CN217365656U - 一种楼梯清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种楼梯清洁机器人，包括：机体，所述机体下部设置有扫地装置；第一弓形装置，所述第一弓形装置沿上下方向活动设置在所述机体上，所述扫地装置设置在所述第一弓形装置的底部；第二弓形装置，所述第二弓形装置沿上下方向活动设置在所述机体上，并位于所述第一弓形装置的后方；拖地装置，所述拖地装置设置在所述第二弓形装置的底部；所述第一弓形装置与所述第二弓形装置在所述扫地装置和所述拖地装置进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体的作用下交替抬升。解决了现有楼梯清洁机器人结构复杂、爬楼效率低的问题。

Description

一种楼梯清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及的是一种楼梯清洁机器人。

背景技术

随着工业技术及人工智能的发展，机器人代替人力劳动已经越来越普及，目前楼梯清洁依然依靠人力完成，高层楼宇持续的楼梯清洁工作成为一项非常枯燥、劳累的人力劳动，因此急需楼梯清洁机器人来解放人力劳动。

目前，市场上已经出现的楼梯清洁机器人形式主要有星轮式、伸缩升降式、箱体式、平行四边形式等楼梯清洁机器人，但是上述形式的楼梯清洁机器人均具有比较复杂的连杆支撑结构，在运动时内部的连杆支撑结构会不断的发生变化，需要不停的对其进行重心调节，使得楼梯清洁机器人在爬楼行走过程中，效率低下。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种楼梯清洁机器人，旨在解决现有楼梯清洁机器人结构复杂、爬楼效率低的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种楼梯清洁机器人，包括：机体，所述机体下部设置有扫地装置；

第一弓形装置，所述第一弓形装置沿上下方向活动设置在所述机体上，所述扫地装置设置在所述第一弓形装置的底部；

第二弓形装置，所述第二弓形装置沿上下方向活动设置在所述机体上，并位于所述第一弓形装置的后方；

拖地装置，所述拖地装置设置在所述第二弓形装置的底部；

所述第一弓形装置与所述第二弓形装置在所述扫地装置和所述拖地装置进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体的作用下交替抬升。

进一步，所述机体上还设置有第一抬升装置，所述第一抬升装置连接所述第一弓形装置，并驱动所述第一弓形装置沿竖直方向移动；

以及第二抬升装置，所述第二抬升装置连接所述第二弓形装置，并驱动所述第二弓形装置沿竖直方向移动。

进一步，所述第一抬升装置包括：

第一抬升组件，所述第一抬升组件配合于所述第一弓形装置，所述第一弓形装置通过所述第一抬升组件实现竖直上下移动；

第一光轴，所述第一光轴连接于所述机体前端，配合于所述第一抬升组件支撑驱动所述第一弓形装置沿竖直方向移动。

进一步，所述第二抬升装置包括：

第二抬升组件，所述第二抬升组件配合于所述第二弓形装置，所述第二抬升组件带动所述第二弓形装置竖直上下移动；

第二光轴，所述第二光轴连接于所述机体后端，配合于所述第二抬升组件支撑驱动所述第二弓形装置沿竖直方向移动。

进一步，所述第一抬升组件包括：

抬升电机，所述抬升电机设置于所述第一抬升装置靠近所述第一弓形装置的一端，并固定连接于所述第一抬升装置；

抬升链条，所述抬升链条连接于所述抬升电机，并将所述抬升电机的旋转运动转化为竖直上下运动。

进一步，所述第二抬升组件包括：

抬升驱动电机，所述抬升驱动电机设置于所述第二抬升装置靠近所述第二弓形装置的一端，并固定连接于所述第二抬升装置；

丝杆，所述丝杆一端通过齿轮连接于所述抬升驱动电机，另一端配合于所述第二弓形装置上的滚珠螺母，所述丝杆将所述抬升驱动电机的旋转运动转化为所述第二弓形装置的竖直上下运动。

进一步，所述第一弓形装置包括：

第一支撑支脚，所述第一支撑支脚沿竖直方向设置在所述第一弓形装置内部；

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述第一弓形装置的底部，为所述第一弓形装置提供前后移动的动力；

