此类功能,还存在机械结构复杂、传动不稳定等问题,且多数产品用圆形拖布、滚筒进行清洁,存在清洁死角。在公开号为CN115778256A的发明专利申请说明书中指出的一种无死角清洁装置,将吸水装置与刷盘结合,能够高效回收污水和无死角清洁,但其清洁过程中以盘刷为清洁终端可能会对木质地板、油漆地板之类的待清洁面有一定损伤,使用场景受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无死角抹布拖洗装置,以抹布作为清洁终端实现洒水、清洁、污水回收功能。
本发明创新了清洁终端样式以及其运动模式,使曲边三角抹布在驱动结构的作用下能够做行星运动,特殊的几何形状和运动模式使抹布清洁的区域为一个近似正方形,能有效解决上述发明中存在的方形边角区域存在清洁死角问题。在本发明中,将抹布旋转模块和吸水模块进行了结合,吸口穿过曲边三角底盘和刮水架几何中心,与地面之间距离很小,抹布运动清洁地面,地面污水在刮水架作用下聚集在弯曲吸管吸口区域,配合吸水模块仅需较小功率的叶轮便可进行污水和垃圾回收。
具体的,本发明涉及一种无死角抹布拖洗装置,以装置正常放置地面为参考,主要包括抹布旋转模块、吸水模块、驱动机构和洒水模块:在一些实施方式中,抹布旋转模块主要包括曲边三角抹布、刮水架、曲边三角底盘、底盘固联齿轮、弯曲吸管、旋转齿轮组、太阳轮、减磨件、大齿轮、齿轮轴;其中所述太阳轮、底盘固联齿轮、旋转齿轮组以及弯曲吸管组成2K-H型双联行星轮系;曲边三角底盘和底盘固联齿轮可由增材制造一体成形获得或通过螺钉固连,两者之间不能相对转动。太阳轮靠近主框架一侧设有上凸轮毂,端面开有螺纹孔,通过螺钉与主框架固连,使得太阳轮不能自由转动;大齿轮内圆面设置有减磨件并与其连接,太阳轮的上凸轮毂与减磨件连接,大齿轮可以绕太阳轮几何中心自由转动,减磨件可选用铜套、滚动轴承等;大齿轮轮辐圆周上设有齿轮轴孔和弯曲吸管轴孔,分别用以定位弯曲吸管支撑端和换向齿轮轴,弯曲吸管支撑端采用螺纹联接固定于大齿轮,不能相对转动,齿轮轴采用滚动轴承过盈配合,可以相对转动。齿轮轴上可设置卡簧或者阶梯轴与旋转齿轮组中的齿轮相固定,或者采用过盈连接方式固定。所述曲边三角底盘外轮廓线形经拟合而成,转动时可高度啮合正方形的边,内侧几何中心开有圆形凹槽以放置刮水架,凹槽深度和大小应与刮水架厚度与大小大致相同,刮水架中心与弯曲吸管吸口采用过盈连接或胶接固定。底盘下覆盖抹布,抹布为同型曲边三角状,中心被裁剪出一块与吸口大小相同的圆形区域,使吸口吸水时不被阻挡;驱动机构主要包含电机模块、电机齿轮;吸水模块主要部件设置在主框架相对于抹布旋转模块另一侧,驱动机构与抹布旋转模块相连。
在上述实施方式中的无死角抹布拖洗装置工作时,洒水模块对地面或立面喷洒清洁液,驱动机构作用使大齿轮旋转,弯曲吸管的支撑端和吸口端绕大齿轮中心轴线转动,进而带动曲边三角底盘绕大齿轮公转;旋转齿轮组与齿轮轴绕大齿轮中心轴线公转的同时,固定的太阳轮与齿轮组内的齿轮外啮合使旋转齿轮组产生绕大齿轮轮辐内孔的自转,齿轮组内的齿轮与底盘固联齿轮外啮合带动曲边三角底盘绕自身几何中心自转。自转与公转合成的行星运动使曲边三角抹布边缘呈近似正方形运动轨迹。刮水架随弯曲吸管进行公转,将污水从抹布中刮出并聚集,吸水模块配合弯曲吸管形成吸入通道将污水吸入。
