CN212521624U - 一种爬墙清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种爬墙清洁装置，包括机架，机架内部装有供电电池和控制器，机架侧面铰接万向螺旋桨组件，每个万向螺旋桨组件包括垂直方向换向舵机，垂直方向换向舵机的输出轴固接设置在螺旋桨壳体内部的固定架；固定架转动连接螺旋桨支架，螺旋桨壳体的侧面固接水平方向换向舵机，水平方向换向舵机的输出轴固接螺旋桨支架，螺旋桨支架设置在固定架内部，螺旋桨驱动电机固接在螺旋桨支架上，螺旋桨驱动电机的输出轴固接螺旋桨；螺旋桨壳体侧面下部安装有麦克纳姆轮；每个螺旋桨壳体外侧转动连接有模块化清洁盘；垂直方向换向舵机、水平方向换向舵机、麦克纳姆轮驱动电机和毛刷驱动机构均分别与控制器相连。
Description
技术领域
本实用新型属于智能清洁机器人技术领域，涉及一种爬墙清洁装置。
背景技术
机器人是集机械、电子、控制、传感、人工智能等多学科先进技术于一体的自动化装备。每个家庭每天都会对家里进行打扫，扫地机器人是人们日常生活中最常见到的机器人，近几年,扫地机器人正在以惊人的速度普及,市场发展十分迅猛，各种品牌的扫地机器人也是层出不穷。虽然其十分便捷，但却还是存在一定的问题，其清洁的范围一般仅限于对地板、沙发下和床下的区域，而天花板和较高的墙面一般都无法打扫到。由于位置较高，人工进行打扫难度大，普通家庭对天花板和较高墙面的清洁频率也一般较低，基本维持在半年到一年才会打扫一次，较低的打扫频率也导致较多灰尘以及蜘蛛网等污垢集聚于天花板和墙面，长此以往导致天花板和较高墙面颜色灰暗、成为卫生死角，从而影响室内的空气质量和美观。
本实用新型通过设计一种爬墙清洁装置，既可以实现对地面、沙发下和床下区域进行打扫，也能实现对天花板、墙面以及柜子顶部这样不易清扫的位置进行打扫，解决大多数家庭因为空间结构和高度限制无法彻底清扫家庭的难题，利用智能控制规划清洁路线从而提高清洁效率。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种爬墙清洁装置，解决了现有技术中存在的大多数家庭因为空间结构和高度限制，室内屋顶及墙面清扫难度大的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，一种爬墙清洁装置，包括机架，机架内部装有供电电池和控制器，机架侧面均匀固接有若干转动关节，每个转动关节的另一端铰接一个万向螺旋桨组件的螺旋桨壳体，每个万向螺旋桨组件包括固接在螺旋桨壳体底部的垂直方向换向舵机，垂直方向换向舵机的输出轴固接设置在螺旋桨壳体内部的固定架；固定架转动连接螺旋桨支架，螺旋桨壳体的侧面固接水平方向换向舵机，水平方向换向舵机的输出轴固接螺旋桨支架，螺旋桨支架设置在固定架内部，螺旋桨驱动电机固接在螺旋桨支架上，螺旋桨驱动电机的输出轴固接螺旋桨；螺旋桨壳体侧面下部安装有麦克纳姆轮，麦克纳姆轮由电机驱动；每个螺旋桨壳体外侧转动连接有模块化清洁盘，模块化清洁盘内装有毛刷和毛刷驱动机构；垂直方向换向舵机、水平方向换向舵机、麦克纳姆轮驱动电机和毛刷驱动机构均分别与控制器相连。
本实用新型的特点还在于：
固定架通过回转销与螺旋桨支架转动相连。
固定架、螺旋桨支架和螺旋桨壳体均为半球壳体状，且外侧面开设有若干镂空孔的结构。
模块化清洁盘通过回转销A与连接架下端铰接，连接架的上端通过回转销B与清洁盘壳体连接板下端铰接，清洁盘壳体连接板的上端固接螺旋桨壳体的外侧，回转销A和回转销B的安装方向相互垂直。
清洁盘壳体连接板为L型。
毛刷驱动机构包括固接在清洁盘壳体上的毛刷驱动电机，毛刷驱动电机固接传动机构，传动机构底部固接毛刷。
传动机构包括与毛刷驱动电机固接的太阳轮，太阳轮外侧均布啮合若干行星轮，每个行星轮底部固接毛刷。
清洁盘壳体为下端开口的空心柱体，毛刷驱动电机固接在清洁盘壳体的上端面，太阳轮和行星轮安装在清洁盘壳体内部，太阳轮外侧均布啮合有四个行星轮。
转动关节通过销轴转动连接万向螺旋桨组件的螺旋桨壳体。
控制器的型号为树莓派4B raspbian。
本实用新型的有益效果是：装置结构简单，造价低，且工作过程中不会产生任何污染物质，环保安全；应用范围广泛，通过对其更换相应的清扫部件可以实现其它清扫功能，例如可运用于高楼幕墙外部清洁工作，将工作人员从危险的工作环境中解放出来；也可增加摄像头部件，便于工作人员监控其工作状态。
