CN212415628U - 一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，包括履带、驱动电机、麦克纳姆轮组、扫吸工作机、拖洗工作机、风干机、机体框架、升降装置；履带通过驱动电机提供向上爬行楼梯动作，麦克纳姆轮组使工作机在台阶上可左右移动工作，或在地面可任意方向移动；扫吸工作机可将灰尘杂物清扫，并吸入吸尘器中，拖洗工作机通过湿布与地面接触摩擦，风干机将潮湿地面吹干；升降装置与扫吸工作机和拖洗工作机固定，提供爬楼时工作机向上升起的动作。本实用新型可实现平地和楼梯等场合的清扫工作，实现扫拖一体化功能；在控制面板上输入需清扫的层数，机器可自动完成清扫工作，减少人工劳动强度；同时具有效率高、结构简单、功能全面等特点。

Description

一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置

技术领域

本实用新型涉及自动清洁设备技术领域，尤其涉及一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置。

背景技术

通过调查发现不管大型还是小型公共场所，楼梯的清理工作非常繁琐。尤其对于客流量大的地方，需要频繁清理。目前市场上有清扫车、电动吸尘器等清扫设备，基本上都是对平面做出的自动化清扫，没有针对楼梯清扫而设计的机器。通过搜索互联网和图书馆的资料，暂时国内外还没有涉及这方面的研究。楼梯的清扫是项费时费力的工作，人工清扫效率低下，需要要清洁员每天重复劳动，耗费大量的人力和时间。

近些年，清扫机器方面的技术很成熟，从吸尘到拖扫，很大程度上减轻了人力的劳作，解放了双手，是人类必不可少的清洁帮手。但只仅仅相对于平缓地面，对于斜坡楼梯方面应用就具有很大的局限性，而楼梯清理设计难点在于机器向上爬行、左右移动、死角处清理、工作机的平面与倾斜楼梯之间的调节。目前实用新型还没有涉及这方面的结构设计，因此研究专门的机器解决这一问题十分必要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、效率高的智能清洗装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：包括移动装置、升降装置、吸扫工作机、拖洗工作机；

所述移动装置包括机架、机架前端安装有一对前轴，后端安装有一根后轴，前轴上安装有一根纵向支架，前轴和后轴的两端均设有履带齿轮，纵向支架的上端也设有履带齿轮，后轴一端的履带齿轮与同侧前轴一端的履带齿轮之间设有平地履带，前轴另一端的履带齿轮与纵向支架上端的履带齿轮之间设有摆臂式履带，所述后轴上具有有用驱动后轴转动的第一电机；所述机架尾部设有风干机构；

所述升降装置包括安装在机架前端的一对斜向前支架，以及后端的一对斜向后支架，两根斜向前支架和两根斜向后支架上各设有一个滑块，两根斜向前支架上的滑块之间以及两根斜向后支架上的滑块之间均设有一根连接杆，两根连接杆之间设有一对平衡杆，每根平衡杆与机架之间各设有一个剪刀叉式的伸缩架，伸缩架的上下端均可在平衡杆与机架上限位滑动，所述机架上还设有用于驱动伸缩架伸展和收缩的电动伸缩杆；所述斜向后支架上的连接杆下部设有支撑杆，支撑杆的下部设有麦克纳姆轮以及驱动麦克纳姆轮正反转动的第二电机；所述两根斜向前支架和两根斜向后支架之间安装有锂电池；

所述吸扫工作机包括吸尘装置和吸扫机构，吸尘装置位于机架后端位置，机架两侧分别设有一个吸扫机构，吸扫机构与吸尘装置之间设有软管；所述吸扫机构包括吸尘口，吸尘口与软管之间具有伸缩管道，吸尘口两侧设有支架，支架上安装有尘刷和万向轮，尘刷为朝向吸尘口的旋转刷，该支架与悬臂架之间设有扭簧调平装置；

所述拖洗工作机包括拖洗机构和电机调平机构，拖洗机构包括机壳，机壳的一个端部和底部为开口，机壳内上部和下部分布有若干滚轴，拖洗机构上绕有拖布条，部分拖布条置于机壳的端部开口外和底部外，所述机壳内还设有自动张紧装置以及用于驱动滚轴转动的第三电机，拖布条处于张紧状态，所述机壳内中间位置设有水箱以及用于将拖布条压入水箱内清洗的撑洗杆，水箱内具有用于过滤污水的过滤装置；所述电机调平机构上部具有刚性连接斜向后支架的悬架，下部连接于机壳中心位置。

