CN220036259U - 一种泳池清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及泳池自动清洗设备技术领域，特别涉及一种泳池清洗机器人。机器人本体下部一侧设置有驱动电机，底部两侧设置有行进履带，机器人本体底部两端设置有清洗滚刷，驱动电机通过传动机构同步驱动行进履带和清洗滚刷；机器人本体底部设置有主进水口，主进水口上盖合有过滤器组件，机器人本体上部两侧相对设置有倾斜向外和向上的排水管组件，排水管组件一端固定有泵电机，另一端与机器人本体顶部侧壁的排水口连接。通过驱动电机驱动行进履带和清洗滚刷，依靠倾斜向外设置的排水管组件和泵电机，在控制下产生侧向力而实现机器人在泳池底转向和在泳池壁的侧移，减少了泵电机的数量，减少了整体重量，简化了控制算法，大大降低整机成本。

Description

一种泳池清洗机器人

技术领域

本实用新型涉及泳池自动清洗设备技术领域，特别涉及一种泳池清洗机器人。

背景技术

泳池清洗机器人使得泳池清洗工作实现了自动化、智能化、去人工化，为众多泳池使用者提供了便利。现有泳池清洗机器人可实现自动清洗作业，甚至可以在泳池内实现行进、转弯、爬墙、侧移等动作，但这一类泳池清洗机器人成本通常较高且结构复杂。CN114278129A中公开了一种全自动泳池清洗机器人，通过两个驱动电机驱动行进履带和清洗滚刷，并使用四个推进器来满足机器人的转弯、侧移姿态，这样的结构布置，使得机器人整体结构复杂体积较大，且自重较重，在爬墙时需要更大的反作用力来使机器紧贴侧壁，对推进器电机功率要求更高，最终导致机器人成本高，导致产品在市场推广时受阻。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种泳池清洗机器人，以此解决现有清洗机器人结构分布复杂成本高导致产品推广受阻的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种泳池清洗机器人，其特征在于：包括机器人本体，机器人本体内设置有控制器舱体，控制器舱体为密封舱体且内部设置有控制电路，机器人本体下部一侧设置有驱动电机，机器人本体底部两侧设置有行进履带，机器人本体底部两端设置有清洗滚刷，驱动电机通过传动机构同步驱动行进履带和清洗滚刷；机器人本体底部设置有主进水口，主进水口上盖合有过滤器组件，机器人本体上部两侧相对设置有倾斜向外和向上的排水管组件，排水管组件一端固定有泵电机，排水管组件另一端与机器人本体顶部侧壁的排水口连接，泳池内的水在泵电机作用下，经主进水口进入机器人本体内，再经排水管组件从排水口排出；控制电路与驱动电机、泵电机电连接。

更进一步的技术方案是所述排水管组件包括依次连接直管段、导流管和延伸挡板，直管段倾斜向上设置，直管段轴线与水平面夹角为30～60°；导流管倾斜向外设置与XZ平面夹角为5～15°；延伸挡板与导流管端部构成排水管组件出水口，排水管组件出水口处水流方向与XY平面锐角为30～60°、与XZ平面锐角为10～20°、与YZ平面锐角为30～45°。

更进一步的技术方案是所述导流管内水流量沿水流方向先减少然后增大。

更进一步的技术方案是所述机器人本体两侧设置有侧吸水室，侧吸水室内设置有浮力阀。

更进一步的技术方案是所述浮力阀包括浮力支架及浮力块，浮力支架一端铰接设置在侧吸水室的侧壁上，浮力支架另一端设置有浮力块，侧吸水室内设置有隔板，隔板上设置有阀孔，侧吸水室底部设置有副进水口，侧吸水室内壁上设置有通水孔，浮力阀在水作用下盖合在阀孔上，当浮力阀不盖合阀孔时，水依次经过副进水口、阀孔、通水孔进入机器人本体内。

更进一步的技术方案是所述侧吸水室包括内腔和腔盖，隔板设置在内腔上，内腔底部位于浮力阀一侧开设有副进水口，内腔壁下部设置有固定柱，浮力支架端部套接在固定柱，腔盖盖合在内腔上，腔盖内设置有限位柱，限位柱套接在固定柱上并与浮力支架侧壁接触。