在一些实施方式中,所述的抹布旋转模块中的刮水架、曲边三角底盘与抹布组合作为清洁终端,刮水架设置于曲边三角底盘中下部开设的凹槽中,与弯曲吸管吸口端采用过盈连接、胶接等方式固定,刮水架包括与弯曲吸管吸口相固定、处于刮水架几何中心的轴孔,包覆轴孔的固定盘,向外延伸的刮蹭条以及加强筋;刮蹭条线形可采用弧线、直线、折线等,线形自外向内看的螺旋方向与曲边三角底盘自转方向相反,使刮蹭条可以进行有效刮水作用,刮蹭条还可以由外向内稍许增高。加强筋可设置在刮蹭条外围,或者一端在外围一端在固定盘,或者一端在刮蹭条外围一端在另一条刮蹭条上,主要对刮蹭条起加固、防止变形的作用。曲边三角底盘中心开有圆孔,透气窗口围绕圆孔设置,透气窗口形状可采用扇形、圆形等,使清洁终端底部空气流通,避免处于真空状态。曲边三角底盘轮廓线经拟合而成,抹布固定于曲边三角底盘之下,外边缘于抹布盘外缘重合,或略超过曲边三角底盘曲边外缘以增大清洁区域,中心裁剪圆形区域避免抹布阻挡弯曲吸管进行吸水作用,抹布可通过魔术贴或卡扣连接等方式与曲边三角底盘固定,用魔术贴方式固定时,将带钩刺的弹性纤维的一面固定于底盘下即可,用卡扣连接时可将曲边三角底盘部分外缘位置设置缺口用以放置卡扣;或将较大三角形抹布外缘开孔穿绳制成束口袋样式,包覆曲边三角底盘并将束口束紧;或将抹布外侧与松紧带相固定,便于抹布包覆底盘;抹布材质要求有一定吸水能力不掉毛;曲边三角底盘带动抹布旋转清洗地面,并通过与地面剐蹭及刮水架作用,将污水收集并聚拢至弯曲吸管吸口区域,通过吸水模块进行回收处理。
在一些实施方式中,弯曲吸管呈倒h形,设置于曲边三角底盘与大齿轮之间,该弯曲吸管具有吸口端、支撑端和出口端,其吸口端在与底盘固联齿轮连接处设置有轴承,吸口穿过曲边三角底盘和刮水架几何中心并延伸贴近地面,出口端上方设置轴承于太阳轮中心,穿过主框架并与污水收集槽直连形成污水吸入通道,其支撑端通过内嵌螺栓置于大齿轮轮辐。
在一些实施方式中,所述的抹布旋转模块,太阳轮与底盘固联齿轮的齿数比为4:3,此时曲边三角底盘绕其几何中心的自转角速度与绕大齿轮中心公转的角速度比为1:3,即可保证曲边三角底盘行星运动覆盖的区域为正方形,旋转齿轮组可采用双联齿轮,其中第二换向双联齿轮与太阳轮外啮合使齿轮轴产生绕大齿轮轮辐内孔的自转,第一换向齿轮与底盘固联齿轮外啮合,带动曲边三角底盘绕自身几何中心自转;还可采用一个较长柱形齿轮两端分别与太阳轮、底盘固联齿轮外啮合。
在一些实施方式中,所述的抹布旋转模块中弯曲吸管吸口端设有浮动弹簧,并且刮水架中心与吸口端间隙配合,使刮水架可在吸口端小范围滑动,浮动贴近地面。
在一些实施方式中,驱动机构中的电机模块采用直流电机和减速机构的组合,或者轻薄的盘式电机或轮毂电机,电机模块通过螺栓固定于主框架上侧或下侧,电机模块的电机输出轴与电机齿轮可通过键连接等方式固定连接,视使用环境设置一个、或多个抹布旋转模块,当电机单独驱动一个抹布旋转模块时,设置电机齿轮直接带动大齿轮旋转;当电机驱动多个抹布旋转模块时,添加传动换向齿轮和从动齿轮配合构成齿轮组与大齿轮外啮合传动,也可以为每个抹布旋转模块单独配置一个电机模块进行驱动,当采用多个抹布旋转模块对称排布时,应增加传动换向齿轮改变相邻一侧抹布盘转向,以抵消径向力;视电机齿轮与大齿轮间距添加从动齿轮直至与大齿轮外啮合传动;针对室内家居环境,可独立设置两个曲边抹布旋转模块或与多个圆形传统清洁底盘组合,其主框架应为长宽比较大的长方形,传统圆形清洁底盘设置在中间,两个旋转模块在两侧,或设置四个旋转模块对称分布;针对室内商超空旷环境或者大楼外立面,可独立设置4个旋转模块,或与单个传统圆形清洁底盘组合,传统圆形清洁底盘设置在主框架中心、四个旋转模块关于主框架中心平面对称布置在主框架四个顶点处。
