CN201358597Y - 遥控有序泳池清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种遥控有序泳池清洁机器人，其包括清洁机器人主机、电源控制箱和遥控器。清洁机器人主机包括过滤器、机壳体部件、轴流泵和密封盒、机壳盖部件、左右传动系统、清洁辊和自浮电缆。左右传动系统分别驱动前后清洁辊转动，同步带外齿接触池底或池壁驱动机器人爬行，清洁辊上的清洁皮带外缘与池底或池壁产生滑动摩擦，进行刷洗；清洁机器人的控制系统中设置有过载传感器，检测判断在爬行清洗中触壁状况，发出相应信号使清洁机器人转入下一步程序工作；遥控器具有双向通讯功能，显示屏能显示工作状况和故障报警。

Description

遥控有序泳池清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及一种清洁设备，特别地涉及一种清洗泳池的遥控有序清洁机器人。

背景技术

为人们提供游泳活动的泳池，必须保持清洁卫生。通常是定期更换池水，采用人工方法对泳池进行清洗。近些年来，一些发达国家和地区采取用自动化机械设备——泳池自动清洁机，可在不排放池水的情况下，自动对泳池进行清洗。既节约了宝贵水资源，又代替了人工清洗泳池的繁重劳动。这些清洁机有只清洁池底的吸污机，也有能自动清洗池底和池壁的爬墙无序清洁机，还有技术先进的可左右转弯爬行的可控制的清洁机，但还没有达到有序和全覆盖的清洗水平。

现有的泳池清洁机对泳池清洗力度较弱，对清洗的池底、池壁及水垢线没有实现强有力的刷洗；通常的泳池清洁机，一般均有一个内滤式的过滤器部件，该部件与机壳的连接处往往接触不严，含有被清洗下来污物的池水极易直接进入机壳内，与经过过滤的水混合产生二次污染；现有技术中，普遍采用清洁辊来作为清洁部件，常用的是前后清洁辊均从中间分开成左右两部分，这样可由左右传动部件带动运转，实现左右转弯机动，但清洁辊从中间分开，左右两部分之间这一段不能清洗，不利于全覆盖清洗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一个遥控有序泳池清洁机器人，对泳池能自动进行有序地全覆盖清洗。

本实用新型采用以下技术方案来实现：一种遥控有序泳池清洁机器人，包括清洁机器人主机、电源控制箱和遥控器，其特征在于：清洁机器人主机由过滤器、机壳体部件、轴流泵和密封盒、机壳盖部件、左右传动系统、清洁辊和自浮电缆组成；过滤器在清洁机器人主机的底部，安装在机壳体下部的开口处，并用密封圈密封连接；轴流泵和密封盒初定位在机壳体两内侧的筋台上，并与机壳体固定，两驱动电机轴分别从密封盒两侧伸出，与传动系统的齿形带驱动轮连接，轴流泵电机轴从密封盒盖上伸出，其上装有五叶片叶轮和导流罩，水下控制器的控制电路板安装在密封盒盖内；机壳盖部件通过机壳盖内侧密封槽内的密封件与机壳体上端开口密封连接，机壳盖两侧边上的连接孔与轴流泵和密封盒的密封盒盖上的定位孔对正，并紧固；传动系统为左传动系统和右传动系统，左传动系统和右传动系统中心对称地紧固在机壳体两侧；前后清洁辊的驱动端盖一端与传动系统上对应的齿型驱动轮连接，传动端盖一端与传动系统上对应的齿型传动轮轴承内孔连接；过滤器、机壳体部件、轴流泵和密封盒及机壳盖组成带过滤器的轴流泵；轴流泵和密封盒上端的叶轮及导流罩组成泵头；过滤器、机壳体部件和机壳盖之间密封连接组成轴流泵壳体；过滤器底板上两单向活门是轴流泵的进水口；轴流泵和密封盒与机壳体、机壳盖之间的空间是轴流泵的进水流道；机壳盖上端是轴流泵的出水流道；锁母和导叶中间通道是轴流泵的排水口；清洁机器人主机左右对称，电缆从机壳盖上后端沿爬行方向引出。