工作原理：泳池清洗机器人工作时，在驱动电机作用下，机器人在泳池底和泳池壁上行进，在清洗滚刷作用下，黏附的污物进入水中。在泵电机作用下，机器人本体内部空腔压力下降，污水从主进水口进入机器人本体内，经过滤器组件过滤后的清水，流经排水管组件后从排水口进入泳池内。水流从排水管组件出水口排出时水流方向与三个平面都有一定夹角，于是产生的反作用力也与XY、XZ、YZ有一定的夹角，在YZ平面内的分量倾斜向下，分解后与Z轴平行的分力使其压紧泳池底或侧壁，与Y轴平行的分力相互抵消；在XY平面内的分量斜向前，分解后与X轴平行的分力使其加速行进，与Y轴平行的分力相互抵消；在YZ平面内的分量斜向下，与X轴平行的分力使其加速行进，与Z轴平行的分力使其压紧泳池底或侧壁。

当机器人在泳池底工作时，泵电机转速一致，机器人受力主要为垂直于泳池底且向下的压力和往前的合力，侧向不受力，压力使得机器人更加贴紧池底，提高清洗滚刷的清洗效果，往前的合力使得机器人加速向前，需要后退时，可短暂将泵电机关闭，依靠驱动电机驱动机器人后退。而当需要转弯时，则只需两个泵电机转速不同，使得侧向合力指向一侧，即可对机器人整体产生一定的扭矩，从而实现机器人的转向。

当机器人在泳池壁工作时，与在泳池底一样，泵电机转速一致时，机器人受力紧贴泳池侧壁进行清洗。而当泵电机转速不同时，侧向合力虽然会产生一定扭矩，但因整机浮心高于重心，姿态稳定，不会转动，但此时机器人会沿侧壁侧移。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果之一：

1、本实用新型通过在一侧设置驱动电机同步驱动行进履带和清洗滚刷，再依靠倾斜向外设置的排水管组件和泵电机，在控制下产生侧向力而实现机器人本体在泳池底转向和在泳池壁的侧移，减少了驱动电机和泵电机的数量，减少了机器人的整体重量，通过控制泵电机就能完成转向和侧移，简化了控制算法，大大降低了机器人整机成本。

2、本实用新型通过在泳池清洗机器人的侧吸水室中设置浮力阀，在清洗泳池侧壁时辅助主进水口进水，保证有足够的排水水流反作用力，使机器人紧贴泳池壁从而保证对泳池壁的清洗效果，避免因主进水口处的滤网因堵塞造成的排水水流反作用力不足，导致泳池清洗机器人本体从泳池侧壁掉落的状况出现。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型内部结构示意图。

图3为本实用新型中排水管组件的配装示意图。

图4为本实用新型中排水管组件的结构示意图。

图5为本实用新型中排水管组件的俯视结构示意图。

图6为本实用新型中排水管组件的侧面结构示意图。

图7为本实用新型中浮力阀的结构示意图。

图8为本实用新型中内腔的结构示意图。

图9为本实用新型中腔盖的结构示意图。

图中，1-机器人本体，2-控制器舱体，4-驱动电机，5-行进履带，6-清洗滚刷，7-排水管组件，701-直管段，702-导流管，703-延伸挡板，8-泵电机，9-排水口，10-侧吸水室，101-通水孔，102-内腔，103-腔盖，104-阀孔，105-限位柱，106-固定柱，11-浮力支架，12-浮力块，13-隔板，14-副进水口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。

为便于理解，本发明中的前后左右方向如图1所示，以机器人前进方向为前，X轴正方向指向机器人前方，Y轴正方向指向机器人的右方，Z轴正方向指向机器人的正上方。

图1、2示出了一种泳池清洗机器人，包括机器人本体1，机器人本体1内设置有控制器舱体2，控制器舱体2为密封舱体且内部设置有控制电路，机器人本体1下部一侧设置有驱动电机4，机器人本体1底部两侧设置有行进履带5，机器人本体1底部两端设置有清洗滚刷6，驱动电机4通过传动机构同步驱动行进履带5和清洗滚刷6。机器人本体1底部设置有主进水口，主进水口上盖合有过滤器组件，机器人本体1上部两侧相对设置有倾斜向外和向上的排水管组件7，排水管组件7一端固定有泵电机8，排水管组件7另一端与机器人本体1顶部侧壁的排水口9连接，泳池内的水在泵电机8作用下，经主进水口进入机器人本体1内，再经排水管组件7从排水口9排出；控制电路与驱动电机4、泵电机8电连接。泵电机8可采用同时具有电机和旋叶的推进器。控制器舱体2为空心腔体且位于机器人本体1前侧，过滤器组件整体质量较重且位于机器人本体1的后侧，导致爬壁时机器人的浮心高于重心。