在一些实施方式中,吸水模块包含污水收集槽、吸水叶轮、叶轮电机固定架、叶轮电机以及叶轮电机盖板、污水箱或排污管道二者其一,污水收集槽设置在主框架上方,污水收集槽上设有法兰,通过螺栓连接固定于主框架,法兰中间具有盛放吸水叶轮的凹槽;污水收集槽上方设有叶轮电机固定架,用以架设吸水叶轮;叶轮电机固定架中设置防噪填层,材料可选用橡胶减震垫等;叶轮电机盖板通过卡口方式固定于叶轮电机固定架上,中间设有卡槽和安装孔,用于放置叶轮电机;污水收集槽最低处有排污口,污水排入污水箱或从排污通道排出;为防止污水回收过程中从传动件缝隙漏出,弯曲吸管出口端贯穿所述主框架并与污水收集槽直连,主框架与污水收集槽之间设置密封圈。
在一些实施方式中,洒水模块包含水泵、清水箱或清水输送管道二者其一、洒水口,洒水模块中设有一个红外传感器或霍尔传感器用于检测曲边三角底盘位置,避免清洁液喷洒到曲边三角底盘非清洁面造成水蚀,传感器设置在主框架上的洒水口旁边;当清洁装置开启时,红外或霍尔传感器首先检测曲边三角底盘此时的位置是否阻挡住洒水口,若检测到曲边三角底盘没有阻挡碰水口,进行洒水操作;若检测到曲边三角底盘阻挡住洒水口,则延时洒水,以保证曲边三角底盘不阻挡洒水口。
进一步的,驱动机构可采用齿轮传动、带传动和链传动,齿轮传动结构紧凑,适用于室内家具场景,带传动、链传动质量轻,适用于室内商超和大楼外立面场景。
本发明的有益效果:
1、本发明以曲边三角抹布作为装置清洁终端,不会使待清洁面产生刮痕,易于清洁顽固污渍,且抹布使用后易于拆卸更换。
2、本发明将刮水架与曲边三角底盘进行组合,并将弯曲吸管吸口设置于刮水架几何中心,吸口贴近地面,抹布旋转将地面污水聚拢,实现了污水回收。
3、本发明通过特殊设计的曲边三角底盘线形及其行星运动方式,无需方形限位装置,即可对方形区域进行无死角水洗清洁。
4、本发明所用的抹布旋转模块结构简单、传动效率和运动稳定性高,功耗小,不仅可以用在清洁机器人上,还可以用于手持式拖地机,适合家用小型区域如客厅卧室、以及大型商场地面、甚至清洗大楼立面等使用。
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,并不是对本发明的限制。在附图中,为了便于说明,已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而非严格按比例绘制。
图1为本发明无死角抹布拖洗装置爆炸图;
图2为本发明无死角抹布拖洗装置仰视图;
图3为本发明无死角抹布拖洗装置俯视图;
图4为本发明刮水架样式示例图;
图5为本发明弯曲吸管的示意图;
图6为本发明无死角抹布拖洗装置剖视图;
图7为本发明清洁终端示意图;
图8为本发明减磨件与齿轮配合关系示意图;
图9为清洁终端排列方式1;
图10为清洁终端排列方式2;
图11为刮水架外形示意图;
图12为弹簧装置局部放大图;
附图标记说明:
101-刮水架、1011-轴孔、1012-固定盘、1013-刮蹭条、1014-加强筋、102-曲边三角底盘、103-底盘固联齿轮、104-弯曲吸管、105-第一换向双联齿轮、106-第二换向双联齿轮、107-太阳轮、108-减磨件、109-大齿轮、110-齿轮轴、201-污水收集槽、202-吸水叶轮、203-叶轮电机固定架、204-叶轮电机、205-叶轮电机盖板、206-污水箱、301-电机模块、302-电机齿轮、303-从动齿轮、304-传动换向齿轮、305-齿轮轴、401-水泵、402-清水箱、500-主框架。
具体实施方案
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的保护范围的限定。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。所以凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明提出一种无死角抹布拖洗装置,以装置正常放置地面为参考,参照图1所示,该清洁装置包括抹布旋转模块100、吸水模块200、驱动机构300以及洒水模块400:
