CN201658329U

CN201658329U - 自动楼梯清扫机

Info

Publication number: CN201658329U
Application number: CN 201020126510
Authority: CN
Inventors: 周纯江; 黄明钧; 谢科珂; 张丽娜; 孙毅; 丁斌龙
Original assignee: Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2020-03-10

Abstract

本实用新型公开了一种新型楼梯清扫机，机身上设有第一电机，第一电机的输出轴上连接蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮设置于主轴的中间，主轴横向安装在机身上，主轴的两端从中心向外依次设有滚轮、大齿轮，大齿轮连接惰轮，惰轮连接小齿轮，与小齿轮同轴连接设置有齿轮轴，齿轮轴上连接转盘型曲柄，曲柄上设置连杆，两个连杆之间由楼梯刷毛相连接；机身的一侧固定有支撑臂，支撑臂上设有第二电机，第二电机的输出轴与扶手刷毛轴依次用四个锥齿轮连接，扶手刷毛轴上连接有扶手刷毛。本实用新型主要动力源为机器自身重力，以电机为辅助动力，绿色节能，行走和清扫过程连续进行，扶手清洗机构与楼梯清扫机构同时工作，工作效率高，可达到双重清扫目的。

Description

自动楼梯清扫机

技术领域

本实用新型属于清洁用具技术领域，特别是一种自动楼梯清扫机。

背景技术

随着社会的发展，高层建筑日益增多。虽然大多安装电梯，但为防断电和人群拥挤导致事故的发生，楼梯也是必不可少的。现高层建筑物内的楼梯都由人工清扫，工作强度高、时间长、效率低。

中国专利200720184487.9公开了一种楼梯清扫机，底板上通过电机支架连接设置一组电机，各电机通过联轴器与齿轮传动配合，齿轮一侧设置与其啮合传动的上下齿条，上下齿条设置在齿条支座上，齿条支座下端连接设置万向轮，齿条支座与固定在底板上的齿条支架上下滑动配合，底板下部连接设置一组驱动电机，各驱动电机通过联轴器与驱动轮传动配合，底板下方配合设置清扫机体，连接杆固定在底板上，横向支架与连接杆固定连接，横向支架外端与竖向支架下部配合连接，竖向支架底部连接设置支撑板。该楼梯清扫机通过上下驱动电机、前后驱动电机、电机、驱动电机和清扫机体实现移动和清扫，纯粹依靠电机驱动，且移动和清扫是分步进行，效率低，且该楼梯清扫机无扶手除尘机构，无法对扶手进行清扫。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种新型楼梯清扫机，主要动力源为机器自身重力，以电机为辅助动力，绿色节能，行走和清扫过程连续进行，工作效率高。

一种自动楼梯清扫机，其特征在于：机身上设有第一电机，第一电机的输出轴上连接蜗杆，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮设置于主轴的中间，主轴横向安装在机身上，主轴的两端从中心向外依次设有滚轮、大齿轮，大齿轮连接惰轮，惰轮连接小齿轮，与小齿轮同轴连接设置有齿轮轴，齿轮轴上连接转盘型曲柄，曲柄上设置连杆，两个连杆之间由楼梯刷毛相连接；机身的一侧固定有支撑臂，支撑臂上设有第二电机，第二电机的输出轴与扶手刷毛轴依次用四个锥齿轮连接，扶手刷毛轴上连接有扶手刷毛。

进一步地，机身上还设有支撑架，支撑架上具有支撑块，分别用于支撑连杆。

为了收集扫落的垃圾，机身上可以安装垃圾收集装置，垃圾收集装置具有一开口，开口的底面延长至楼梯刷毛下方。

楼梯清扫机还可以装有感应装置，当感应装置感应到有行人途径时将停止工作，等待行人通过或离开后继续开始清扫楼梯。感应装置可以是红外线感应装置。

本实用新型的楼梯清扫机主要包括机身、行走机构、楼梯清扫机构和扶手除尘机构。

行走机构采用蜗轮蜗杆机构和四齿滚轮。利用蜗轮蜗杆机构来实现自锁，可起到安全保护作用，使清扫机能在楼梯上平稳的匀速运动，防止其向下滚落。利用清扫机自重向下滚落的趋势、以电机驱动为推力的四齿向下运动滚轮，其工作可靠且平稳，四齿滚轮的弧长为楼梯的宽度，齿高为台阶的高度，四个齿与楼梯台阶不断啮合，驱动力由蜗轮蜗杆通过主轴传递到滚轮。本实用新型自动楼梯清扫机主要利用的动力不是电机，而是机器本身的自重。若清扫机无蜗轮蜗杆设计，会向下加速运动，蜗轮蜗杆可以起到阻止其向下加速运动的作用。蜗杆与电机输出端相连，蜗杆上动力的作用是为了解除蜗轮蜗杆之间的自锁，只有蜗杆转动了，蜗轮才能动，反之蜗轮想动却被蜗杆锁住了，所以电机动力的作用是不断的解除蜗轮蜗杆之间的自锁。因此，本实用新型具有绿色节能的优点。