附图说明
图1是本实用新型一种爬墙清洁装置的结构示意图；
图2是本实用新型一种爬墙清洁装置中的万向螺旋桨组件的结构示意图；
图3是本实用新型一种爬墙清洁装置中的模块化清洁盘外部结构图；
图4是本实用新型一种爬墙清洁装置中的模块化清洁盘内部结构图。
图中，1.机架，2.转动关节，3.万向螺旋桨组件，4.模块化清洁盘，5.水平方向换向舵机，6.垂直方向换向舵机，7.麦克纳姆轮，8.螺旋桨，9螺旋桨支架，10.螺旋桨驱动电机，11.螺旋桨壳体，12.回转销，13.固定架，14.清洁盘壳体连接板，15.毛刷驱动电机，16.清洁盘壳体，17.回转销A，18.回转销B，19.连接架，20.毛刷，21.行星轮，22.太阳轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种爬墙清洁装置，如图1所示，一种爬墙清洁装置，包括机架1，机架1内部装有供电电池和控制器，机架1侧面均匀固接有若干转动关节2，每个转动关节2的另一端铰接一个万向螺旋桨组件3的螺旋桨壳体11，每个万向螺旋桨组件3包括固接在螺旋桨壳体11底部的垂直方向换向舵机6，垂直方向换向舵机6的输出轴固接设置在螺旋桨壳体11内部的固定架13；固定架13转动连接螺旋桨支架9，螺旋桨壳体11的侧面固接水平方向换向舵机5，水平方向换向舵机5的输出轴固接螺旋桨支架9，螺旋桨支架9设置在固定架13内部，螺旋桨驱动电机10固接在螺旋桨支架9上，螺旋桨驱动电机10的输出轴固接螺旋桨8；螺旋桨壳体11侧面下部安装有麦克纳姆轮7，麦克纳姆轮7由电机驱动；每个螺旋桨壳体11外侧转动连接有模块化清洁盘4，模块化清洁盘4内装有毛刷20和毛刷驱动机构；垂直方向换向舵机6、水平方向换向舵机5、麦克纳姆轮7驱动电机和毛刷驱动机构均分别与控制器相连。
如图2所示，固定架13通过回转销12与螺旋桨支架9转动相连。
固定架13、螺旋桨支架9和螺旋桨壳体11均为半球壳体状，且外侧面开设有若干镂空孔的结构。
如图3所示，模块化清洁盘4通过回转销A17与连接架19下端铰接，连接架19的上端通过回转销B18与清洁盘壳体连接板14下端铰接，清洁盘壳体连接板14的上端固接螺旋桨壳体11的外侧，回转销A17和回转销B18的安装方向相互垂直。
清洁盘壳体连接板14为L型。
如图4所示，毛刷驱动机构包括固接在清洁盘壳体16上的毛刷驱动电机15，毛刷驱动电机15固接传动机构，传动机构底部固接毛刷20。
传动机构包括与毛刷驱动电机15固接的太阳轮22，太阳轮22外侧均布啮合若干行星轮21，每个行星轮21底部固接毛刷20。
清洁盘壳体16为下端开口的空心柱体，毛刷驱动电机15固接在清洁盘壳体16的上端面，太阳轮22和行星轮21安装在清洁盘壳体16内部，太阳轮22外侧均布啮合有四个行星轮21。
转动关节2通过销轴转动连接万向螺旋桨组件3的螺旋桨壳体11。
控制器的型号为树莓派4B raspbian。
本实用新型一种爬墙清洁装置，其工作原理如下：万向螺旋桨组件3通过转动关节2与机架1相连，由电机驱动的麦克纳姆轮7安装在螺旋桨壳体11上，为爬墙清洁装置的移动提供动力。毛刷驱动电机15固定在清洁盘壳体16上，清扫过程中，毛刷驱动电机15一直处于工作状态，驱动太阳轮22转动，太阳轮22带动行星轮21转动，行星轮21与毛刷20固定连接，从而带动毛刷20始终处于工作状态。
清扫过程中，利用4个万向螺旋桨组件3中螺旋桨8的高速旋转为其提供上升动力，同时也为模块化清洁盘4的正常工作提供清扫压力。图2中螺旋桨驱动电机10固定在螺旋桨支架9上，螺旋桨驱动电机10驱动螺旋桨8转动，为爬墙清洁装置的各种运动提供升力，螺旋桨支架9通过回转销12与固定架13连接，水平方向换向舵机5驱动螺旋桨支架9相对于固定架13绕着回转销12转动，实现螺旋桨的水平方向上的控制。垂直方向换向舵机6输出轴与固定架13固接，当其驱动固定架13在垂直面平面内绕着垂直换向舵机6的轴向转动时，由于固定架13通过回转销12与螺旋桨支架9相连接，从而实现了螺旋桨8在垂直方向上的控制。水平方向换向舵机5和垂直方向换向舵机6的组合可使爬墙清扫机器人完成不同角度墙面的清扫姿态调整任务。