在一个或多个实施例中,无死角抹布拖洗装置的抹布旋转模块100,由曲边三角抹布、刮水架101、曲边三角底盘102、底盘固联齿轮103、弯曲吸管104、旋转齿轮组、太阳轮107、减磨件108、大齿轮109、齿轮轴110等部件组成,其中所述太阳轮107、底盘固联齿轮103、旋转齿轮组以及弯曲吸管104组成2K-H型双联行星轮系;曲边三角底盘102和底盘固联齿轮103可由增材制造一体成形获得或通过螺钉固连,两者之间不能相对转动。太阳轮107靠近主框架一侧设有上凸轮毂,端面开有螺纹孔,通过螺钉与主框架固连,使得太阳轮107不能自由转动;如图8所示,大齿轮109内圆面设置有减磨件108并与其连接,太阳轮107的上凸轮毂与减磨件108连接,大齿轮109能够绕太阳轮107几何中心自由转动,减磨件可选用铜套、滚动轴承等;大齿轮109轮辐圆周上设有弯曲吸管轴孔和齿轮轴孔,分别用以定位弯曲吸管支撑端104B和换向齿轮轴110,弯曲吸管支撑端104B采用螺纹联接固定于大齿轮109,不能相对转动,齿轮轴110采用滚动轴承过盈配合,可以相对转动。齿轮轴110上可设置卡簧或者阶梯轴与旋转齿轮组中的齿轮相固定,或者采用过盈连接方式固定。所述曲边三角底盘102外轮廓线形经拟合而成,转动时可高度啮合正方形的边,内侧几何中心开有圆形凹槽以放置刮水架101,凹槽深度和大小应与刮水架101厚度与大小大致相同,刮水架101放置于凹槽中,刮水架101中心与弯曲吸管吸口端104C采用过盈连接或胶接固定,底盘下覆盖抹布,抹布为同型曲边三角状,中心被裁剪出一块与吸口大小相同的圆形区域;驱动机构主要包含电机模块301、电机齿轮302等部件,吸水模块200主要部件设置在主框架相对于抹布旋转模块100另一侧,驱动机构300与抹布旋转模块100相连。
在上述实施例中,无死角抹布拖洗装置工作时,洒水模块400先对地面或立面喷洒清洁液,电机模块301通过电机齿轮302或齿轮组带动大齿轮109旋转,弯曲吸管的支撑端104B和吸口端104C绕大齿轮109中心轴线转动,进而带动曲边三角底盘102绕大齿轮109公转;旋转齿轮组和齿轮轴110绕大齿轮109中心轴线公转的同时,固定的太阳轮107外啮合与齿轮组内的齿轮外啮合,使旋转齿轮组产生绕大齿轮109轮辐内孔的自转,齿轮组内的齿轮与底盘固联齿轮103外啮合带动曲边三角底盘102绕自身几何中心自转。自转与公转合成的行星运动使曲边三角抹布呈近似正方形运动轨迹。刮水架101随弯曲吸管104进行公转,将污水从抹布中刮出并聚集,吸水模块配合弯曲吸管104形成吸入通道将污水吸入。无死角抹布拖洗装置结束工作时,洒水模块400先停止洒水,后曲边三角抹布停止清洁,最后吸水模块200停止吸水。
在一些实施例中,如图7所示,抹布旋转模块中的刮水架101、曲边三角底盘102与抹布组合作为清洁终端,刮水架101设置于曲边三角底盘102中下部开设的圆形凹槽中,中心孔与弯曲吸管吸口端104C过盈连接或胶接,使两者不能相对转动,如图11所示,刮水架101包括与吸口相固定、处于刮水架几何中心的轴孔1011,包覆轴孔的固定盘1012,向外延伸的刮蹭条1013以及加强筋1014;刮蹭条1013线形可采用弧线、直线、折线等,线形自外向内看的螺旋方向与曲边三角底盘自转方向相反,使刮蹭条1013能进行有效的刮水作用,刮蹭条还可以由外向内稍许增高。图4中a、d线形为顺时针螺旋状,b为逆时针直线状,c、e为逆时针曲线状。加强筋1014可设置在刮蹭条外围,或者一端在外围一端在固定盘,或者一端在刮蹭条外围一端在另一条刮蹭条上,主要对刮蹭条起加固、防止变形的作用。