作为更进一步的优选方案，所述后轴上具有联轴器以及带轮，带轮与第一电机的输出端之间具有皮带。

作为更进一步的优选方案，所述平地履带与机架之间设有减震弹簧。

作为更进一步的优选方案，所述两根斜向前支架和两根斜向后支架外安装有罩壳，罩壳上设置有控制面板。

作为更进一步的优选方案，所述扭簧调平装置包括连接支架的下座以及连接悬臂架的上座，下座和上座相互铰接，其铰接处具有扭簧；所述吸扫机构的支架上设有控制的尘刷的尘刷调节装置。

作为更进一步的优选方案，所述机壳侧部设有工作机盖以及控制工作机盖开闭的开盒按钮。

本实用新型的有益效果是：

（1）多功能化。本产品不仅可以清扫楼梯，也可以为平整地面进行清洗，能够实现平地和楼梯等场合的清扫工作，可以实现扫拖一体化的功能。

（2）自动化、智能化。目前市场上还没有针对楼梯进行清扫的机器，楼梯的清扫是项费时费力的工作，人工清扫效率低下，需要要清洁员每天重复劳动，耗费大量的人力和时间。现在只需在面板上输入需要清扫的层数，机器可自动完成工作。

（3）减少劳动强度。对于复杂的楼梯，可通过遥控或者手推方式来完成操纵，操作方便，最大程度上减少人工工作量。

（4）结构简单，功能全面。工作部分采用左右对称结构，前后两级错开工作，前级工作机负责扫尘、吸尘，后级工作机负责清洗地面，S形运动方式，前级工作机先清扫，后级同步的清洗，最后通过风干机将地面进行吹干。工作机的调节装置可适应绝大部分的楼梯宽度和高度，在一定程度上增加了楼梯的可清扫面积。

（5）模块化设计。每一部分都可单独拆装，方便更换，维护成本低。

附图说明

图1是本实用新型整体示意图；

图2是本实用新型内部示意图；

图3是本实用新型爬楼状态示意图；

图4是本实用新型清洗楼梯工作状态示意图；

图5是本实用新型清洗地面工作状态示意图；

图6是本实用新型升降装置示意图；

图7是本实用新型移动装置示意图；

图8是本实用新型吸扫工作机整体外观示意图；

图9是本实用新型吸扫工作机工作部分示意图；

图10是本实用新型拖洗工作机整体外观示意图；

图11是本实用新型拖洗机构正面内部示意图；

图12是本实用新型拖洗机构机侧面内部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型提供了一种楼梯与地面清扫合为一体的装置，可适应不同高度和宽度的楼梯，可实现自动清扫，亦可通过遥控进行远程操作。主要包括：移动装置、执行工作装置、机体框架、升降装置、平衡调节装置、传感器检测系统和无线遥控装置等。

本实用新型结构上包括履带装置、拖洗机构8、吸扫工作机、风干机构14、升降装置、控制面板28和传感检测系统等。

履带装置包括摆臂式履带27、平地履带1、第一电机11、机架19、带轮12、联轴器13，摆臂式履带27与平地履带1以一定的倾斜角度进行固定连接，平地履带1固定在机架19上，第一电机11设于机架19尾部，通过带轮12将动力传给履带，用以驱动电机前进；

平地履带1通过第一电机11驱动移动实现平底移动，通过倾斜的摆臂式履带27实现爬楼动作。如需要左右，原地转弯或朝指定方向移动等这些复杂运动，则需要单独控制每个麦克纳姆轮15的转向，从而达到我们所需要的位移运动。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何要求的方向上产生一个合力矢量从而保证了这个平台在最终的合力矢量的方向上能自由的移动，而不改变机轮自身的方向。通过在单片机控制4组这种新型轮子组合，可以更灵活方便的实现全方位移动功能。

执行工作装置包括吸扫工作机，拖洗工作机，风干机构14，在工作结构上可依次分为扫地、拖地和风干三大模块。吸扫工作机在前面清扫，拖洗工作机在已经清扫完的台阶上拖洗，最后通过风干机构14将已经拖洗完的台阶进行吹干。

吸扫工作机包括悬臂架6、扭簧调平装置5、吸尘口3、万向轮33、软管4、吸尘装置10、尘刷2和尘刷调节装置34，吸尘装置10通过扭簧调平装置5与悬臂架6连接，伸缩架17下降时，通过机器自重进行下压，使工作机与地面更好贴合。吸尘口3设在中间，通过软管4与机架后方吸尘装置10连接，吸尘装置10内设于吸尘腔，可进行更换，尘刷2位于吸尘口3两侧，两尘刷2都有单独小电机，尘刷调节装置34设于吸扫机架上，通过调节尘刷的角度来适应一定范围的楼梯宽度；

扭簧调平装置5包括连接支架的下座以及连接悬臂架6的上座，下座和上座相互铰接，其铰接处具有扭簧，当与工作表面接触时，通过机器的自身重力下压，使其能更好的与工作表面进行贴合。