清洁机器人主机前后端各有一个清洁棍，清洁辊上的清洁皮带的外缘直径大于传动系统上齿型端轮节圆直径。

机壳盖部件中有一个浮力盒，浮力盒处于清洁机器人主机的顶部。

电源控制箱配置了低功耗的开关电源和防水电缆插座；清洁机器人电缆为自浮电缆，并用防水连接器与清洁机器人主机连接。

水下控制器的控制电路板上设置有加速度传感器。

本实用新型的有益效果：

1、清洁机器人主机的转弯结构系统，使清洁机器人主机在爬行清洗过程中具有转弯功能，能自动爬行到泳池所有地方。

2、在驱动控制电路板中设置了过载传感器，检测判断清洁机器人触壁状况并发出相应信号，控制清洁机器人主机实现有序清洗。

3、本实用新型泳池清洁机器人，能对不同形状泳池进行有序的全覆盖清洗。

4、本实用新型泳池清洁机器人具有自动爬行、爬壁、自动清洗、自动过滤、将刷洗下来的污物集中收集，避免清洗过程中的二次污染等功能。

5、清洁机器人主机的过滤器、机壳体和机壳盖之间均采用密封连接，保证被过滤的池水不被污染。

6、本实用新型清洁机器人的同步带外侧齿面与池底或池壁接触，是同步带运行带动清洁机器人主机爬行。

7、本实用新型清洁辊上的清洁皮带外缘直径大于清洁辊齿型端轮的节圆直径，清洁皮带外缘线速度大于同步带运行速度，即大于清洁机器人主机的爬行速度，清洁皮带外缘接触池底或壁，在清洁机器人主机爬行过程中，与池底或壁产生滑动摩擦形成强有力的刷洗。

8、本实用新型在清洁机器人主机顶部设置一个浮力盒，为机器人提供浮力，提供稳定力矩。

9、本实用新型清洁机器人主机总体是左右对称的，电缆线从爬行方向上引出，为保爬行方向提供有利条件。

10、本实用新型中的电源控制箱，配置低功耗开关电源和防水电缆插座。

11、本实用新型中采取有效措施降低能耗，如选用高效叶轮的轴流泵和传动系统中采用滚动轴承代替滑动摩擦等。

12、本实用新型中清洁机器人主机选用自浮电缆，连接采用防水电缆连接器，使操作更方便。

13、本实用新型中的遥控器，是双向通讯，其显示屏可显示清洁机器人主机的工作状态和接收报警信号，运用贴膜按键设置自动工作模式和手动操作，使清洁机器人主机按操作者意愿工作。

14、本实用新型的清洁机器人具有主机出水自动停机保护和报警，具有主机在清洗过程中被卡住报警、保护，以及过滤口袋滤孔堵塞报警等功能。

附图说明

图1遥控有序泳池清洁机器人组成的立体图；

图2清洁机器人主机示意图；

图3电源控制箱示意图；

图4遥控器示意图；

图5清洁机器人主机的过滤器部件示意图；

图6清洁机器人主机的机壳体部件示意图；

图7清洁机器人主机的轴流泵和密封盒示意图；

图8清洁机器人主机的机壳盖部件示意图；

图9清洁机器人主机的传动系统示意图；

图10清洁机器人主机的清洁辊示意图；

图11清洁机器人主机的自浮电缆部件示意图；

图12遥控器按键功能图示意图；

图13电源、控制、通讯电路原理图；

图14三种报警保护电路原理图；

其中，1.含电缆的清洁机器人；2.电源控制箱；3.遥控器；11.过滤器；12.机壳体部件；13.轴流泵和密封盒；14.机壳盖部件；15.传动系统；16.清洁辊；17.自浮电缆；21.机箱；22.开关电源；23.电源控制电路板；24.贴膜按键；25.连接板；26.连接角片；27.底板；28.带输入电源线的电缆堵头；29.防水电缆插座；31.前机壳；32.后机壳；33.显示屏；34.通讯电路板；35.含电池的电池盒；36.机壳密封圈；37.电池盒盖；38.电池盒盖密封垫；39.贴膜按键；111.过滤器底板；112.密封圈；113.框架；114.过滤口袋；115.旋转搬把；116.硅胶盖板；117.压板；121.机壳体；122.排水口盖板；123.压板；131.叶轮；132.导流罩；133.带轴承和油封的接轴；134.无刷电机；135.带有两个密封圈的密封盒盖；136.导热板；137.泵电机控制板；138.水下控制器电路板；139.密封盒体；139A.带连接端板的驱动电机；139B.带油封的接轴；139C.锁母；140.防水电缆堵头和电缆；141.机壳盖；142.导叶；143.锁母；144.浮力盒；145.提手；146.防水电缆连接器插座；147.密封圈；151.支架座；152.六方连接轴；153.齿形带驱动轮；154.传动轮；155.双面错齿同步带；156.齿形驱动端轮；157.齿形传动端轮；161.清洁皮带；162.滚筒；163.驱动端盖；164.传动端盖；171、浮力电缆；172.拖线式防水公插头；173.拖线式防水母插头。