第一驱动轮，所述第一驱动轮设置在所述第一支撑支脚底部，并连接于所述第一驱动电机，用于驱动所述第一弓形装置；

第一直线轴承，所述第一直线轴承设置在所述第一支撑支脚上背离所述扫地装置的一端，所述第一直线轴承通过所述第一光轴连接于所述机体。

进一步，所述第二弓形装置包括：

第二支撑支脚，所述第二支撑支脚沿竖直方向设置在所述第二弓形装置内部，并连接于所述拖地装置，所述第二支撑支脚用于支撑所述第二弓形装置；

第二直线轴承，所述第二直线轴承设置在所述第二支撑支脚上背离所述拖地装置的一端，所述第二直线轴承通过所述第二光轴连接于所述机体。

进一步，所述扫地装置包括：

底框，所述底框设置在所述机体底部，所述底框连接于所述机体；

扫地滚刷，所述扫地滚刷设置于所述底框底部的两端，用于清扫台阶；

垃圾导向壳，所述垃圾导向壳设置于两端所述扫地滚刷的内侧，用于将垃圾导向至储尘盒。

进一步，所述拖地装置包括：

主动清洁组件，所述主动清洁组件设置于所述第二弓形装置底部，所述主动清洁组件用于清洁所述扫地装置清扫过的楼梯；

浸润清洁组件，所述浸润清洁组件连接于所述主动清洁组件，所述浸润清洁组件为所述主动清洁组件提供清洁水源。

与现有技术相比，本实用新型通过设置位于所述机体下部的所述第一弓形装置和所述第二弓形装置，使得所述第一弓形装置与所述第二弓形装置在所述扫地装置和所述拖地装置进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体的作用下交替抬升。避免了采用复杂的连杆支撑变化结构，以及运动过程中不停的进行重心调节，使得爬楼梯效率更高，解决了现有楼梯清洁机器人结构复杂、爬楼效率低的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的底部结构示意图；

图3为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的侧面结构示意图；

图4为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例扫地装置结构示意图；

图5为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例第二弓形装置和拖地装置的结构示意图；

图6为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例第一弓形装置结构示意图；

图7为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例机体的结构示意图；

图8为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例传感器位置结构示意图；

图9为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的爬楼梯清洁运动状态图；其中a是楼梯清洁机器人到达楼梯台阶边缘时的示意图、b是第二抬升装置和第一抬升装置同时下降的示意图、c是楼梯清洁机器人向前行驶至扫地装置下方的示意图、d是楼梯清洁机器人抬起第一弓形装置的示意图、e是楼梯清洁机器人向台阶一侧移动的示意图、f是楼梯清洁机器人向台阶另一侧移动的示意图。

图10为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的第一弓形装置和第二弓形装置的上楼梯的运动状态图；其中g是以第一弓形装置为支点抬升机体及第二弓形装置的示意图、h是扫地装置下驱动轮与第一弓形装置驱动轮同步前行的示意图、i是楼梯清洁机器人抵达楼梯顶部时的示意图、j是抬升第一弓形装置至起始位置的示意图、k是机器人前进至第一弓形装置后半部分完全位于顶级台面上的示意图、l是第二弓形装置抬升的示意图。

图11中的m为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的清洁作业后的复位状态图；

图12为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的第一弓形装置和第二弓形装置的下楼梯的运动状态图；其中a是机器人在平台上运行至第六传感器检测到离开台阶的示意图、b是第二弓形装置下降的示意图、c是机器人前进至第五传感器检测到离开台阶的示意图、d是第一弓形装置下降并支撑于台阶面上的示意图、e是机器人行驶至第六传感器检测到离开台阶面的示意图、f是机体与第二弓形装置下降的的示意图。

图13为本实用新型一种楼梯清洁机器人实施例的下楼梯最后一个台阶的运动状态图；g是机器人前进至第五传感器检测到离开台阶的示意图、h 是第一弓形装置下降并支撑于台阶面上的示意图、i是机器人回到最低一级台阶的示意图、j是机器人行驶至扫地装置离开台阶面的示意图、k是机体下降恢复到平地运行状态的示意图。

图中各标号：100、机体；110、第一抬升装置；111、第一抬升组件； 112、第一光轴；113、抬升电机；114、抬升链条；120、第二抬升装置； 121、第二抬升组件；122、第二光轴；123、抬升驱动电机；124、丝杆； 161、电池；162、水箱；163、加压泵；164、电磁阀；200、扫地装置；210、底框；220、扫地滚刷；230、垃圾导向壳；240、储尘盒；250、底板；260、吸尘风机；270、第一传感器；280、第二传感器；290、底盘驱动结构；300、第一弓形装置；310、第一支撑支脚；320、第一驱动电机；330、第一驱动轮；340、第一直线轴承；350、第一从动轮、360、第三传感器；370、第四传感器；380、第五传感器；400、第二弓形装置； 410、第二支撑支脚；420、第二直线轴承；430、滚珠螺母；440、螺母座；500、拖地装置；510、主动清洁组件；520、浸润清洁组件；511、主动清洁电机；512、主动清洁齿轮组；513、主动清洁同步轮；514、主动清洁同步带；515、拖布滚子；521、清水雾化喷头；522、清水导向壳； 523、污水盒；530、消毒雾化喷头；532、拖布动力电机；533、第二支撑基板；535、清水导管；536、第六传感器；540、第一支脚。