拖洗工作机包括机壳、电机调平装置7、拖布条9、滚轴40、第三电机24、水箱21、自动张紧装置23、过滤装置22，撑洗杆37、布条调节装置30，整体拖洗工作机通过电机调平装置7对工作机进行调平，始终保持与工作平面处于平行状态，若干滚轴40安装在机壳内部，拖布条9环绕在滚轴40上，自动张紧装置23安装于拖洗工作机后部，通过一端固定，另一端与滚轴40固定，通过弹簧将两端连接，拖布条9绕在滚轴40上，对拖布条9施加一定的张紧力，第三电机24安装于自动张紧装置23下方，通过带轮与滚轴40连接，水箱21设于拖洗机中部，过滤装置22设于拖洗机前端，将水箱里的脏水简单过滤，撑洗杆37设于水箱上部，撑洗杆37倾斜下压可使拖布条9伸入水箱，将拖布条9进行清洗。开盖机构包括扇形齿轮38、开盖弹簧39、开盒按钮31、小齿轮和蜗杆蜗轮，开盖弹簧39将盖子和扇形齿轮38进行连接，扇形齿轮38与小齿轮啮合，蜗轮与撑洗杆37固定，当按钮按下，开盖弹簧39将工作机盖32弹开，随着工作机盖32打开，扇形齿轮38与齿轮啮合传动，传给蜗杆蜗轮，可将撑杆抬起，以便将水箱抽出，盖上工作机盖32后，可将撑洗杆37压入水箱，实现布条的清洗，拖布调节装置30位于机壳的前端面和后下端面，通过调节拖布条9长度来适应不同高度和宽度的楼梯。

具体的说，电机调平机构7包括刚性连接斜向后支架的上悬架，上悬架与拖洗机构8之间设有支架，支架上具有弧形的齿条，上悬架下部固定有电机，电机的齿轮端与齿条啮合，电机转动带动上悬架与拖洗机构8相对运动，即通过水箱上的水平传感器实时监测水箱的平衡状态，一旦水箱倾斜，电机调平装置7的电机立即转动，使水箱始终与被工作表面平行。

拖洗机构8的机壳的开口边缘位置设有布条调节装置30，布条调节装置30为设在机壳开口边缘两侧上的升降自锁杆，位于机壳端部外的滚轴40两端固定在布条调节装置30上，类似于美工刀推入推出式结构，通过按压上面的簧片的位置来调节布条的长短，同时内部的自动张紧装置可提供一定的张紧力，以适应不同高度或宽度的楼梯。

风干机构14是由风机和导风口组成，其设于吸尘装置下方通过风机一端吸入空气，导风口将空气吹出，将潮湿地面吹干。

升降装置包括X形的伸缩架17、电动伸缩杆35、平衡杆18，电动伸缩杆35一端与伸缩架17相连，另一端与机架19相连，平衡杆18与伸缩架17相连，通过电动伸缩杆35的上下移动，带动伸缩架运动，平衡杆18沿着机体框架导槽移动，实现两根斜向前支架和两根斜向后支架上的各个滑块上下移动，使工作机上下抬起与放下。

麦克纳姆轮组装置包括第二电机16、麦克纳姆轮15、支撑杆，第二电机16与支撑杆固定，第二电机16与麦克纳姆轮15连接，总共设有4组轮，前后各两个，可使实现机器任意方向移动，支撑杆与伸缩架17固定连接，与伸缩架17一同升降。

传感器检测系统和无线遥控装置通过各种检测传感器，将被测信号变换放大，A/D信号转换，再将信号传给显示仪器或控制系统。通过极限位置识别传感器确定工作机是否在楼梯台阶中间的精准定位；通过超声波测距传感器来判断是否接触到障碍物或墙壁。工作机底部设有压力传感器，以保证工作状态与地面的适量贴近，由此达到更好的清洁效果

如图2和图3所示，清洗楼梯时，通过预先向控制面板28设定楼层层数，或通过遥控操杆来进行操控，此时摆臂式履带27向上爬楼，到达第一级台阶，通过伸缩架17将工作机放下，电机调平装置7自动调平，保持与工作面平行，吸尘装置10先与地面接触，工作机不断下降，通过机器自身重力将扭簧调平装置5与地面平齐，通过万向轮33使吸扫机构36与平面保持更好的距离，此时麦克纳姆轮组与楼梯平面接触，吸尘装置10开始运作，尘刷2向内旋转，将灰尘卷入吸尘口3，麦克纳姆轮15横向移动，使整个工作机横向清扫，当工作机边上的超声波测距传感器感应到障碍物，会自动将工作机升起，同时拖洗机构8将脏拖布条9转入水箱21进行清洗，摆臂式履带27向上移动，到达下一级台阶在将工作机与麦克纳姆轮15同时放下，接着以上动作，实现S型行走路径。当工作到最后一级台阶时，与平面接触时，减震弹簧26可缓冲对机器的振动。整体清扫方式采用上下错开工作，吸扫机首先在上一级台阶进行清扫，拖洗机清洗已经清扫完的工作面，风干机构14对已经清洗过的潮湿地面进行吹干，同时工作，提高工作效率。