楼梯清扫机构采用曲柄滑块机构，通过主轴传动到大齿轮，由大齿轮带动惰轮到小齿轮中，它们的传动比为1∶4。当主轴转四分之一圈(相当于滚轮转过一个楼梯口)时，曲柄转一圈，楼梯毛刷来回往复一次，正好完成一级台阶的清扫。

在多层建筑楼梯中，扶手很容易沾染灰尘。本实用新型中，扶手除尘机构采用三面扶手除尘机构，其驱动力由第二电机直接输出，通过锥齿轮传动将动力传到扶手刷毛轴，扶手刷毛轴不断回转带动扶手刷毛运动，完成对扶手两个侧面和顶面的除尘工作。

本实用新型具有以下优点：

(1)工作平稳，节能低耗，结构简单，成本低，操作方便，环境适应性强。

(2)行走和清扫过程连续进行，工作效率高；蜗轮蜗杆机构实现自锁功能，使机器匀速下楼梯，防止在自重作用下滚落。

(3)扶手清洗机构与楼梯清扫机构同时工作，可达到双重清扫目的。

(4)垃圾收集装置开口的底面延长至楼梯刷毛下方，以便于垃圾能够顺利地扫入垃圾桶中，防止尘土飞扬。

(5)感应装置感应到有行人时可自动停止工作。

附图说明

图1是本实用新型一种具体实施例的立体结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是蜗杆蜗轮剖视图；

图4是图1所示自动楼梯清扫机的左视图。

其中：1-机身；2-主轴；3，3’-滚轮；4，4’-大齿轮；5，5’-惰轮；6，6’-小齿轮；7，7’-齿轮轴；8，8’-曲柄；9，9’-连杆；10-楼梯刷毛；11-电机座；12-第-电机；13-蜗杆；14-蜗轮；15-滚动轴承；16，16’-支撑架；17，17’-支撑块；18-支撑臂；19-第二电机；20-扶手刷毛轴；21-锥齿轮；22-扶手刷毛；23-垃圾收集装置；

下面将结合附图对本实用新型作详细的介绍：

具体实施方式

实施例1

如图1-4所示的自动楼梯清扫机，机身1中间有一电机座11，其上安装第一电机12，第一电机的输出轴上连接蜗杆13，蜗杆与蜗轮14相啮合，蜗轮设置于主轴2的中间，主轴横向安装在机身1上。主轴上设有四个滚动轴承15，滚动轴承与机身1相连。

主轴的两端从中心向外依次设有滚轮3，3’、大齿轮4，4’，大齿轮连接惰轮5，5’，惰轮连接小齿轮6，6’，与小齿轮同轴连接设置有齿轮轴7，7’，齿轮轴上连接转盘型曲柄8，8’，曲柄上设置连杆9，9’，两个连杆之间由楼梯刷毛10相连接。

机身1两侧分别设有支撑架16，16’，支撑架上具有支撑块17，17’，分别用于支撑连杆9，9’。

机身1的一侧固定有倒U字形支撑臂18，支撑臂上设有第二电机19，第二电机的输出轴与扶手刷毛轴20依次用四个锥齿轮21连接，扶手刷毛轴上连接有扶手刷毛22。

机身1上安装有垃圾收集装置23，垃圾收集装置具有一开口，开口的底面延长至楼梯刷毛10的下方。

楼梯清扫机装有红外线感应装置(未示出)，当感应装置感应到有行人途径时可以停止工作，等待行人通过或离开后继续开始清扫楼梯。

本实用新型设计机械运动和清扫的范围要满足楼梯的尺寸要求，以便不影响清扫机向下运动的稳定性。蜗轮蜗杆必须根据所受的力满足清扫机运动的自锁性，驱动电机输出功率必须满足行走和清扫的要求。

以楼梯高为80mm，宽为150mm，长为670mm为例，为能使清扫机能够在楼梯上平稳的移动、获得具有较大的传动比，保证结构紧凑，自锁性好，工作可靠，噪声小等特点，本实施例中各部件采用的参数如下：

1、齿轮传动的参数

模数m＝1.5 小齿轮Z3＝15 惰轮Z2＝16 大齿轮Z1＝60

压力角20° 传动比i13＝1/4

2、蜗轮蜗杆传动的参数

模数m＝2 蜗轮齿数Z＝20 蜗杆头数＝1

传动比i＝蜗轮齿数/杆头数＝20

3、有关蜗轮蜗杆啮合电机的选择

U＝12V，n＝25r/min的电机，功率为25W.

