樓梯扶手清潔機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于自動(dòng)化機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種樓梯扶手自動(dòng)化清潔的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人口不斷增多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年10月31日，全世界人口已經(jīng)突破70億。人口增多帶來的問題之一是人均土地減少了。為了解決這一問題，各國的普遍做法是將樓房盡量建高，以提高土地的利用率。尤其在我國，高樓大廈已經(jīng)成為我國現(xiàn)代化城市的典型特征。樓房建高，給人們的出行帶來了極大不便，電梯應(yīng)運(yùn)而生。但是，電梯不可能完全取代傳統(tǒng)的樓梯。其一是對于樓層不高的人來說，走樓梯可以鍛煉身體，同時(shí)也不用在等待電梯方面花費(fèi)很長時(shí)間。其二是對于上樓有困難的人群，扶手能確保他們能安全上下樓梯。其三是一旦發(fā)生火災(zāi)或者其它緊急情況，電梯就無法發(fā)揮作用，這時(shí)還需要靠樓梯逃生。既然有樓梯，那么就會(huì)有扶手。如果扶手沒有得到清理，積滿灰塵，可能就不會(huì)有人使用，它也就失去了存在的意義。因此，我們需要定期對扶手進(jìn)行清潔。但在現(xiàn)有的條件下，清潔扶手只能依靠人力一層一層地擦，因?yàn)闀簳r(shí)還沒有很好的裝置來自動(dòng)清潔固定扶手。因此，我們的設(shè)想是設(shè)計(jì)一個(gè)樓梯扶手清潔機(jī)器人，來解放清潔人員的這部分勞動(dòng)力。
[0003]對于目前的扶手自動(dòng)化清潔方案，發(fā)明人通過查閱現(xiàn)有專利技術(shù)，典型的相關(guān)技術(shù)為扶梯的扶手自動(dòng)化清洗設(shè)備，都是對目前扶梯的扶手，通過加裝清洗裝置，依靠扶梯循環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)通過清洗裝置而對扶梯進(jìn)行清洗消毒，發(fā)明人未發(fā)現(xiàn)有對傳統(tǒng)樓梯的扶手進(jìn)行清洗的自動(dòng)化設(shè)備。
[0004]本發(fā)明人在對傳統(tǒng)樓梯扶手清洗工作的調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，樓梯扶手自動(dòng)化清洗需要解決的幾項(xiàng)重大難題如下:1)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人沿傾斜的扶手軌跡攀爬；2)可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人遇到扶手轉(zhuǎn)角處的自動(dòng)轉(zhuǎn)彎；3)通過有效的清潔裝置實(shí)現(xiàn)對扶手的清潔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服傳統(tǒng)樓梯扶手由人工擦洗，勞動(dòng)工裝量大的不足，本發(fā)明提出了一種通過巧妙的凸輪頂桿機(jī)構(gòu)結(jié)合連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)的樓梯扶手清潔機(jī)器人。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種樓梯扶手清潔機(jī)器人，由攀爬結(jié)構(gòu)與清潔系統(tǒng)構(gòu)成，所述攀爬結(jié)構(gòu)由往復(fù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)與夾持轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述往復(fù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、偏向凸輪、連桿、前滑塊、后滑塊、導(dǎo)軌光軸、前推塊、后推塊、推塊固定架構(gòu)成，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過電機(jī)固定架固定在前滑塊上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有偏向凸輪，兩根所述導(dǎo)軌光軸的前端固定在所述前滑塊上，所述導(dǎo)軌光軸的后端可滑動(dòng)地套裝在所述后滑塊上，所述前滑塊、后滑塊上方安裝有推塊固定架，前、后推塊固定架分別套裝有可前后移動(dòng)的前推塊、后推塊，所述連桿的一端通過銷釘軸鉸接在所述偏向凸輪上，所述連桿的另一端通過銷釘軸與所述后推塊鉸接，所述偏向凸輪、連桿、后推塊形成了連桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述前推塊上設(shè)置有凸輪頂針，所述凸輪頂針頂觸在偏向凸輪的外輪廓上，所述偏向凸輪、前推塊、凸輪頂針形成了凸輪頂針機(jī)構(gòu)；所述夾持轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括前、后兩個(gè)夾持手，所述夾持手由凸形回轉(zhuǎn)連接件、夾爪、頂桿、第一壓縮彈簧、卡簧構(gòu)成，所述夾爪鉸接在所述凸形回轉(zhuǎn)連接件上，所述頂桿套裝在所述凸形回轉(zhuǎn)連接件中可上下運(yùn)動(dòng)，所述頂桿的上端安裝有卡簧，所述頂桿與所述凸形回轉(zhuǎn)連接件之間安裝有第一壓縮彈簧；前、后夾持手分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在前、后滑塊上，夾持手中的頂桿在第一壓縮彈簧的作用下頂觸在前、后推塊上。樓梯扶手清潔機(jī)器人的清潔系統(tǒng)，由觸發(fā)式清洗液噴射裝置與清潔刷構(gòu)成，所述觸發(fā)式清洗液噴射裝置在后滑塊的觸發(fā)下間歇式噴射清洗液，所述清潔刷固定在夾爪上。
[0008]進(jìn)一步，所述推塊固定架為“橋”形件，所述前推塊、后推塊為“楔”形塊，所述前推塊、后推塊分別套裝在所述推塊固定架里并可前后移動(dòng)，所述夾持手的頂桿在第一壓縮彈簧的作用下，頂桿的上端頂觸在前推塊、后推塊的楔形面上。所述推塊固定架的側(cè)面可拆卸式安裝有側(cè)板。所述后推塊上還設(shè)置有一調(diào)整螺釘，在所述調(diào)整螺釘?shù)拿岸伺c推塊固定架之間設(shè)置有第二壓縮彈簧。