具体实施方式

一种有缆遥控有序泳池清洁机器人(见图1)，包括清洁机器人主机和电缆、电源控制机箱、遥控器；清洁机器人主机包括过滤器11、机壳体部件12、轴流泵和密封盒13、机壳盖部件14、传动系统15、清洁辊16、自浮电缆17。

所述的过滤器11通过过滤器底板111凸缘上的密封圈112与机壳体121下端开口密封连接，并用旋转搬把115将过滤器底板111锁紧在机壳体121下端开口处；在过滤器底板111上还有框架113支撑着过滤口袋114，过滤口袋的袋口系绳用弹簧卡扣紧紧地系在过滤器底板111上。

所述的机壳体部件12是由机壳体121、排水口盖板122和压板123组成。机壳体121内安装轴流泵和密封盒13，两侧螺钉固定。机壳体121上面是开敞的，其周边与机壳盖部件14密封连接，底面有一个大开口与过滤器11密封连接，前后面下部各开有3个排水口，在排水口外侧用拉铆钉通过压板123将排水口盖板固定在机壳体121上，形成排水单向活门。在机壳体两侧的外侧各有6个导向定位支柱和4个定位连接螺母与传动系统15连接。

所述的轴流泵和密封盒13，由轴流泵泵头，密封盒盖和密封盒体三部分组成。密封盒内装有导热板136，其上固定安装轴流泵控制电路板和水下控制器电路板。轴流泵无刷电机134安装在密封盒盖135的中央，其轴承伸出盖外，并连接其上安装有轴承和双唇骨架油封的接轴133，导流罩132通过轴承支撑在接轴上，其上端有双唇骨架油封与接轴密封，其下端用密封圈与密封盒盖135密封连接；密封盒体139的两侧端均安装有带连接端板的行走电机139A，其连接端板由密封圈与密封盒体的孔台密封连接，并用锁母139C锁紧，带双唇骨架油封的接轴插接在行走电机139A轴上，并通过双唇骨架油封与连接端板内孔密封连接。在密封盒体139底面中央安装有带电缆的电缆密封堵头140，将电缆从密封盒体139内密封引出。密封盒盖135与密封盒体139之间用密封圈柱面密封连接，并用螺钉锁紧。所说的轴流泵和密封盒13通过机壳体121两内侧的筋台初定位，在密封盒体139两端用螺钉与机壳体121两侧固定。机壳体121的前后面下端安装有排水口盖板122。

所述的机壳盖部件14内侧密封槽内设置有密封圈147与机壳体121上端开口密封连接。机壳盖141上四个连接孔对正密封盒盖135上的对应的定位连接孔，用螺钉固定连接，机壳盖141上面中间处用锁母143将导叶142和浮力盒144锁紧，固定在机壳盖141上，在机壳盖上面两侧安装有提手145，机壳盖141上面后端设置有防水电缆插座母插头146。这样过滤器11、机壳体部件12和机壳盖部件14就组成了轴流泵的外壳，过滤器底板111上的硅胶盖板下的开口处就是泵的进水口，机壳泵头131，132与机壳体121和机壳盖141之间就成轴流泵的进水流道，而其与机壳盖部件上部间就形成轴流泵的出水流道。