具体实施方式

本实用新型提供了一种楼梯清洁机器人，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。

还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提供了一种楼梯清洁机器人，以所述楼梯清洁机器人立放在水平面上为例，所述楼梯清洁机器人前进的方向为前，所述楼梯清洁机器人后退的方向为后，以前进方向的左边为左，以前进方向的右边为右，以竖直向上的方向为上，以竖直向下的方向为下。所述楼梯清洁机器人，包括：机体100，所述机体100下部设置有扫地装置200，第一弓形装置300，第二弓形装置400以及拖地装置500。所述第一弓形装置300沿上下方向活动设置在所述机体100上，所述扫地装置 200设置在所述第一弓形装置300的底部。所述第二弓形装置400沿上下方向活动设置在所述机体100上，并位于所述第一弓形装置300的后方。所述拖地装置500设置在所述第二弓形装置400的底部，所述第一弓形装置300 与所述第二弓形装置400在所述扫地装置200和所述拖地装置500进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体100的作用下交替抬升。通过上述设置，本实用新型仅需通过两组弓形装置的抬升与驱动，便能实现完整的上下楼梯运动，避免了采用复杂的连杆支撑变化结构，以及运动过程中不停的进行重心调节，使得爬楼梯效率更高。

上述方案中，通过设置位于所述机体100下部的所述第一弓形装置300 和所述第二弓形装置400，使得所述第一弓形装置300与所述第二弓形装置 400在所述扫地装置200和所述拖地装置500进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体100的作用下交替抬升。避免了采用复杂的连杆支撑变化结构，以及运动过程中不停的进行重心调节，使得爬楼梯效率更高，解决了现有楼梯清洁机器人结构复杂、爬楼效率低的问题。

如图1所示，在本实施例的具体结构中，所述机体100上还设置有第一抬升装置110以及第二抬升装置120。所述第一抬升装置110连接所述第一弓形装置300，并驱动所述第一弓形装置300沿竖直方向移动。所述第二抬升装置120连接所述第二弓形装置400，并驱动所述第二弓形装置400沿竖直方向移动。所述第一抬升装置110和所述第二抬升装置120分别驱动所述第一弓形装置300和所述第二弓形装置400沿竖直方向上下移动。

如图1所示，在本实施例的具体结构中，所述第一抬升装置110包括：第一抬升组件111和第一光轴112。所述第一抬升组件111配合于所述第一弓形装置300，所述第一弓形装置300通过所述第一抬升组件111实现竖直上下移动。所述第一光轴112连接于所述机体100前端，配合于所述第一抬升组件111支撑驱动所述第一弓形装置300沿竖直方向移动。

如图1所示，在本实施例的具体结构中，所述第二抬升装置120包括：第二抬升组件121和第二光轴122。所述第二抬升组件121配合于所述第二弓形装置400，所述第二抬升组件121带动所述第二弓形装置400竖直上下移动。所述第二光轴122连接于所述机体100后端，配合于所述第二抬升组件121支撑驱动所述第二弓形装置400沿竖直方向移动。

如图7所示，在本实施例的具体结构中，所述第一抬升组件111包括：抬升电机113和抬升链条114。所述抬升电机113设置于所述第一抬升装置 110靠近所述第一弓形装置300的一端，并固定连接于所述第一抬升装置 110；所述抬升链条114连接于所述抬升电机113，并将所述抬升电机113的旋转运动转化为竖直上下运动。所述第一抬升组件111还包括：电机固定座和链轮。所述抬升电机113、所述抬升链条114、所述电机固定座和所述链轮组成的链式传动，所述链式传动通过固定连接于所述第一弓形装置300的抬升链条114，可将所述抬升电机113的旋转运动转化为链条的运动，进而带动所述第一弓形装置300竖直上下移动。

如图7所示，在本实施例的具体结构中，所述第二抬升组件121包括：抬升驱动电机123和丝杆124。所述抬升驱动电机123设置于所述第二抬升装置120靠近所述第二弓形装置400的一端，并固定连接于所述第二抬升装置120。所述丝杆124一端通过齿轮连接于所述抬升驱动电机123，另一端配合于所述第二弓形装置400上的滚珠螺母430，所述丝杆124将所述抬升驱动电机123的旋转运动转化为所述第二弓形装置400的竖直上下运动。所述丝杆124通过齿轮连接于所述抬升驱动电机123，并将所述抬升驱动电机 123的旋转运动转化为所述第二弓形装置400的竖直上下运动，从而带动所述楼梯清洁机器人上下楼梯运动。

