本實(shí)用新型屬于民用機(jī)器人制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的大多數(shù)小型機(jī)器人都具有轉(zhuǎn)向裝置，例如：玻璃清洗機(jī)器人。其轉(zhuǎn)向方式主要分為兩種，依靠兩驅(qū)動輪差動轉(zhuǎn)向和機(jī)構(gòu)自鎖原地轉(zhuǎn)向。驅(qū)動輪差動轉(zhuǎn)向方式較為普遍，但這種方式速度慢、效率低、無法對玻璃邊角處做到有效的清洗，產(chǎn)生清洗死角，轉(zhuǎn)向時(shí)易對驅(qū)動輪和玻璃表面造成磨損，而且轉(zhuǎn)向時(shí)如果發(fā)生驅(qū)動輪與玻璃打滑，易造成旋轉(zhuǎn)角度不確定；機(jī)構(gòu)自鎖方式采用自鎖機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要轉(zhuǎn)向時(shí)自鎖解除，驅(qū)動部分再差動轉(zhuǎn)向，雖然清洗部分在轉(zhuǎn)向過程中沒有運(yùn)動，但機(jī)構(gòu)執(zhí)行動作復(fù)雜，長期動作機(jī)構(gòu)磨損老化，減少機(jī)器人的使用壽命，而且轉(zhuǎn)向時(shí)如果發(fā)生驅(qū)動輪與玻璃打滑，易造成旋轉(zhuǎn)角度不確定；另外現(xiàn)有的玻璃清洗機(jī)器人多采用輪式或普通履帶驅(qū)動方式，當(dāng)輪子或履帶遇水時(shí)易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，主要原因是輪子或履帶與玻璃表面接觸面積小，多為單線接觸或多線接觸。

因此需要對玻璃清洗機(jī)器人的運(yùn)動方式進(jìn)行改進(jìn)，以使得運(yùn)動平穩(wěn)、轉(zhuǎn)向更為迅速、機(jī)器人使用壽命提高、清洗玻璃無死角。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置，能夠使擦窗機(jī)器人進(jìn)行迅速有效的運(yùn)動方向切換，并能夠有效減輕甚至消除打滑現(xiàn)象。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置，包括：相對的縱向履帶運(yùn)動裝置、相對的橫向履帶運(yùn)動裝置、換向裝置，所述換向裝置包括升降單元、壓帶單元和履帶單元，升降單元由直流電機(jī)、同步帶輪、同步帶、雙旋向絲杠、旋向螺母A、旋向螺母B組成，所述直流電機(jī)上的同步帶輪通過同步帶與雙旋向絲杠皮帶傳動連接，雙旋向絲杠上設(shè)置有旋向螺母A、旋向螺母B，旋向螺母A與相對的縱向履帶運(yùn)動裝置內(nèi)設(shè)置的壓帶單元連接臂相連；旋向螺母B與相對的橫向履帶運(yùn)動裝置內(nèi)設(shè)置的壓帶單元連接臂相連；縱向履帶運(yùn)動裝置內(nèi)的壓帶單元位于縱向的履帶單元上；橫向履帶運(yùn)動裝置內(nèi)的壓帶單元位于橫向的履帶單元上。

一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置，所述雙旋向絲杠為六部分：第一部分為直徑稍小的光軸，用于安裝下端軸承；第二部分為左旋三角形螺紋，用于帶動螺母上下移動；第三部分為直徑稍大的光軸，用于防止螺母過度移動；第四部分為右旋三角形螺紋，用于帶動螺母上下移動；第五部分為直徑稍小的光軸，用于安裝從動同步帶輪；第六部分為直徑稍小的光軸，用于安裝上端軸承。

一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置，所述旋向螺母A連接的壓帶單元連接壓臂A與旋向螺母B連接的壓帶單元連接壓臂B為相互垂直的90°直角，且壓帶單元連接壓臂A為抬起狀態(tài)，壓帶單元連接壓臂B為落下狀態(tài)。

由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的優(yōu)越性如下：

一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置，包括升降壓臂單元和壓帶輪單元，其中升降壓臂單元包括驅(qū)動電機(jī)、動力傳動、絲杠、螺母、支撐軸承，壓帶輪單元由兩個(gè)相互垂直的壓臂、連接板、導(dǎo)向、壓帶輪軸和壓帶輪組成。所述的導(dǎo)向由直線導(dǎo)軌、直線軸承和直線導(dǎo)軌固定塊組成，其能夠有效的對壓臂升降做到導(dǎo)向作用。

所述絲杠依靠左右旋絲杠來實(shí)現(xiàn)，通過絲杠將直流電機(jī)的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為垂直升降的移動運(yùn)動，其左右旋的螺紋保證安裝在絲杠上的兩個(gè)螺母能夠同時(shí)相向運(yùn)動或者同時(shí)反向運(yùn)動，從而使壓臂能夠一個(gè)升起而另一個(gè)下降。