曲边三角底盘(102)中心开有圆孔,透气窗口围绕圆孔设置,透气窗口形状可采用扇形、圆形等,使清洁终端底部空气流通,避免处于真空状态。曲边三角底盘102外轮廓线通过动态旋转截取获得,首先在设计软件中设置边长为a的正方形并作其外接圆,其次将外接圆圆心向右水平偏移一定距离,接着赋予外接圆绕偏移后圆心作自转运动和绕正方形几何中心作公转运动,其间外接圆每公转10°,切除露在正方形之外的圆弧,重复此操作,直至所有裸露在正方形外侧的圆弧全部被切除,切除完成后对圆弧尖点倒圆角,正方形内部剩余的曲线即为曲边三角底盘102外轮廓线形。抹布覆盖于曲边三角底盘102之下,外边缘覆盖或略超出曲边三角底盘102曲边外缘,中心被裁剪出小块域使吸口吸水时不被阻挡,抹布可通过魔术贴或卡扣连接等方式与曲边三角底盘102固定;用魔术贴方式固定时,将带钩刺的弹性纤维的一面固定于底盘下即可,用卡扣连接时可将曲边三角底盘102部分外缘位置设置缺口用以放置卡扣;或将较大三角形抹布外缘开孔穿绳制成束口袋样式,包覆曲边三角底盘102并将束口束紧;或将抹布外侧与松紧带相固定,便于抹布包覆底盘;抹布材质可采用市面上常见的珊瑚绒、竹纤维等,要求有一定吸水能力不掉毛;曲边三角底盘102带动抹布旋转清洗地面,并通过与地面剐蹭及刮水架101作用,将污水收集并聚拢至弯曲吸管104吸口区域,通过吸水模块200进行回收处理。
在一些实施例中,如图5所示,抹布旋转模块中的弯曲吸管104呈倒h形,设置于曲边三角底盘102与大齿轮109之间,该弯曲吸管具有吸口端104C、支撑端104B和出口端104A,其吸口端在与底盘固联齿轮103连接处设置有轴承,吸口穿过曲边三角底盘102和刮水架101几何中心并延伸贴近地面、出口端上方设置轴承于太阳轮107中心,穿过主框架并与污水收集槽201直连形成污水吸入通道,其支撑端通过内嵌螺栓置于大齿轮109轮辐。
在一些实施例中,为使曲边三角底盘102行星运动覆盖的区域为正方形,弯曲吸管
104旋转一周时底盘固联齿轮103需转过120°,即曲边三角底盘102绕其几何中心的自转角
速度与绕大齿轮110中心公转的角速度比为1:3。弯曲吸管104充当行星架H与大齿轮109的
传动比可表示为:
推导得到太阳轮107与底盘固联齿轮103的齿数比须为4:3,旋转齿轮组可采用双联齿轮,其中第二换向双联齿轮106与太阳轮107外啮合使齿轮轴110产生绕大齿轮109轮辐内孔的自转,第一换向齿轮105与底盘固联齿轮103外啮合,带动曲边三角底盘102绕自身几何中心自转;还可采用一个较长柱形齿轮两端分别与太阳轮107、底盘固联齿轮103外啮合。
在一些实施例中,如图12所示,抹布旋转模块100中弯曲吸管吸口端104C设有浮动弹簧,刮水架101中心与吸口端间隙配合,使刮水架101可在吸口端小范围滑动,浮动贴近地面。
在一些实施例中,驱动机构300中的电机模块301采用直流电机和减速机构的组
合,或者轻薄的盘式电机或轮毂电机,电机模块301通过螺栓固定在主框架上侧,电机输出
轴垂直穿过主框架与设置在主框架下侧的电机齿轮302连接,可通过键连接等方式将电机
齿轮302固定;当实施例中电机单独驱动一个抹布旋转模块100时,设置电机齿轮302直接带
动大齿轮109旋转;当实施例中电机驱动多个抹布旋转模块100时,添加传动换向齿轮304和
从动齿轮303配合构成齿轮组与大齿轮109外啮合传动,传动换向齿轮304的设置用以改变
相邻一侧抹布盘转向,使驱动双侧曲边三角底盘102旋向相反,抵消径向力;从动齿轮303的
设置作用是使电机齿轮302的运动传递至两侧的大齿轮109。齿数比设置为。选择此齿数比是因为电机转速过大,而本发明的曲边三