具体的，所述机体100还包括：电池161，水箱162，加压泵163，和电磁阀164。所述第一光轴112和所述第二光轴122通过卧式夹轴器固定将所述机体100与所述第一抬升装置110、所述第二抬升装置120连接为一体，并与固定在所述第一弓形装置300、所述第二弓形装置400上直线轴承配合完成直线移动副约束，使得所述第一弓形装置300、所述第二弓形装置400 只能沿着所述第一光轴112和所述第二光轴122的方向上下移动。所述水箱 162、所述电磁阀164、所述加压泵163与固定于所述拖地装置500上的清水雾化喷头521通过软管连接成为水路。可通过控制所述电磁阀164的状态决定是否对拖布进行润湿或是否喷洒消毒喷雾，并通过控制所述加压阀的功率控制水流的扬程，进而控制喷射水雾的速度，水流从所述水箱162中流出至软管，再通过所述电磁阀164开关，经软管流至所述加压泵163，由所述加压泵163加压后经软管流至所述清水雾化喷头521喷出。

如图6所示，在本实施例的具体结构中，所述第一弓形装置300包括：第一支撑支脚310，第一驱动电机320，第一驱动轮330和第一直线轴承 340。所述第一支撑支脚310沿竖直方向设置在所述第一弓形装置300内部，所述第一驱动电机320设置在所述第一弓形装置300的底部，为所述第一弓形装置300提供前后移动的动力。所述第一驱动轮330设置在所述第一支撑支脚310底部，并连接于所述第一驱动电机320，用于驱动所述第一弓形装置300。所述第一直线轴承340设置在所述第一支撑支脚310上背离所述扫地装置200的一端，所述第一直线轴承340通过所述第一光轴112连接于所述机体100，所述第一直线轴承340安装于所述第一弓形装置300的外侧，与所述机体100中的直线轴承配合，从而为所述第一弓形装置300提供移动副约束。具体的，所述第一支撑支脚310和第一驱动轮330分别设置有两个。所述第一直线轴承340设置有四个。

具体的，所述第一弓形装置300还包括：第一从动轮350、第三传感器 360、第四传感器370和第五传感器380(如图8所示)。所述第一驱动电机 320、所述第一驱动轮330与机器人内部的联轴器、传动件一起构成驱动模组，为所述第一弓形装置300提供前后移动的动力。配合所述第一弓形装置300和所述第二弓形装置400另一端固定的从动轮，实现四点支撑，使得所述第一弓形装置300稳定立于台阶上，保证楼梯清洁机器人运行的稳定性。所述第三传感器360安装于所述第一弓形装置300和所述第二弓形装置 400前方，向下进行检测，用于上楼梯时判断所述第一弓形装置300是否抵达下一台阶踏步之上。所述第四传感器370安装于所述第一弓形装置300和所述第二弓形装置400后方，向下进行检测，用于下楼梯时检测所述第一弓形装置300是否离开台阶面。所述第五传感器380设置于靠近所述拖地装置500方向的所述第一支撑支脚310上，当所述第五传感器380检测到台阶时，所述机体100与所述第二弓形装置400下降一个台阶高度。

如图5所示，在本实施例的具体结构中，所述第二弓形装置400包括：第二支撑支脚410和第二直线轴承420。所述第二支撑支脚410沿竖直方向设置在所述第二弓形装置400内部，并连接于所述拖地装置500，所述第二支撑支脚410用于支撑所述第二弓形装置400。所述第二直线轴承420设置在所述第二支撑支脚410上背离所述拖地装置500的一端，所述第二直线轴承420通过所述第二光轴122连接于所述机体100。所述第二支撑支脚410与所述拖地装置500底部的微型全向轮固连，为所述拖地装置500提供支撑，避免所述拖地装置500的拖布滚子515受压过大承受机体100重量，采用微型四全向轮作为所述第二支撑支脚410底部支撑轮，实现无阻力全向移动。具体的，所述第二支撑支脚410设置有两个。

所述第二弓形装置400还包括：滚珠螺母430和螺母座440。所述螺母座 440设置在两个所述第二支撑支脚410之间，所述滚珠螺母430设置在所述螺母座440上，所述螺母座440配合于所述丝杆124，用于带动所述第二弓形装置400上下竖直移动。

本发明的楼梯清洁机器人，所述第一弓形装置300通过其固定的所述第一直线轴承340与所述机体100固定的所述第一光轴112配合形成直线移动副，通过链传动提供运动动力。所述扫地装置200与所述机体100共用同一所述底框210，重要零部件直接通过螺栓固定于所述机体100上。所述第二弓形装置400与所述机体100间通过所述第二直线轴承420与第二光轴122的配合形成直线移动副约束，分别位于两者上的所述丝杆124与所述滚珠螺母430在所述抬升电机113的转动作用下带动所述第二弓形装置400沿着所述机体100上下竖直移动。

