專利名稱：一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于地面清洗領域的地面清潔機器人的清潔工具，尤其是涉及 一種地面清潔機器人在執(zhí)行地面清潔工作時依次提升或下降所需清潔工具的裝置，屬于機 器人技術領域。
背景技術：
隨著城市化發(fā)展，寫字樓、購物廣場、機場、貨運倉庫等需要進行大面積地面清潔 和保潔的場所越來越多，而現(xiàn)今，地面清潔工作都是由人力或由人操控的清潔機械來完成， 在整個清潔過程中，都離不開人的勞動力，隨著技術研究的不斷深入，從人力成本和工作效 率等角度考慮，研究人員已提出由機器人替代人力進行大面積的地面清洗工作，首先機器 人不需要工資，可日夜工作，且能在有危險或污染的環(huán)境下使用，大大降低了人力成本，提 高了工作效率，解放了勞動力，且能夠保護人們的生命及健康安全，因而讓機器人代替人類 從事各類簡單勞動，例如清潔工作是現(xiàn)代化社會發(fā)展的必然趨勢。然而現(xiàn)今，國內市場上還沒有適用于大面積地面清潔的機器人，其諸多關鍵技術 也尚不完善。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、能通過單個電 機實現(xiàn)多種清潔工具順序升降，從而把機器人清潔地面的技術推向應用的一種地面清潔機 器人清潔工具順序升降裝置。本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的
一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于，包括單自由度動力組件、杠 桿組件、盤刷組件和吸水耙組件，其中
單自由度動力組件包括動力裝置、推拉連桿橫梁、推拉連桿和動力裝置支架，其中，動 力裝置支架設置在地面清潔機器人的底座上，動力裝置固定在動力裝置支架上部，動力裝 置與推拉連桿橫梁連接，而推拉連桿橫梁的兩端分別安裝有推拉連桿，在推拉連桿下端部 位置還設置有一滑槽；
杠桿組件包括杠桿、支點連桿和拉簧，其中，支點連桿固定在底座上，杠桿通過其一側 與支點連桿形狀相配合的彎弧安裝在支點連桿上，其中，杠桿一側的彎弧并列設置有多個， 可以通過調節(jié)支點連桿與不同的彎弧之間的配合，實現(xiàn)杠桿長臂和短臂長度的變化，從而 改變杠桿所施加的壓力或拉力大小，而杠桿的短臂端通過一彈簧提拉梁與拉簧連接，拉簧 固定在地面清潔機器人的本體上，而杠桿的長臂則穿過推拉連桿的滑槽，在其端部通過一 吸水耙安裝梁與吸水耙組件連接；
上述的盤刷組件與推拉連桿的下端連接。上述的盤刷組件包括盤刷安裝架、盤刷和盤刷驅動電機，其中，盤刷和盤刷驅動電 機相連接，且都安裝在盤刷安裝架上，盤刷安裝架與上述的推拉連桿相連接。
而上述的動力裝置為直線運動結構，如電動推桿、電機驅動的凸輪結構、電機驅動 的齒輪齒條機構、電機驅動的絲杠螺母機構、電機驅動的連桿機構等。此外，推拉連桿上的滑槽為U形口結構且開口位于推拉連桿的端部，U形口的開口 端通過螺桿橫向安裝有一套筒，可以通過更換不同厚度的套筒實現(xiàn)滑槽長度的調節(jié)，滑槽 與杠桿長臂的接觸位置進而被調整，從而可以調整盤刷組件及吸水耙組件順序提升時所間 隔的時間長短。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明結構簡單、控制方面，利用單自由度動力組件即可實 現(xiàn)多種清潔工具的分步運動，節(jié)省了成本，方便驅動控制，且本發(fā)明在非工作狀態(tài)時，將清 潔工具提起，可以有效的減少清潔工具和地面的磨損，有效地保護了清潔工具和地面，同時 能節(jié)省機器人運動時所需能量，節(jié)省了能源消耗，另外，本發(fā)明在清潔過程結束時，刷盤底 部會殘留大量污水，通過分步提升清潔工具的方式，可以先將盤刷提起，用吸水耙將污水清 理干凈后，再將吸水耙提起。這樣最大程度減少了地面殘留污水。


圖1為本發(fā)明一實施例的結構簡圖； 圖2為本發(fā)明一實施例的結構示意圖； 圖3為本發(fā)明所述的滑槽的結構示意圖。圖中主要附圖標記含義為
1、動力裝置2、推拉連桿橫梁
31、滑槽32、套筒
4、動力裝置支架 5、盤刷組件
7、杠桿
10、彈簧提拉梁 13、盤刷驅動電機
8、支點連桿 11、吸水耙安裝梁 14、盤刷安裝架