4、动作执行机构的设计计算说明

(1)行程设计计算：电机转速为n_电机＝25r/min，输出部分的传动比为(蜗轮蜗杆的传动比)i＝1/4，

由传动比公式得：i＝n_电机/n_主轴＝蜗杆头数/轮齿数＝20，n_主轴＝1.25r/min

即主轴的转速为1.25r/min，主轴转一圈下四节楼梯，那么整个清扫机每分钟下5节的楼梯。

(2)曲柄滑块机构：此机构中动力输出部分是安装在主轴上的两个大齿轮。

大齿轮的主要参数：模数m＝1.5 Z1＝60 n1＝1.25r/min

从动部分为小齿轮：模数m＝1.5 Z₂＝15

由传动比公式得：i₁₂＝Z₂\Z₁＝n₁\n₂＝0.25r/min，n₂＝5r/min

小齿轮和曲柄同轴，那么他们的转速为5r/min。

曲柄杆的长度为75mm，回转一周正好是完成了一个长度为150mm的工作回程。

5、滚轮运动计算说明：

滚轮四齿外弧长等于楼梯面长度，当处于起始位置时，上一级楼梯面正好与滚轮弧线相切，滚轮齿尖端接触楼梯面，随着滚轮的不断向下滚动，上弧线脱开，下弧线继续向下运动。

本实用新型楼梯清扫机的工作过程：启动按钮，第一电机的驱动力由蜗轮蜗杆通过主轴传递到四齿滚轮，因滚轮的弧长为楼梯的宽度、齿高为台阶的高度，四个齿与楼梯台阶不断啮合，清扫机沿楼梯自上而下运动，蜗轮蜗杆机构来实现自锁，可起到安全保护作用，使清扫机能在楼梯上平稳的匀速运动，防止其向下滚落。楼梯清扫机构采用曲柄滑块机构，通过主轴传动到大齿轮，由大齿轮带动惰轮到小齿轮中，它们的传动比为1∶4。当主轴转四分之一圈(相当于滚轮转过一个楼梯口)时，曲柄转一圈，带动连杆和楼梯毛刷来回往复一次，正好完成一级台阶的清扫。扶手除尘机构的驱动力由第二电机直接输出，通过锥齿轮传动将动力传到扶手刷毛轴，扶手刷毛轴不断回转带动扶手刷毛运动，完成对扶手两个侧面和顶面的除尘工作。

Claims

1.一种自动楼梯清扫机，其特征在于：机身(1)上设有第一电机(12)，第一电机的输出轴上连接蜗杆(13)，蜗杆与蜗轮(14)相啮合，蜗轮设置于主轴(2)的中间，主轴横向安装在机身(1)上，主轴的两端从中心向外依次设有滚轮(3，3’)、大齿轮(4，4’)，大齿轮连接惰轮(5，5’)，惰轮连接小齿轮(6，6’)，与小齿轮同轴连接设置有齿轮轴(7，7’)，齿轮轴上连接转盘型曲柄(8，8’)，曲柄上设置连杆(9，9’)，两个连杆之间由楼梯刷毛(10)相连接；机身(1)的一侧固定有支撑臂(18)，支撑臂上设有第二电机(19)，第二电机的输出轴与扶手刷毛轴(20)依次用四个锥齿轮(21)连接，扶手刷毛轴上连接有扶手刷毛(22)。

2.如权利要求1所述的自动楼梯清扫机，特征在于所述的机身(1)上还设有支撑架(16，16’)，支撑架上具有支撑块(17，17’)，分别用于支撑连杆(9，9’)。

3.如权利要求1所述的自动楼梯清扫机，特征在于所述的机身(1)上安装有垃圾收集装置(23)，垃圾收集装置具有一开口，开口的底面延长至楼梯刷毛(10)的下方。

4.如权利要求1所述的自动楼梯清扫机，特征在于所述的楼梯清扫机还装有感应装置。