如图4所示，在本实施例的具体结构中，所述扫地装置200包括：底框 210，扫地滚刷220，垃圾导向壳230和储尘盒240。所述底框210设置在所述机体100底部，所述底框210连接于所述机体100，所述扫地滚刷220设置于所述底框210底部的两端，用于清扫台阶，所述垃圾导向壳230设置于两端所述扫地滚刷220的内侧，用于将垃圾导向至储尘盒240。所述储尘盒 240设置在两个所述垃圾导向壳230之间，并用于储存由所述扫地滚刷220 打扫沿着所述垃圾导向壳230导向进来的灰尘。所述底盘驱动结构290设置在所述储尘底部，并驱动所述楼梯清洁机器人在台阶面上运动，在所述第二弓形装置400着地时，所述底盘驱动结构290辅助所述第二弓形装置400 为其提供地面支撑力。

具体的，所述扫地装置200还包括：底板250，吸尘风机260，第一传感器270和第二传感器280。所述底板250设置在所述储尘盒240上方的所述底框210上，所述吸尘风机260设置在所述储尘盒240上方的所述底板250上，所述吸尘风机260将所述垃圾导向壳230内的所述灰尘吸进所述储尘盒240 内部。所述第一传感器270和所述第二传感器280均安装于所述底框210上部，所述第一传感器270用于检测左右方向，判断所述清洁机器人是否运动抵达墙面，所述第二传感器280安装于所述清洁机器人前方，用于检测所述清洁机器人是否抵达台阶前及是否抵达最后一级台阶。

通过上述设置，所述扫地滚刷220旋转配合所述清洁机器人在台阶面上的平移，将垃圾及灰尘旋转清扫至所述清洁机器人内部垃圾导向壳230 前，在所述吸尘风机260吸力的作用下，利用低压吸尘的原理将细屑垃圾及灰尘经垃圾导向壳230吸至储尘仓，完成台阶面的一次清洁。所述底盘驱动结构290具体为四全向轮，所述四全向轮呈十字形分布设置，通过所述四全向轮的搭配控制可实现所述楼梯清洁机器人在台阶面上的前进、左右平移、平地旋转等运动。平移清洁的主要动力源来源于扫地装置200底部的四全向轮，所述四全向轮布置应沿机体100纵截面对称，便于平地运动时运动的合成，精确控制移动轨迹。所述扫地装置200通过滚刷与负压吸尘对台阶表面进行一次清洁，扫除台阶表面细屑及灰尘。

如图5所示，在本实施例的具体结构中，所述拖地装置500包括：主动清洁组件510和浸润清洁组件520。所述主动清洁组件510设置于所述第二弓形装置400底部，所述主动清洁组件510用于清洁所述扫地装置200清扫过的楼梯。所述浸润清洁组件520连接于所述主动清洁组件510，所述浸润清洁组件520为所述主动清洁组件510提供清洁水源。所述主动清洁组件 510对所述扫地装置200清理后的地面进行清洁，所述浸润清洁组件520对清扫过地面的所述主动清洁组件510进行清洁处理，并对清洁处理后的所述主动清洁组件510进行洒水浸润，保证所述主动清洁组件510的湿润状态，以便对清扫过路面湿润清洁。

如图5所示，在本实施例的具体结构中，所述主动清洁结构包括：主动清洁电机511、主动清洁齿轮组512、主动清洁同步轮513、主动清洁同步带514以及拖布滚子515。所述主动清洁电机511输出扭矩，经所述主动清洁齿轮组512传递至与所述主动清洁齿轮固连的所述拖布滚子515，所述拖布滚子515设置有自主旋转结构，且所述拖布滚子515设置有多个，多个所述拖布滚子515排列设置，相邻所述拖布滚子515之间由所述主动清洁同步带514进行连接，实现动力同步传输，进而所述拖布滚子515具有自主旋转能力，多个所述拖布滚子515自主旋转拖地，能够实现更高程度的清洁。