3、推拉連桿 33、螺桿 6、吸水耙組件 9、拉簧 12、盤刷 15、彎弧。
具體實施例方式下面將結合附圖，詳細說明本發(fā)明的
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明一實施例的結構簡圖；圖2為本發(fā)明一實施例的結構示意圖；圖3為本發(fā) 明所述的滑槽的結構示意圖。如圖1至圖3所示地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，包括單自由度動力組 件、杠桿組件、盤刷組件5和吸水耙組件6，其中，盤刷組件5及吸水耙組件6均為清潔工具， 且
單自由度動力組件包括動力裝置1、推拉連桿橫梁2、推拉連桿3和動力裝置支架4，其 中，動力裝置支架4設置在地面清潔機器人的底座上，動力裝置1固定在動力裝置支架4上 部，動力裝置1與推拉連桿橫梁2連接，在本實施方式中，動力裝置1為電動推桿，其可作伸 縮運動，而動力裝置1也可以為其他直線運動結構，如電機驅動的凸輪結構、電機驅動的齒 輪齒條機構、電機驅動的絲杠螺母機構、電機驅動的連桿機構等，而推拉連桿橫梁2的兩端 分別安裝有推拉連桿3，在推拉連桿3下端部位置還設置有一滑槽31，用以提拉所述的杠桿 組件，其中，如圖3所示推拉連桿3上的滑槽31為U形口結構且開口位于推拉連桿3的端部，U形口的開口端通過螺桿33橫向安裝有一套筒32，可以通過更換不同厚度的套筒32實 現(xiàn)滑槽31長度的調節(jié)，滑槽與杠桿長臂的接觸位置進而被調整，從而可以調整盤刷組件5 及吸水耙組件6順序提升時所間隔的時間長短。此外，推拉連桿3的下部還連接盤刷組件5，盤刷組件5包括盤刷安裝架14、盤刷 12和盤刷驅動電機13，其中，盤刷12和盤刷驅動電機13相連接，且都安裝在盤刷安裝架14 上，在本實施方式中，盤刷安裝架14與上述的推拉連桿3剛性連接，當電動推桿帶動推拉連 桿3作提升運動時，盤刷組件5被整體抬離地面，反之，當電動推桿帶動推拉連桿3作下壓 運動時，盤刷組件5則被壓緊在地面上。杠桿組件包括杠桿7、支點連桿8和拉簧9，其中，支點連桿8固定在底座上，杠桿7 通過其一側與支點連桿8形狀相配合的彎弧15安裝在支點連桿8上，其中，杠桿7 —側的 彎弧15并列設置有多個，可以通過調節(jié)支點連桿8與不同的彎弧15之間的配合，實現(xiàn)杠桿 7長臂和短臂長度的變化，從而改變杠桿7所施加的壓力或拉力大小，而杠桿7的短臂端通 過一彈簧提拉梁10與拉簧9連接，拉簧9固定在地面清潔機器人的本體上，而杠桿7的長 臂則穿過推拉連桿3的滑槽31，在其端部通過一吸水耙安裝梁13與吸水耙組件6連接；其 中，吸水耙安裝梁13與吸水耙組件6通過螺紋連接，非常方便吸水耙組件6的拆卸，當電動 推桿帶動推拉連桿3作提升運動時，桿杠7長臂可被推拉連桿3拉升，從而使吸水耙組件6 脫離地面，反之，當電動推桿帶動推拉連桿3作下壓運動時，杠桿7在拉簧9回復力的作用 下使吸水耙組件6壓緊地面，同時，在杠桿7與拉簧9的連接端的上方還有一塊鋼板(圖中 未示出)，其控制吸水耙組件6的下壓距離，即對吸水耙組件6的下壓距離做定位。本發(fā)明的工作過程為
電動推桿首先直接作用于與其固定連接的推拉連桿橫梁2，推拉連桿橫梁2帶動推拉 連桿3運動，因而使得與推拉連桿3固定連接的盤刷組件5可與推拉連桿3保持同步升降 移動，而推拉連桿3通過滑槽結構作用于杠桿7，經(jīng)過短暫延時，利用杠桿原理將杠桿7末端 的吸水耙組件6提起，達到單個驅動力分步提升多種清潔工具的目的，實現(xiàn)各系統(tǒng)的分步 運作。即當電動推桿做伸長運動時，與電動推桿活動端相連的推拉連桿橫梁2帶動推拉 連桿3作提升運動，從而與推拉連桿3另一端相連的盤刷組件5開始被抬離地面，與此同 時，在推拉連桿3滑槽中的杠桿7長臂仍在拉簧9的作用下緊壓吸水耙組件6，使其貼緊地 面，而當電動推桿3繼續(xù)伸長，使推拉連桿3滑槽的底端與杠桿7的長臂觸碰，并開始提拉 杠桿7的長臂后，杠桿7的長臂才在推拉連桿3的提拉下把杠桿7的長臂末端的吸水耙組 件6抬離地面，從而實現(xiàn)盤刷組件5及吸水耙組件6的先后順序提升；反之，電動推桿做縮 短運動時，與電動推桿活動端相連的推拉連桿橫梁2帶動推拉連桿3作下降運動，從而與推 拉連桿3另一端相連的盤刷組件5同步做下降運動，并壓緊地面，與此同時，在推拉連桿3 滑槽中的杠桿7長臂失去推拉連桿3的支撐，其在拉簧9的回復力作用下下降，并使得吸水 耙組件6貼緊地面，在清潔過程結束時，盤刷12底部會殘留大量污水，通過分步提升清潔工 具的方式，可以先將盤刷12提起，用吸水耙組件6將污水清理干凈后，再將吸水耙組件6提 起，這樣可最大程度地減少地面殘留污水。