所述的传动系统15是由支架座151、六方连接轴152、齿形带驱动轮153、6个传动轮154、齿形驱动端轮156、齿形传动端轮157和同步带155组成。同步带155由齿形带驱动轮153驱动，并围绕在齿形驱动端轮156、传动轮154和齿形传动端轮157之间。所说的传动系统15通过定位柱孔用螺钉固定连接在机壳体121两侧，传动系统15上的同步带155下部外齿与池底壁接触，机壳体121底面距池底15mm，同步带运行时，就带动清洁机器人移动，即爬行。

所述的清洁辊16的驱动端盖163的插销插入传动系统15的齿形驱动端轮156孔内，清洁辊16的另一端的传动端盖164的圆柱销插入传动系统15齿形传动端轮157的轴承孔内环的孔内，这样前后两清洁滚筒就由左右传动系统支撑并分别由左右传动系统带动运转，清洁辊16的清洁皮带与池底或壁接触，其运转时，与池底或壁之间产生滑动摩擦，形成刷洗功能。

所述的清洁机器人上所用的电缆为自浮电缆17，其一端防水插头172与机壳盖上防水插座173连接。

所说的电源控制机箱包括机箱21、开关电源22、电源控制电路板23、贴膜按键24、连接板25、连接角片26、底板27、输入电源线28和防水电缆插座29。

开关电源22和电源控制电路板23通过连接角片26用螺丝固定在连接板25上，连接板25用螺钉与机箱21紧固，底板27用螺钉与机箱21和连接板25连接。其具有防水能力的贴膜按键24胶粘在机箱21上面。在机箱21上面台阶处安装有电源输入线的防水电缆堵头28和防水电缆插座29公插头。

所述的遥控器包括前机壳31、后机壳32、显示屏33、通讯电路板34、电池盒35、机壳密封圈36、电池盒盖37、电池盒盖密封垫38贴膜按键39。显示屏33、通讯电路板34和电池盒35用螺钉固定在前机壳31内，贴膜按键39粘接在前机壳31的外表面，前机壳31和后机壳32之间有密封圈36密封连接并用螺钉拧紧。电池盒盖37下垫有用密封垫38通过卡口紧扣在后机壳32的外面。

下面通过遥控有序泳池清洁机器人的工作过程和原理进一步对本实用新型的特征和优越性进行描述：

当泳池清洁机器人主机在泳池中工作时，轴流泵电机运行，轴流泵的叶轮旋转将清洁机器人主机机壳体下面覆盖的池水经单向活门和过滤口袋吸进机壳体内，再进而经进水流道和出水流道将有压力的洁净水向机壳体外排出。在此同时，由于轴流泵工作而使机壳体下面的池水和机壳体内的洁净水流动，在机壳体底面处形成低压区，故而产生吸附力，而出水流道处排出有压力的洁净水，此处产生对壳体的反向压力，这两个力为机器人提供在池底爬行和爬壁的正压力，进而转换为吸附力。

清洁机器人主机是由两个行走电机运转带动传动系统的同步带运行。由于同步带有部分外侧齿与池底接触，因而当同步带运行时就使整个机器人爬行移动。能在池壁上爬行，是由于轴流泵提供的吸附力产生的摩擦力大于清洁机器人在水中的重量而实现的。

清洁机器人主机在泳池中爬行时，同步带带动清洁辊转动，由于清洁辊上清洁皮带外缘线速度大于同步带的线速度，即大于清洁机器人主机的爬行速度，这样在清洁皮带外缘与池底或池壁接触处产生滑动摩擦，形成刷洗作用。其刷洗作用的强弱与滑动摩擦的程度有关，即滑动摩擦速度越快，刷洗作用越强，刷洗力度就越大。故清洁皮带的线速度与爬行速度的差，再与爬行速度的比值，是表示刷洗力度的指标之一，简称速度差比。

由于清洁皮带的刷洗作用，清洁机器人主机在爬行过程中，就自动对泳池进行了清洗，清洗下来的污物被围控在机器人机壳下的池水中，在轴流泵抽吸作用下，机壳下的池水大量地被吸进过滤器内，机壳体底面下形成低压区，清洁机器人底面周围的池水，连续地从清洁机器人主机下部与池底或池壁的间隙中流入到机壳体底面下，阻止含有清洗下来污物的池水向外扩散，防止污染。吸入过滤器的池水经过过滤后进入机壳体，经进水流道、出水流道，从排水口排出洁净水。这一过程中，在轴流泵的作用下，经过过滤器将清洗下来的污物过滤出来，并集中收集在过滤器内，有效地避免清洗过程中的二次污染。