如图5所示，在本实施例的具体结构中，所述浸润清洁结构包括：清水雾化喷头521、清水导向壳522和污水盒523。所述清水雾化喷头521平行设置于所述拖布滚子515，并位于所述拖地装置500的两端。所述清水导向壳 522设置在两端的所述拖布滚子515上方，用于引导所述清水雾化喷头521 的喷水方向，保证喷出的水刚好在所述拖布滚子515上，所述清水导向壳 522将清水导向至所述拖布滚子515上端，所述清水导向壳522为所述拖布滚子515提供清洁水源。所述污水盒523内部设置有刮水装置，所述刮水装置将所述拖布滚子515上的污水刮出至所述污水盒523内。通过上述设置，清水经所述拖地装置500的加压泵163加压后，在所述清水雾化喷头521中呈水雾状喷洒，经所述清水导向壳522导向至所述拖布滚子515上端，实时为所述拖布滚子515提供清洁水源。所述拖布滚子515旋转时接触地面从而对地面进行清洁，所述拖布滚子515旋转接触所述污水盒523时，所述拖布滚子515与所述污水盒523中设置的刮水装置作用，所述刮水装置将所述拖布滚子515中的污水刮出进入到所述污水盒523中，此时，所述清水雾化喷头521给被所述污水盒523刮过的所述拖布滚子515补充清水，保证所述拖布滚子515实时清洁。

所述拖地装置500还包括：消毒雾化喷头530、拖布动力电机532、第二支撑基板533、清水导管535和第六传感器536(如图8所示)。所述消毒雾化喷头530设置在两端的所述拖布滚子515之间，用于为地面喷洒消毒液，增加清洁效果。所述拖布动力电机532为所述拖布滚子515提供动力。所述第二支撑基板533设置在所述拖地装置500上方，所述第二支撑基板533用于连接所述第二弓形装置400。所述清水导管535连接于所述清水雾化喷头 521，为所述清水雾化喷头521提供清水。所述第六传感器536设置于所述拖布滚子515左右两侧靠近所述扫地装置200的一端，用于检测所述拖地装置500是否离开地面。

具体的，如图2所示，所述拖地装置500底部还设置有两个第一支脚 540，在所述第二弓形装置400着地时，所述第一支脚540与所述扫地装置 200上的所述底盘驱动结构290在所述楼梯清洁机器人前后辅助所述第二弓形装置400为其提供地面支撑力。

通过上述设置，所述拖地装置500通过清水雾化喷头521浸润清洁的原理，配合设计所述污水盒523的刮水装置，实现所述拖布滚子515的实时清洁，保证所述拖布滚子515在工作过程中均处于洁净状态，所述拖布滚子515通过齿轮组传递的动力主动旋转实现地面二次清洁，确保较好的清洁效果。

具体的，所述楼梯清洁机器人总体长度约略大于2级台阶宽度，所述扫地装置与所述拖地装置分别布置于所述机体前部与后部，各占据一级台阶宽度。所述楼梯清洁机器人宽度以具体使用场景进行细化设计，尺寸不应小于400mm，否则所述四全向轮布置间距较小，无法实现较佳的移动效果。所述第一弓形装置的前后高度差以实际使用场景确定，高度差为实际台阶高度。机器人运行过程中移动副行程应至少比实际台阶高度大约 5mm，以适应实际使用场景下部分台阶瓷砖上设置的防滑条纹。所述扫地装置与所述拖地装置应与地面有相对擦拭运动以实现更好的清洁效果，故对扫地滚刷及所述拖布滚子有尺寸要求。所述扫地滚刷宜采用软毛设计，且设计毛长相较于与地面相切时多出5-8mm，可实现更好的清扫效果。所述拖布滚子宜采用海绵滚轴等吸水性较好且吸水后软化的材料，设计时预留与地面约2mm的压缩距离，可在重力作用及旋转动力源作用下实现更好的清洁效果。

在更具体的实施例中，所述楼梯清洁机器人可设计为自适应调节的楼梯清洁机器人，可增加视觉传感器实现人工智能交互，智能躲避行人。可增加定位模块及无线WiFi模块，搭载中央控制系统实现实时调控与监测等。

本实施例的具体工作原理：

在平地清洁运动时，所述楼梯清洁机器人的所述第一弓形装置收起，所述扫地装置与所述拖地装置位于同一水平面上。所述楼梯清洁机器人的运动由位于所述扫地装置底部的所述四全向轮实现。所述四全向轮呈十字形对称布置。当位于左右两侧的所述四全向轮等速同向转动时，可以实现所述楼梯清洁机器人的前后移动；当位于前后两侧的所述四全向轮等速同向转动时，可以实现所述楼梯清洁机器人的左右平移；左右两侧所述四全向轮差速转动时，可实现所述楼梯清洁机器人转弯移动。所述楼梯清洁机器人移动时开启所述扫地装置与所述拖地装置，能实现平地清洁运动。

在爬楼梯清洁运动时，可分为上楼梯清洁运动和下楼梯清洁运动。

具体的，在上楼梯清洁运动时，具体步骤如下：

(1)当所述楼梯清洁机器人来到楼梯台阶边缘时，如图9(a)所示。以运动正面朝向台阶，并启动爬楼梯清洁模式。即所述第二抬升装置和所述第一抬升装置同时下降，使得机体与所述扫地装置相对地面抬升一个台阶高度，所述拖地装置仍与台阶底面相接触，如图9(b)所示。所述第一弓形装置与所述扫地装置的驱动结构同步缓慢向前行驶。