泳池清洗机器人工作时，在驱动电机4作用下，机器人在泳池底和泳池壁上行进，在清洗滚刷6作用下，黏附的污物进入水中。在泵电机8作用下，机器人本体1内部空腔压力下降，污水从主进水口进入机器人本体1内，经过滤器组件过滤后的清水，流经排水管组件7后从排水口9进入泳池内。因排水管组件7倾斜向外和向上设置，水流从排水管组件7出水口排出时水流方向与三个平面都有一定夹角，于是产生的反作用力也与XY、XZ、YZ有一定的夹角。

当机器人在泳池底工作时，泵电机8转速一致，机器人受力主要为垂直于泳池底且向下的压力和往前的合力，侧向不受力，压力使得机器人更加贴紧池底，提高清洗滚刷6的清洗效果，往前的合力使得机器人加速向前，需要后退时，可短暂将泵电机8关闭，依靠驱动电机4驱动机器人后退。而当需要转弯时，则只需两个泵电机8转速不同，使得侧向合力指向一侧，即可对机器人整体产生一定的扭矩，从而实现机器人的转向。

当机器人在泳池壁工作时，与在泳池底一样，泵电机8转速一致时，机器人受力紧贴泳池侧壁进行清洗。而当泵电机8转速不同时，侧向合力虽然会产生一定扭矩，但因整机浮心高于重心，姿态稳定，不会转动，但此时机器人会沿侧壁侧移。

为方便排水管组件的装配和使用，如图3-6所示，所述排水管组件7包括依次连接直管段701、导流管702和延伸挡板703，直管段701倾斜向上设置，直管段701与水平面(XY平面)夹角为30～60°，优选45°。直管段701端部设置有泵电机8，倾斜设置可得到一个倾斜向下的反作用力，使得机器人本体1压紧泳池壁。导流管702倾斜向外设置与XZ平面夹角为5～15°，优选为10°，这个角度内力臂相对较长，得到的扭矩相对较大。导流管702为预留出装配间隙，根据机器人本体1内部零部件的位置设计，可以采用异形管也可以采用截面渐变的规则形状的管，实施例中采用的是异形管，其形状受限于机组内部零部件的位置和空间，导流管702内水流量沿水流方向先减少然后增大。延伸挡板703与导流管702端部连接并构成排水管组件7的出水口，延伸挡板703延伸往外的部分倾斜向外和向上设置，使得排水管组件7出水口处水流方向与XY平面锐角为30～60°、与XZ平面锐角为10～20°、与YZ平面锐角为30～45°，得到的水的反作用力也与XY、XZ、YZ平面有一定的夹角，在YZ平面内的分量倾斜向下(如图4)，分解后与Z轴平行的分力使其压紧泳池底或侧壁，与Y轴平行的分力相互抵消；在XY平面内的分量斜向前(如图5)，分解后与X轴平行的分力使其加速行进，与Y轴平行的分力相互抵消；在YZ平面内的分量斜向下(如图6)，与X轴平行的分力使其加速行进，与Z轴平行的分力使其压紧泳池底或侧壁，以此实现机器人在泳池内的行进、转弯、爬壁和侧移，依靠对泵电机8和排水管组件7出水口处的反作用力即可实现，无需设置多个泵电机，简化了机器人的控制算法，也减少了泵电机数量，达到了降低成本、减少整机体积和质量的目的。

为使机器人紧贴泳池壁从而保证对泳池壁的清洗效果，所述机器人本体1两侧设置有侧吸水室10，侧吸水室10内设置有浮力阀。如图7-9所示，所述浮力阀包括浮力支架11及浮力块12，浮力支架11一端铰接设置在侧吸水室10的侧壁上，浮力支架11另一端设置有浮力块12，侧吸水室10内设置有隔板13，隔板13上设置有阀孔104，侧吸水室10底部设置有副进水口14，侧吸水室10内壁上设置有通水孔101，浮力阀在水作用下盖合在阀孔104上，当浮力阀不盖合阀孔104时，水依次经过副进水口14、阀孔104、通水孔101进入机器人本体1内。

为方便浮力阀装配，所述侧吸水室10包括内腔102和腔盖103，隔板13设置在内腔102上，内腔102底部位于浮力阀一侧开设有副进水口14，内腔102壁下部设置有固定柱106，浮力支架11端部套接在固定柱106，腔盖103盖合在内腔102上，腔盖103内设置有限位柱105，限位柱105套接在固定柱106上并与浮力支架11侧壁接触。