[0009]再進(jìn)一步，所述夾持手中，所述凸形回轉(zhuǎn)連接件為中空的回轉(zhuǎn)件，所述凸形回轉(zhuǎn)連接件下方固定有兩根鉸接柱，所述夾爪通過銷子鉸接在鉸接柱上，所述夾爪上還設(shè)置有腰形孔，所述頂桿套裝在凸形回轉(zhuǎn)連接件中可上下運(yùn)動(dòng)，所述頂桿下端設(shè)置有滑銷，所述滑銷套裝在夾爪的腰形孔內(nèi)。在第一壓縮彈簧的彈力作用，所述頂桿向上頂觸在前推塊、后推塊的楔形面上，夾持手承“夾持”狀態(tài)，當(dāng)前、后推塊在力的作用下，促使頂桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述夾持手逐漸松弛。
[0010]作為一種優(yōu)選的方案:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為蝸輪蝸桿減速電機(jī)，所述蝸輪蝸桿減速電機(jī)通過電機(jī)固定架固定在前滑塊上。兩根所述導(dǎo)軌光軸平行布置，所述后滑塊上安裝有兩個(gè)導(dǎo)套，所述導(dǎo)軌光軸的前端固定在前滑塊上，所述導(dǎo)軌光軸的后端插入到所述滑塊的導(dǎo)套里，前滑塊與后滑塊通過導(dǎo)軌光軸與導(dǎo)套，形成移動(dòng)副。所述電機(jī)固定架布置在兩根導(dǎo)軌光軸之間。
[0011]作為優(yōu)選的另一種方案:所述夾持手通過軸承安裝在前滑塊、后滑塊上，在前滑塊、后滑塊的下端設(shè)置有檔條，來防止凸形回轉(zhuǎn)連接件滑落。
[0012]本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
[0013]I)樓梯扶手清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)，解決了傳統(tǒng)扶手清洗由人工擦洗的局面，可大大改善工作環(huán)境；2)樓梯扶手清潔機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，通過凸輪頂桿機(jī)構(gòu)結(jié)合連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了單動(dòng)力源下的機(jī)器人攀爬與轉(zhuǎn)彎能力，結(jié)構(gòu)輕巧，功耗降低。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明樓梯扶手清潔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2是本發(fā)明樓梯扶手清潔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖3是本發(fā)明夾持手結(jié)構(gòu)示意圖
[0017]圖4是本發(fā)明攀爬結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期之一(前、后滑塊處最遠(yuǎn)端)
[0018]圖5是本發(fā)明攀爬結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期之二(后夾爪開始松弛)
[0019]圖6是本發(fā)明攀爬結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期之三(后滑塊前移)
[0020]圖7是本發(fā)明攀爬結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期之四(前夾爪開始松弛、后夾爪逐漸夾緊)
[0021]圖8是本發(fā)明攀爬結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期之五(前滑塊前移)
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]參考圖1?圖8，一種樓梯扶手清潔機(jī)器人，由攀爬結(jié)構(gòu)與清潔系統(tǒng)構(gòu)成，所述攀爬結(jié)構(gòu)由往復(fù)推進(jìn)結(jié)構(gòu)與夾持轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述往復(fù)推進(jìn)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-1、偏向凸輪1-3、連桿1-4、前滑塊1-5、后滑塊1-6、導(dǎo)軌光軸1-7、前推塊1_10、后推塊1_12、推塊固定架1-8構(gòu)成，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)1-1通過電機(jī)固定架1-2固定在前滑塊上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上安裝有偏向凸輪，兩根所述導(dǎo)軌光軸的前端固定在所述前滑塊上，所述導(dǎo)軌光軸的后端可滑動(dòng)地套裝在所述后滑塊上，所述前滑塊、后滑塊上方安裝有推塊固定架，前、后推塊固定架分別套裝有可前后移動(dòng)的前推塊、后推塊，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為蝸輪蝸桿減速電機(jī)，所述蝸輪蝸桿減速電機(jī)通過電機(jī)固定架固定在前滑塊上。兩根所述導(dǎo)軌光軸平行布置，所述后滑塊上安裝有兩個(gè)導(dǎo)套，所述導(dǎo)軌光軸的前端固定在前滑塊上，所述導(dǎo)軌光軸的后端插入到所述滑塊的導(dǎo)套里，前滑塊與后滑塊通過導(dǎo)軌光軸與導(dǎo)套，形成移動(dòng)副。所述電機(jī)固定架布置在兩根導(dǎo)軌光軸之間。以上的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在空間布局上最為合理，前滑塊、后滑塊通過導(dǎo)軌光軸與導(dǎo)套形成的移動(dòng)副，可前后運(yùn)動(dòng)，是攀爬機(jī)構(gòu)的機(jī)體。
[0024]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用渦輪蝸桿減速電機(jī)，基于兩個(gè)原因:1)蝸輪蝸桿減速電機(jī)的高減速比，在相同功率下能輸出大扭矩，對于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)而言，比較有效；2)蝸輪蝸桿減速電機(jī)的結(jié)構(gòu)是橫臥式，適合機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)布置。
[0025]渦輪蝸桿減速電機(jī)的輸出軸上固定有偏向凸輪1-3，所述連桿1-4的一端通過銷釘軸鉸接在所述偏向凸輪上，所述連桿的另一端通過銷釘軸與所述后推塊鉸接，所述偏向凸輪、連桿、后推塊形成了典型的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，是為連桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)一種。其中，渦輪蝸桿減速電機(jī)輸出軸中心點(diǎn)到偏向凸輪與連桿鉸接點(diǎn)的距離為短連桿尺寸LI，長連桿尺寸為L2。