角底盘102转速无需太大。从动齿轮303、传动换向齿轮304等通过齿轮轴305固定,固定方式
为“键”连接等。电机模块301设置在主框架上侧,电机齿轮302、从动齿轮303等设置在下侧,
一方面为清洗装置腾出更多的空间,使结构更紧凑,整体小型化;另一方面清洗装置面会接
触更多的污水等,可以避免电机模块301遭受污染。设置格挡板而不是固定环是因为格挡板
可以为齿轮阻挡大部分污水等。齿轮轴305为阶梯轴,可与主框架相对转动,齿轮轴305设置
定位齿轮的轴肩,下端设置一个总体式的格挡板,格挡板在相应位置设置开孔并在孔的边
缘设置凸起,使齿轮轴305穿过并固定齿轮。驱动机构300不仅可采用齿轮传动,还可以采用
带传动、链传动等方式,齿轮传动结构紧凑,适用于室内家具场景,带传动、链传动质量轻,
适用于室内商超和大楼外立面场景,尤其设置了多个抹布清洁模块时适宜采用链传动、带
传动。
在一些实施例中,无死角抹布拖洗装置中的吸水模块200,包含污水收集槽201、吸水叶轮202、叶轮电机固定架203、叶轮电机204、叶轮电机盖板205、污水箱206或排污管道二者其一。污水收集槽201设置在主框架上方,呈上窄下宽的圆锥状,污水收集槽201上设有法兰,通过螺栓连接将其固定在主框架上,中间具有盛放吸水叶轮202的凹槽。污水收集槽201上方有叶轮电机固定架203,叶轮电机固定架203中间设有凹槽,用于架设吸水叶轮202以及叶轮电机204。叶轮电机固定架203中设置橡胶减震垫等防噪材料,减少机器噪声。再上方是叶轮电机盖板205,中间设有卡槽和安装孔,用于放置叶轮电机204,叶轮电机204的功率较小。叶轮电机盖板205是通过卡位的方式固定于叶轮电机固定架203上。污水收集槽201最低处有污水排出口,污水排出口可正对污水箱206的污水入口,或者与排污管道相连,污水收集槽201起的主要作用是进行水、气分离,污水集中排出、气流往污水收集槽201的上方或两侧(上方、下方)排出。清洗立面装置的出风口设置在叶轮电机204一侧也可,在污水收集槽201靠近弯曲吸管104通道的一侧设置挡板。排出的气流夹带少量水汽,机壳处出气口可设置海绵一类的滤网进一步过滤。为了防止污水撞击污水收集槽201引起水滴溅出被气流带走,可在正对叶轮气流出口的槽壁上设置丝网防溅,槽壁截面可设置成圆弧形,让溅出的水滴飞往正对气流出口的圆心;槽壁斜向下设置或者斜向上设置,槽壁上可设置多条沟槽容纳水滴,防止水滴被气流往上带走。污水收集槽201可通过支架设置在主框架上或顶盖上,其中靠近叶轮前盖的一部分可代替叶轮前面罩,要求与吸水叶轮202间的缝隙尽可能小,又不能碰到。
在一些实施例中,无死角抹布拖洗装置中的洒水模块,包含水泵401、清水箱402或清水输送管道二者其一、洒水口,洒水模块400中设有一个红外传感器或霍尔传感器用于检测曲边三角底盘102位置,避免清洁液喷洒到曲边三角底盘102非清洁面造成水蚀,传感器设置在主框架上的洒水口上边或者侧边,两种类型的传感器的作用均是是检测曲边三角底盘102位置,判断是否洒水或者启动旋转模式。当洗地机器人处于刚开启状态时,传感器首先发生作用,检测曲边三角底盘102此时的位置是否阻挡住洒水口,如果检测到曲边三角底盘102没有阻挡碰水口,进行洒水操作;如果检测到曲边三角底盘102阻挡住洒水口,通过传感器的反馈,先转动曲边三角底盘102至其不阻挡洒水口,洒水操作进行一段时间,曲边三角底盘102转动清洁所需清洗表面,同时启用吸水模块200进行污水的收集。