本实用新型一种爬墙清洁装置，其优点在于：本实用新型基于姿态可调的万向螺旋桨组件可完成垂直墙面、水平屋顶的清扫工作，万向螺旋桨组件上分别安装水平方向换向舵机和垂直方向换向舵机，从而实现本装置各种位姿调整，同时螺旋桨旋转所产生的升力可使本装置能保持紧密地贴在当前工作平面，为模块化清洁盘提供清扫压力，有助于提高清扫的干净程度，下端安装有麦克纳姆轮便于本装置在清扫过程中实现行进及转向动作，能够有效解决室内屋顶及墙面清扫难度大的问题。
Claims (10)
1.一种爬墙清洁装置，其特征在于，包括机架(1)，所述机架(1)内部装有供电电池和控制器，所述机架(1)侧面均匀固接有若干转动关节(2)，每个转动关节(2)的另一端铰接一个万向螺旋桨组件(3)的螺旋桨壳体(11)，每个所述万向螺旋桨组件(3)包括固接在螺旋桨壳体(11)底部的垂直方向换向舵机(6)，所述垂直方向换向舵机(6)的输出轴固接设置在所述螺旋桨壳体(11)内部的固定架(13)；固定架(13)转动连接螺旋桨支架(9)，所述螺旋桨壳体(11)的侧面固接水平方向换向舵机(5)，所述水平方向换向舵机(5)的输出轴固接螺旋桨支架(9)，螺旋桨支架(9)设置在所述固定架(13)内部，螺旋桨驱动电机(10)固接在所述螺旋桨支架(9)上，螺旋桨驱动电机(10)的输出轴固接螺旋桨(8)；所述螺旋桨壳体(11)侧面下部安装有麦克纳姆轮(7)，麦克纳姆轮(7)由电机驱动；每个螺旋桨壳体(11)外侧转动连接有模块化清洁盘(4)，所述模块化清洁盘(4)内装有毛刷(20)和毛刷驱动机构；垂直方向换向舵机(6)、水平方向换向舵机(5)、麦克纳姆轮(7)驱动电机和毛刷驱动机构均分别与控制器相连。
2.根据权利要求1所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述固定架(13)通过回转销(12)与螺旋桨支架(9)转动相连。
3.根据权利要求1所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述固定架(13)、螺旋桨支架(9)和螺旋桨壳体(11)均为半球壳体状，且外侧面开设有若干镂空孔的结构。
4.根据权利要求1所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述模块化清洁盘(4)通过回转销A(17)与连接架(19)下端铰接，所述连接架(19)的上端通过回转销B(18)与清洁盘壳体连接板(14)下端铰接，所述清洁盘壳体连接板(14)的上端固接所述螺旋桨壳体(11)的外侧，所述回转销A(17)和回转销B(18)的安装方向相互垂直。
5.根据权利要求4所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述清洁盘壳体连接板(14)为L型。
6.根据权利要求1所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述毛刷驱动机构包括固接在清洁盘壳体(16)上的毛刷驱动电机(15)，所述毛刷驱动电机(15)固接传动机构，传动机构底部固接毛刷(20)。
7.根据权利要求6所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述传动机构包括与所述毛刷驱动电机(15)固接的太阳轮(22)，所述太阳轮(22)外侧均布啮合若干行星轮(21)，每个所述行星轮(21)底部固接毛刷(20)。
8.根据权利要求7所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述清洁盘壳体(16)为下端开口的空心柱体，所述毛刷驱动电机(15)固接在所述清洁盘壳体(16)的上端面，所述太阳轮(22)和行星轮(21)安装在所述清洁盘壳体(16)内部，所述太阳轮(22)外侧均布啮合有四个行星轮(21)。
9.根据权利要求1所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述转动关节(2)通过销轴转动连接万向螺旋桨组件(3)的螺旋桨壳体(11)。
10.根据权利要求1所述的一种爬墙清洁装置，其特征在于，所述控制器的型号为树莓派4B raspbian。
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