由于传动系统是中心对称地设置在清洁机器人主机的两侧，左侧传动系统的齿形驱动端轮在前端与前清洁辊驱动端盖连接只带动前清洁辊运转，右侧传动系统齿形驱动端轮在后端与后清洁辊驱动端轮连接只带动后清洁辊运转。这样清洁机器人的两个驱动电机就分别驱动左右传动系统，左右传动系统分别带动前后清洁辊运转。当左右同步带同向运行向前(或向后)，前后两清洁滚筒也随之同向运行，则清洁机器人主机向前或向后爬行。当左右同步带等速反向运行，如左侧向前右侧向后时，则前后清洁辊反向运转，此时两侧同步带运行与池底产生方向相反的摩擦力，对清洁机器人主机中心轴形成顺时针方向的扭矩，而前后清洁辊反向运转与池底也产生反向摩擦力，而且是前后对称的，故它对清洁机器人主机中心轴不产生扭矩，此时清洁机器人主机在同步带与池底之间摩擦力的力矩作用下会产生顺时针方向原地转动，转动的角度大小由两侧同步带反向运行时间决定；如若左侧同步带向后运行，右侧同步带向前运行，此时清洁机器人主机将逆时针方向原地转动。同样道理，当左右两侧同步带以不同速度同向或反向运行时，清洁机器人将按相应规律改变爬行方向。传动系统的爬行转弯机构是机器人实现有序清洗的技术基础。

Claims (5)

1、一种遥控有序泳池清洁机器人，包括清洁机器人主机、电源控制箱和遥控器，其特征在于：清洁机器人主机由过滤器、机壳体部件、轴流泵和密封盒、机壳盖部件、左右传动系统、清洁辊和自浮电缆组成；过滤器在清洁机器人主机的底部，安装在机壳体下部的开口处，并用密封圈密封连接；轴流泵和密封盒初定位在机壳体两内侧的筋台上，并与机壳体固定，两驱动电机轴分别从密封盒两侧伸出，与传动系统的齿形带驱动轮连接，轴流泵电机轴从密封盒盖上伸出，其上装有五叶片叶轮和导流罩，水下控制器的控制电路板安装在密封盒盖内；机壳盖部件通过机壳盖内侧密封槽内的密封件与机壳体上端开口密封连接，机壳盖两侧边上的连接孔与轴流泵和密封盒的密封盒盖上的定位孔对正，并紧固；传动系统为左传动系统和右传动系统，左传动系统和右传动系统中心对称地紧固在机壳体两侧；前后清洁辊的驱动端盖一端与传动系统上对应的齿型驱动轮连接，传动端盖一端与传动系统上对应的齿型传动轮轴承内孔连接；过滤器、机壳体部件、轴流泵和密封盒及机壳盖组成带过滤器的轴流泵；轴流泵和密封盒上端的叶轮及导流罩组成泵头；过滤器、机壳体部件和机壳盖之间密封连接组成轴流泵壳体；过滤器底板上两单向活门是轴流泵的进水口；轴流泵和密封盒与机壳体、机壳盖之间的空间是轴流泵的进水流道；机壳盖上端是轴流泵的出水流道；锁母和导叶中间通道是轴流泵的排水口；清洁机器人主机左右对称，电缆从机壳盖上后端沿爬行方向引出。

2、根据权利要求1所述的遥控有序泳池清洁机器人，其特征在于：清洁机器人主机前后端各有一个清洁棍，清洁辊上的清洁皮带的外缘直径大于传动系统上齿型端轮节圆直径。

3、根据权利要求1所述的遥控有序泳池清洁机器人，其特征在于：机壳盖部件中有一个浮力盒，浮力盒处于清洁机器人主机的顶部。

4、根据权利要求1所述的遥控有序泳池清洁机器人，其特征在于：电源控制箱配置了低功耗的开关电源和防水电缆插座；清洁机器人电缆为自浮电缆，并用防水连接器与清洁机器人主机连接。

5、根据权利要求1所述的遥控有序泳池清洁机器人，其特征在于：水下控制器的控制电路板上设置有加速度传感器。

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