此外，本發(fā)明所述的杠桿組件可以根據(jù)需要調整支點連桿8與不同的彎弧15相互 配合安裝，調整杠桿長臂和端臂的長度，進而調整盤刷組件5及吸水耙組件6順序提升時所間隔的時間長短。而推拉連桿上的滑槽長度也可以改變，滑槽與杠桿長臂的接觸位置可以調整，從 而可以調整盤刷組件5及吸水耙組件6順序提升時所間隔的時間長短。本發(fā)明通過順序分步升降地面清潔機器人清潔工具的方式，有效地減少了地面污 水殘留，保護了地面及清潔工具，節(jié)省了機器人能源，且本發(fā)明還具有控制簡單，工作可靠 等特點，使地面清潔機器人向產(chǎn)業(yè)化要求邁進一大步，便于其推廣應用。以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于，包括單自由度動力組件、 杠桿組件、盤刷組件和吸水耙組件，其中單自由度動力組件包括動力裝置、推拉連桿橫梁、推拉連桿和動力裝置支架，其中，動 力裝置支架設置在地面清潔機器人的底座上，動力裝置固定在動力裝置支架上部，動力裝 置與推拉連桿橫梁連接，而推拉連桿橫梁的兩端分別安裝有推拉連桿，在推拉連桿下端部 位置還設置有一滑槽；杠桿組件包括杠桿、支點連桿和拉簧，其中，支點連桿固定在底座上，杠桿通過其一側 與支點連桿形狀相配合的彎弧安裝在支點連桿上，杠桿的短臂端通過一彈簧提拉梁與拉簧 連接，拉簧固定在地面清潔機器人的本體上，而杠桿的長臂則穿過推拉連桿的滑槽，在其端 部通過一吸水耙安裝梁與吸水耙組件連接；上述的盤刷組件與推拉連桿的下端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于， 所述的盤刷組件包括盤刷安裝架、盤刷和盤刷驅動電機，其中，盤刷和盤刷驅動電機相連 接，且都安裝在盤刷安裝架上，盤刷安裝架與上述的推拉連桿相連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于，所述 的動力裝置為直線運動機構。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于， 所述的直線運動機構為電動推桿、電機驅動的凸輪結構、電機驅動的齒輪齒條機構、電機驅 動的絲杠螺母機構、電機驅動的連桿機構中的任一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于， 所述的推拉連桿上的滑槽為U形口結構且開口位于推拉連桿的端部，其兩側具有多組平行 設置的通孔，在U形口的開口端，螺桿穿過通孔橫向安裝有一套筒。
6.根據(jù)權利要求1所述的地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，其特征在于，所述 的杠桿一側的彎弧并列設置有多個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地面清潔機器人清潔工具順序升降裝置，包括單自由度動力組件、杠桿組件、盤刷組件和吸水耙組件，其中單自由度動力組件中的動力裝置固定在動力裝置支架上，與推拉連桿橫梁連接，而推拉連桿橫梁兩端還安裝有推拉連桿，推拉連桿下部位置連接盤刷組件，端部設置一滑槽，杠桿組件中的杠桿安裝在支點連桿上，其短臂端與拉簧連接，而長臂則穿過推拉連桿的滑槽，在其端部與吸水耙組件連接。本發(fā)明結構簡單、控制方面，實現(xiàn)了多種清潔工具的分步運動，節(jié)省了成本，方便驅動控制，可以有效減少清潔工具和地面的磨損，有效地保護了清潔工具和地面，最大程度減少了地面殘留污水，同時能節(jié)省機器人運動時所需能量，節(jié)省了能源消耗。
文檔編號A47L11/293GK102068222SQ201010557179
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權日2010年11月24日
發(fā)明者丁倩, 夏冰玉, 姚沖, 張建偉, 程勝, 魯京立 申請人:昆山市工業(yè)技術研究院有限責任公司