(2)当所述楼梯清洁机器人向前行驶，至所述扫地装置下方，当所述第四传感器检测到台阶时，如图9(c)所示，此时所述拖地装置与所述扫地装置变形构成的所述第一弓形装置和所述第二弓形装置已经完全支承于台阶上。抬起所述第一弓形装置略大于一个台阶高度，继续行驶至所述第三传感器检测到台阶，如图9(d)所示。

(3)当所述楼梯清洁机器人行驶到如图9(d)的位置时，程序切换为清洁模式，此时，俯视所示楼梯清洁机器人位于如图9(e)所示位置。然后位于所述扫地装置底部的驱动结构启动，机器人整体向台阶一侧移动，同时启动所述扫地装置与所述拖地装置。直到位于所述楼梯清洁机器人同侧的所述第二传感器检测到障碍信号时，如图9(f)所示，电机反转，所述楼梯清洁机器人向另一侧移动。当所述楼梯清洁机器人运动返回图9 (e)位置时，位于所述楼梯清洁机器人右端的所述第二传感器检测到障碍信号。

(4)当所述楼梯清洁机器人完成一级台阶的清洁重新返回图9(e)位置时。此时以所示第一弓形装置作为支点，抬升所述机体及第二弓形装置一个台阶高度至图10(g)位置，而后所述扫地装置下驱动轮与所示第一弓形装置驱动轮同步前进，再次行驶到所述扫地装置下方的所述第四传感器检测到台阶，如图10(h)所示。

(5)重复上楼梯步骤(3)和(4)，可实现多级台阶的连续攀爬及清洁。

(6)当所述楼梯清洁机器人抵达楼梯顶部时，即处于图10(i)所示位置时，所述第一传感器检测前方500mm范围内无障碍物，即前方再无台阶，当前楼段清洁结束。此时先抬升所示第一弓形装置至起始位置，如图 10(j)所示，然后机器人整体前进至所示第一弓形装置的后半部分完全位于顶级台面上，如图10(k)所示，再抬升所示第二弓形装置一个台阶距离并前进，如图10(l)所示，机器人便完成清洁及复位动作，恢复至图11(m)所示的状态，至此完成一个楼段清洁，所述楼梯清洁机器人在该平台上进行平面清洁，然后再重复步骤(1)～(6)进行下一楼段的清洁。

在下楼梯清洁运动时：机器人下楼梯时，仅通过结构的升降及前进完成楼梯攀爬，不在台阶面上进行平移清洁。具体步骤如下：

(1)当所述楼梯清洁机器人完成楼梯清洁位于平台上时，进入下楼梯模式，此时定义所述楼梯清洁机器人的所述第二弓形装置为机器人前方，即原清洁状态的前进为当前描述的后退状态。

机器人在平台上向前运行，直至位于所述第二弓形装置上的所述第六传感器检测到离开台阶面，如图12(a)所示，而位于所述第一弓形装置的所述第五传感器仍检测到台阶时，丝杆随着抬升装置下降，将所述第二弓形装置下降一个台阶高度至图12(b)所示状态。

(2)所述楼梯清洁机器人继续前进，至位于所述第一弓形装置上的所述第五传感器检测到离开台阶时，如图12(c)所示，所述第一弓形装置下降一个台阶高度并支撑于台阶面上，如图12(d)所示。

(3)所述楼梯清洁机器人继续向前行驶，直至位于所述拖地装置上的所述第六传感器检测到离开台阶面，如图12(e)所示。而位于所述第一弓形装置的所述第五传感器仍检测到台阶时，同时机体与所述第二弓形装置下降一个台阶高度至图12(f)状态。

(4)所述楼梯清洁机器人继续前进，至位于所述第一弓形装置上的第五传感器检测到离开台阶时，如图13(g)所示，所述第一弓形装置下降一个台阶高度并支撑与台阶面上，如图13(h)所示。

(5)重复下楼梯步骤(3)～(4)，直至所述楼梯清洁机器人返回到最低一级台阶。

(6)当所述楼梯清洁机器人回到最低一级台阶时，如图13(i)所示，进入下楼梯复位模式。此时所述楼梯清洁机器人继续向前行驶，当行驶至扫地装置离开台阶面时，如图13(j)所示，机体下降一个台阶高度，此时复位完成，恢复到平地运行状态，如图13(k)所示。