作为优选的,可视使用环境设置一个或多个抹布旋转模块100,可通过一个电机模块301配合齿轮组进行驱动,也可以为每个抹布旋转模块100单独配置一个电机单独驱动,当采用多个抹布旋转模块100时,可增加传动换向齿轮304改变相邻一侧抹布盘转向,以抵消径向力,实现抹布盘对称布置;如图9所示,针对室内家居环境,可独立设置两个抹布旋转模块100或与多个圆形传统清洁底盘组合,其主框架应为长宽比较大的长方形,传统圆形清洁底盘设置在中间,两个旋转模块在两侧,或设置四个旋转模块对称分布;如图10所示,针对室内商超空旷环境或者大楼外立面,可独立设置4个旋转模块,或与单个传统圆形清洁底盘组合,传统圆形清洁底盘设置在主框架中心、四个旋转模块关于主框架中心平面对称布置在主框架四个顶点处。
根据不同的污渍程度和不同的使用环境以及适当的无死角清洁装置推行速度,调整不同的抹布旋转转速、调整洒水模块400的出水量,使水(清洗液)与地面或立面的污渍混合充分,一方面保证清洗效果, 另一方面保证弯曲吸管吸口端104C有水渍,吸入吸水叶轮202的是气、液混合体、吸水叶轮202喷出的液体依惯性撞击污水收集槽201的槽壁,并流向底部的污水出口处,经过水过滤(尽管是污水)分离的气流可直接排出清洗机构的外壳。
本发明装置可用于洗地机器人或者大楼立面清洁的爬壁机器人,也可用于手持式洗地机上,手持式洗地机可以在机器外壳设置人工操作推把的卡槽,将电源开关设置在推把上,并在装置上加上移动模块;洗地机器人添加上移动模块,包括车轮、驱动装置等,可选择电控等,各种电控技术都可应用与本发明,在此不再赘述其原理。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”“后”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,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 (6)
1.本发明涉及一种无死角抹布拖洗装置,以装置正常放置地面为参考,其特征在于,包括抹布旋转模块(100)、吸水模块(200)、驱动机构(300)和洒水模块(400):
抹布旋转模块(100)主要包括曲边三角抹布、刮水架(101)、曲边三角底盘(102)、底盘固联齿轮(103)、弯曲吸管(104)、旋转齿轮组、太阳轮(107)、减磨件(108)、大齿轮(109)、齿轮轴(110);其中所述太阳轮(107)、底盘固联齿轮(103)、旋转齿轮组以及弯曲吸管(104)组成2K-H型双联行星轮系;曲边三角底盘(102)与底盘固联齿轮(103)相固定;太阳轮(107)与主框架固定连接;大齿轮(109)内圆面设置有减磨件(108)并与其连接,太阳轮(107)的上凸轮毂与减磨件(108)连接,大齿轮(109)能够绕太阳轮(107)几何中心自由转动;大齿轮(109)轮辐上设有内孔与弯曲吸管(104)的支撑端和齿轮轴(110)连接,其中弯曲吸管支撑端(104B)与大齿轮(109)相固定,齿轮轴(110)上方设置滚动轴承于大齿轮(109)内孔中;旋转齿轮组与齿轮轴(110)固定连接;所述曲边三角底盘(102)外轮廓线形经拟合而成,转动时高度啮合正方形的边,内侧几何中心开有圆形凹槽,刮水架(101)放置于凹槽中并与弯曲吸管吸口端(104C)相固定,曲边三角底盘(102)下覆盖抹布;驱动机构(300)主要包含电机模块(301)、电机齿轮(302);吸水模块(200)主要部件设置在主框架相对于抹布旋转模块(100)另一侧,驱动机构(300)与抹布旋转模块(100)相连;所述的无死角抹布拖洗装置工作时,洒水模块(400)对地面或立面喷洒清洁液,驱动机构作用使大齿轮(109)旋转,大齿轮(109)转动带动弯曲吸管的支撑端(104B)和吸口端(104C)绕大齿轮(109)中心轴线转动,进而带动曲边三角底盘(102)绕大齿轮(109)公转;旋转齿轮组和齿轮轴(110)绕大齿轮(109)中心轴线公转的同时,固定太阳轮(107)与齿轮组内的齿轮外啮合使旋转齿轮组产生绕大齿轮(109)轮辐内孔的自转,齿轮组内的齿轮与底盘固联齿轮(103)外啮合,带动曲边三角底盘(102)绕自身几何中心自转;刮水架(101)随弯曲吸管(104)进行公转,吸水模块(200)配合弯曲吸管(104)形成吸入通道。