吸扫机构36的支架上设有控制尘刷2的尘刷调节装置34，尘刷调节装置34，为螺栓，螺栓穿过支架，对连接臂进行按压，来调节来固定在支架上两个尘刷之间的张角大小来满足不同宽度的楼梯。

如图4所示，清扫平面时，将伸缩架17下降，平地履带1被撑起，麦克纳姆轮15与工作机着地，扭簧调平装置5与电机调平装置7处于与地面平行状态，通过麦克纳姆轮移动15来带动工作机移动，进行清扫工作。

上述实施例中的实施方案可以进一步替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本发领域中技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：包括移动装置、升降装置、吸扫工作机、拖洗工作机；

所述移动装置包括机架（19）、机架（19）前端安装有一对前轴，后端安装有一根后轴，前轴上安装有一根纵向支架，前轴和后轴的两端均设有履带齿轮，纵向支架的上端也设有履带齿轮，后轴一端的履带齿轮与同侧前轴一端的履带齿轮之间设有平地履带（1），前轴另一端的履带齿轮与纵向支架上端的履带齿轮之间设有摆臂式履带（27），所述后轴上具有有用驱动后轴转动的第一电机（11）；所述机架（19）尾部设有风干机构（14）；

所述升降装置包括安装在机架（19）前端的一对斜向前支架，以及后端的一对斜向后支架，两根斜向前支架和两根斜向后支架上各设有一个滑块，两根斜向前支架上的滑块之间以及两根斜向后支架上的滑块之间均设有一根连接杆，两根连接杆之间设有一对平衡杆（18），每根平衡杆（18）与机架（19）之间各设有一个剪刀叉式的伸缩架（17），伸缩架（17）的上下端均可在平衡杆（18）与机架（19）上限位滑动，所述机架（19）上还设有用于驱动伸缩架（17）伸展和收缩的电动伸缩杆（35）；所述斜向后支架上的连接杆下部设有支撑杆（41），支撑杆（41）的下部设有麦克纳姆轮（15）以及驱动麦克纳姆轮（15）正反转动的第二电机（16）；所述两根斜向前支架和两根斜向后支架之间安装有锂电池（20）；

所述吸扫工作机包括吸尘装置（10）和吸扫机构（36），吸尘装置（10）位于机架（19）后端位置，机架（19）两侧分别设有一个吸扫机构（36），吸扫机构（36）与吸尘装置（10）之间设有软管（4）；所述吸扫机构（36）包括吸尘口（3），吸尘口（3）与软管（4）之间具有伸缩管道，吸尘口（3）两侧设有支架，支架上安装有尘刷（2）和万向轮（33），尘刷（2）为朝向吸尘口（3）的旋转刷，该支架与悬臂架（6）之间设有扭簧调平装置（5）；

所述拖洗工作机包括拖洗机构（8）和电机调平机构（7），拖洗机构（8）包括机壳，机壳的一个端部和底部为开口，机壳内上部和下部分布有若干滚轴（40），拖洗机构（8）上绕有拖布条（9），部分拖布条（9）置于机壳的端部开口外和底部外，所述机壳内还设有自动张紧装置（23）以及用于驱动滚轴（40）转动的第三电机（24），拖布条（9）处于张紧状态，所述机壳内中间位置设有水箱（21）以及用于将拖布条（9）压入水箱（21）内清洗的撑洗杆（37），水箱（21）内具有用于过滤污水的过滤装置（22）；所述电机调平机构（7）上部具有刚性连接斜向后支架的悬架，下部连接于机壳中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：所述后轴上具有联轴器（13）以及带轮（12），带轮（12）与第一电机（11）的输出端之间具有皮带。

3.根据权利要求1所述的一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：所述平地履带（1）与机架（19）之间设有减震弹簧（26），减震弹簧（26）的上端固定在机架（19），下端与平地履带（1）滑动接触。

4.根据权利要求1所述的一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：所述两根斜向前支架和两根斜向后支架外安装有罩壳（29），罩壳（29）上设置有控制面板（28）。

5.根据权利要求1所述的一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：所述扭簧调平装置（5）包括连接支架的下座以及连接悬臂架（6）的上座，下座和上座相互铰接，其铰接处具有扭簧；所述吸扫机构（36）的支架上设有控制尘刷（2）的尘刷调节装置（34）。

6.根据权利要求1所述的一种自动清洗楼梯与地面的清洁装置，其特征在于：所述机壳侧部设有工作机盖（32）以及控制工作机盖（32）开闭的开盒按钮（31）。

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