完成该段台阶攀爬后，可继续移动至下一台阶，重复步骤(1)～(6) 便可实现多阶段台阶的攀爬。

综上所述，本实用新型通过设置位于所述机体下部的所述第一弓形装置和所述第二弓形装置，使得所述第一弓形装置与所述第二弓形装置在所述扫地装置和所述拖地装置进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体的作用下交替抬升。避免了采用复杂的连杆支撑变化结构，以及运动过程中不停的进行重心调节，使得爬楼梯效率更高，解决了现有楼梯清洁机器人结构复杂、爬楼效率低的问题。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种楼梯清洁机器人，包括：机体，其特征在于，所述机体下部设置有扫地装置；

第一弓形装置，所述第一弓形装置沿上下方向活动设置在所述机体上，所述扫地装置设置在所述第一弓形装置的底部；

第二弓形装置，所述第二弓形装置沿上下方向活动设置在所述机体上，并位于所述第一弓形装置的后方；

拖地装置，所述拖地装置设置在所述第二弓形装置的底部；

所述第一弓形装置与所述第二弓形装置在所述扫地装置和所述拖地装置进行楼梯清洁爬行动作时，在所述机体的作用下交替抬升。

2.根据权利要求1所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述机体上还设置有第一抬升装置，所述第一抬升装置连接所述第一弓形装置，并驱动所述第一弓形装置沿竖直方向移动；

以及第二抬升装置，所述第二抬升装置连接所述第二弓形装置，并驱动所述第二弓形装置沿竖直方向移动。

3.根据权利要求2所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述第一抬升装置包括：

第一抬升组件，所述第一抬升组件配合于所述第一弓形装置，所述第一弓形装置通过所述第一抬升组件实现竖直上下移动；

第一光轴，所述第一光轴连接于所述机体前端，配合于所述第一抬升组件支撑驱动所述第一弓形装置沿竖直方向移动。

4.根据权利要求2所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述第二抬升装置包括：

第二抬升组件，所述第二抬升组件配合于所述第二弓形装置，所述第二抬升组件带动所述第二弓形装置竖直上下移动；

第二光轴，所述第二光轴连接于所述机体后端，配合于所述第二抬升组件支撑驱动所述第二弓形装置沿竖直方向移动。

5.根据权利要求3所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述第一抬升组件包括：

抬升电机，所述抬升电机设置于所述第一抬升装置靠近所述第一弓形装置的一端，并固定连接于所述第一抬升装置；

抬升链条，所述抬升链条连接于所述抬升电机，并将所述抬升电机的旋转运动转化为竖直上下运动。

6.根据权利要求4所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述第二抬升组件包括：

抬升驱动电机，所述抬升驱动电机设置于所述第二抬升装置靠近所述第二弓形装置的一端，并固定连接于所述第二抬升装置；

丝杆，所述丝杆一端通过齿轮连接于所述抬升驱动电机，另一端配合于所述第二弓形装置上的滚珠螺母，所述丝杆将所述抬升驱动电机的旋转运动转化为所述第二弓形装置的竖直上下运动。

7.根据权利要求3所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述第一弓形装置包括：

第一支撑支脚，所述第一支撑支脚沿竖直方向设置在所述第一弓形装置内部；

第一驱动电机，所述第一驱动电机设置在所述第一弓形装置的底部，为所述第一弓形装置提供前后移动的动力；

第一驱动轮，所述第一驱动轮设置在所述第一支撑支脚底部，并连接于所述第一驱动电机，用于驱动所述第一弓形装置；

第一直线轴承，所述第一直线轴承设置在所述第一支撑支脚上背离所述扫地装置的一端，所述第一直线轴承通过所述第一光轴连接于所述机体。

8.根据权利要求4所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述第二弓形装置包括：

第二支撑支脚，所述第二支撑支脚沿竖直方向设置在所述第二弓形装置内部，并连接于所述拖地装置，所述第二支撑支脚用于支撑所述第二弓形装置；

第二直线轴承，所述第二直线轴承设置在所述第二支撑支脚上背离所述拖地装置的一端，所述第二直线轴承通过所述第二光轴连接于所述机体。

9.根据权利要求1所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述扫地装置包括：

底框，所述底框设置在所述机体底部，所述底框连接于所述机体；

扫地滚刷，所述扫地滚刷设置于所述底框底部的两端，用于清扫台阶；

垃圾导向壳，所述垃圾导向壳设置于两端所述扫地滚刷的内侧，用于将垃圾导向至储尘盒。

10.根据权利要求1所述的楼梯清洁机器人，其特征在于，所述拖地装置包括：

主动清洁组件，所述主动清洁组件设置于所述第二弓形装置底部，所述主动清洁组件用于清洁所述扫地装置清扫过的楼梯；

浸润清洁组件，所述浸润清洁组件连接于所述主动清洁组件，所述浸润清洁组件为所述主动清洁组件提供清洁水源。

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