2.根据权利要求1所述的无死角抹布拖洗装置中抹布旋转模块(100),其特征在于刮水架(101)、曲边三角底盘(102)与抹布组合作为清洁终端,刮水架(101)设置于曲边三角底盘(102)中下部开设的圆形凹槽中,与弯曲吸管吸口端(104C)相固定,刮水架(101)包括与吸口相固定、处于刮水架几何中心的轴孔(1011),包覆轴孔的固定盘(1012),向外延伸的刮蹭条(1013)以及加强筋(1014);刮蹭条线形可采用弧线、直线、折线等,线形自外向内看的螺旋方向与曲边三角底盘(102)自转方向相反;曲边三角底盘(102)中心开有圆孔,透气窗口围绕圆孔设置;曲边三角底盘(102)外轮廓线经拟合而成,抹布为同型曲边三角状,固定于曲边三角底盘(102)贴近地面或立面一侧,抹布几何中心裁去与弯曲吸管(104)吸口大小相同的区域。
3.根据权利要求1所述的无死角抹布拖洗装置中抹布旋转模块(100),其特征在于太阳轮(107)与底盘固联齿轮(103)的齿数比为4:3,旋转齿轮组采用双联齿轮,其中第二换向双联齿轮(106)与太阳轮(107)外啮合使齿轮轴(110)产生绕大齿轮(109)轮辐内孔的自转,第一换向齿轮(105)与底盘固联齿轮(103)外啮合,带动曲边三角底盘(102)绕自身几何中心自转;或采用一个较长柱形齿轮两端分别与太阳轮(107)、底盘固联齿轮(103)外啮合。
4.根据权利要求1所述的无死角抹布拖洗装置中抹布旋转模块(100),其特征在于所述弯曲吸管(104)呈倒h形,该弯曲吸管具有吸口端(104C)、支撑端(104B)和出口端(104A),所述吸口端贯穿曲边三角底盘(102)与刮水架(101)并延伸贴近地面,所述支撑端固定于所述大齿轮(109),所述出口端贯穿主框架并与污水收集槽(201)直连。
5.根据权利要求1所述的无死角抹布拖洗装置,其特征在于,驱动机构(300)中电机模块(301)的电机输出轴与电机齿轮(302)固定连接,视使用环境设置一个或多个抹布旋转模块(100),当电机单独驱动一个抹布旋转模块(100)时,设置电机齿轮(302)与大齿轮(109)外啮合;当电机驱动多个抹布旋转模块(100)时,通过一个电机模块(301)配合齿轮组进行驱动,或为每个抹布旋转模块(100)单独配置一个电机单独驱动;曲边三角抹布也可与传统圆形清洁底盘组合进行清洁。
6.根据权利要求1所述的无死角抹布清洁装置中吸水模块(200),包含污水收集槽(201)、吸水叶轮(202)、叶轮电机固定架(203)、叶轮电机(204)、叶轮电机盖板(205)、污水箱(206)或排污管道二者其一,其特征在于污水收集槽(201)固定在主框架上方,中间设置盛放吸水叶轮(202)的凹槽;污水收集槽(201)上方设有叶轮电机固定架(203),吸水叶轮(202)架设其中;叶轮电机固定架(203)中设有防噪填层;叶轮电机盖板(205)固定于叶轮电机固定架(203)上,中间设有卡槽和安装孔,用于放置叶轮电机(204);污水收集槽(201)最低处有排污口;弯曲吸管出口端(104A)贯穿所述主框架并与污水收集槽(201)直连;主框架与污水收集槽(201)之间设置密封圈。
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