安装时，先将浮力块12塞入浮力支架11的容纳腔内，将浮力支架11套接在固定柱106上，再将腔盖103盖合在内腔102上，使用紧固件固定，此时隔板13将侧吸水室10分为左右两个腔体，限位柱105轻微的顶压在浮力支架11上，也可以与浮力支架11有轻微间隙，保证浮力支架11在浮力下能灵活转动即可，如此即可完成浮力阀的全部装配。

工作时，当泳池清洗机器人在对泳池底壁进行清洗时，机器人沿底壁水平行进或者转弯，浮力块12在水的浮力作用下，浮力支架11保持竖直向上，浮力支架11侧壁盖合阀孔104，支架背部盖合一侧的通水孔101，水进入内腔102的一侧，但不能通过阀孔104、通水孔101进入泳池清洗机器人内部，水主要进入主进水口经过滤器组件过滤后排出进入泳池内，排水水流对机器人产生反作用力，使其紧贴底壁，实现对泳池底壁的清洗。

当泳池清洗机器人进行泳池侧壁清洗时，浮力块12在浮力作用下，使得浮力支架11仍保持竖直向上，此时浮力支架11侧壁与隔板13垂直，浮力支架11远离阀孔104，一部分水依次经过副进水口14、阀孔104、通水孔101进入泳池清洗机器人内，辅助主进水口，使得单位排水量满足机器人紧贴泳池壁的要求，使机器人紧贴泳池壁从而保证对泳池壁的清洗效果，避免因主进水口处的滤网因堵塞造成的排水水流反作用力不足，导致泳池清洗机器人本体1从泳池侧壁掉落的状况出现。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的范围之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种泳池清洗机器人，其特征在于：包括机器人本体（1），机器人本体（1）内设置有控制器舱体（2），控制器舱体（2）为密封舱体且内部设置有控制电路，机器人本体（1）下部一侧设置有驱动电机（4），机器人本体（1）底部两侧设置有行进履带（5），机器人本体（1）底部两端设置有清洗滚刷（6），驱动电机（4）通过传动机构同步驱动行进履带（5）和清洗滚刷（6）；机器人本体（1）底部设置有主进水口，主进水口上盖合有过滤器组件，机器人本体（1）上部两侧相对设置有倾斜向外和向上的排水管组件（7），排水管组件（7）一端固定有泵电机（8），排水管组件（7）另一端与机器人本体（1）顶部侧壁的排水口（9）连接，泳池内的水在泵电机（8）作用下，经主进水口进入机器人本体（1）内，再经排水管组件（7）从排水口（9）排出；控制电路与驱动电机（4）、泵电机（8）电连接；所述排水管组件（7）包括依次连接直管段（701）、导流管（702）和延伸挡板（703），直管段（701）倾斜向上设置，直管段（701）轴线与水平面夹角为30～60°；导流管（702）倾斜向外设置与XZ平面夹角为5～15°；延伸挡板（703）与导流管（702）端部构成排水管组件（7）出水口，排水管组件（7）出水口处水流方向与XY平面锐角为30～60°、与XZ平面锐角为10～20°、与YZ平面锐角为30～45°。

2.根据权利要求1所述的一种泳池清洗机器人，其特征在于：所述导流管（702）内水流量沿水流方向先减少然后增大。

3.根据权利要求1所述的一种泳池清洗机器人，其特征在于：所述机器人本体（1）两侧设置有侧吸水室（10），侧吸水室（10）内设置有浮力阀。

4.根据权利要求3所述的一种泳池清洗机器人，其特征在于：所述浮力阀包括浮力支架（11）及浮力块（12），浮力支架（11）一端铰接设置在侧吸水室（10）的侧壁上，浮力支架（11）另一端设置有浮力块（12），侧吸水室（10）内设置有隔板（13），隔板（13）上设置有阀孔（104），侧吸水室（10）底部设置有副进水口（14），侧吸水室（10）内壁上设置有通水孔（101），浮力阀在水作用下盖合在阀孔（104）上，当浮力阀不盖合阀孔（104）时，水依次经过副进水口（14）、阀孔（104）、通水孔（101）进入机器人本体（1）内。

5.根据权利要求4所述的一种泳池清洗机器人，其特征在于：所述侧吸水室（10）包括内腔（102）和腔盖（103），隔板（13）设置在内腔（102）上，内腔（102）底部位于浮力阀一侧开设有副进水口（14），内腔（102）壁下部设置有固定柱（106），浮力支架（11）端部套接在固定柱（106），腔盖（103）盖合在内腔（102）上，腔盖（103）内设置有限位柱（105），限位柱（105）套接在固定柱（106）上并与浮力支架（11）侧壁接触。