其優(yōu)越性有：（1）采用雙旋向絲杠換向，是通過絲杠將直流電機(jī)的圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)化為垂直升降的移動運(yùn)動，其左右旋的螺紋保證安裝在絲杠上的兩個(gè)螺母能夠同時(shí)相向運(yùn)動或者同時(shí)反向運(yùn)動，從而使壓臂能夠一個(gè)升起而另一個(gè)下降；能夠使運(yùn)動更加靈活可靠；（2）采用壓帶輪，能夠使履帶與玻璃能夠有效接觸和分離，并且增加了接觸面積，將線接觸變成面接觸，使得機(jī)器人遇水打滑現(xiàn)象得到緩解甚至消除，使得運(yùn)動更為平穩(wěn)可靠、對玻璃表面的清洗效果大大提高。

附圖說明

圖1為本玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置示意圖；

圖2為本升降壓臂單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本壓帶輪單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本壓帶輪單元壓帶輪抬起狀態(tài)的示意圖；

圖5為本壓帶輪單元壓帶輪壓下狀態(tài)的示意圖；

圖6為本履帶運(yùn)動垂直換向裝置組成的整體示意圖。

圖中：1.支撐單元；2.升降驅(qū)動單元；3.升降壓臂單元；4.壓帶單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。

如圖1、2、3、4、5、6所示，一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向裝置，包括底板支撐單元1、升降驅(qū)動單元2、升降壓臂單元3和壓帶單元4，其中支撐單元1包括底板11、行走帶輪支座12、行走帶輪13、行走履帶14，升降驅(qū)動單元2由直流電機(jī)21、直流電機(jī)支架22、升降驅(qū)動主動同步帶輪23和升降同步帶24組成，升降壓臂單元3包括絲杠31、壓臂32組成，壓帶單元包括連接板41、壓帶輪42和壓帶軸43組成。

支撐單元1中，行走帶輪支座12通過螺釘固定在底板11上，行走帶輪13安裝在帶輪支座12上，并能夠旋轉(zhuǎn)，行走履帶14安裝在行走帶輪13上，通過行走帶輪13的旋轉(zhuǎn)帶動行走履帶14轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到機(jī)器人運(yùn)動的目的。

升降驅(qū)動單元2中，直流電機(jī)支架22通過螺釘固定在底板11上，直流電機(jī)21的端面再通過螺釘固定在電機(jī)支架22上，升降驅(qū)動主動同步帶輪23安裝在直流電機(jī)21的輸出軸上，由直流電機(jī)21帶動升降驅(qū)動主動同步帶輪23旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動升降同步帶24旋轉(zhuǎn)，將動力傳遞到升降壓臂單元3。

如圖2所示，在升降壓臂單元3中，由升降同步帶24帶動升降驅(qū)動從動同步帶輪312旋轉(zhuǎn)，升降驅(qū)動從動同步帶輪312旋轉(zhuǎn)帶動雙向絲杠31旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而螺母324和螺母324’在垂直方向上下移動，螺母324和螺母324’分別通過螺釘固定在壓臂32和壓臂32’上，螺母324和螺母324’的上下移動帶動壓臂32和壓臂32’ 的上下移動。其中直線軸承321通過螺釘固定在壓臂32的兩端，直線軸承321安裝在直線導(dǎo)軌322上，直線導(dǎo)軌322固定在直線導(dǎo)軌支座323上，直線導(dǎo)軌支座323通過螺釘固定在底板11上。這使得直線導(dǎo)軌322對壓臂32和壓臂32’ 的上下移動起到導(dǎo)向作用，使得壓臂32和壓臂32’每次移動的位置準(zhǔn)確，不會發(fā)生位置偏轉(zhuǎn)。

其中雙向絲杠31在安裝螺母324處為左旋螺紋，在安裝螺母324’處為右旋螺紋，使得絲杠31在旋轉(zhuǎn)過程中，螺母324和螺母324’能夠同時(shí)相對或者相反運(yùn)動，進(jìn)而帶動壓臂32和壓臂32’ 同時(shí)相對或者相反運(yùn)動。絲杠31在安裝螺母324和螺母324’中部有一直徑稍大的光軸部分，防止絲杠31過度旋轉(zhuǎn)引起螺母324和螺母324’超程。絲杠31頂端和底端安裝有軸承，軸承安裝在軸承座311和軸承座311’上，軸承座311和軸承座311’通過螺釘固定在底板11上。

如圖3所示，在壓帶單元4中，連接板41通過螺釘固定在壓臂32上，使得壓臂32上下移動帶動連接板41上下移動，進(jìn)而帶動壓帶軸43上下移動。壓帶輪42內(nèi)部裝有軸承，軸承安裝在壓帶軸43上，壓帶輪42能夠在壓帶軸43上旋轉(zhuǎn)。其中壓帶軸43通過螺釘固定在連接板41上，兩者無相對運(yùn)動。壓帶輪42的上下移動作用在行走履帶14上，來決定行走履帶14與玻璃的接觸壓力有無，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人水平和垂直的移動。

其中壓帶輪42的上下移動范圍為1~2mm，在最上位置時(shí)壓帶輪42不脫離行走履帶14的齒,以免在下壓時(shí)出現(xiàn)頂齒的情況。即無論壓帶輪是否壓下，同步帶輪都能與同步帶嚙合，避免抬起過高，出現(xiàn)脫齒情況，壓帶輪壓下、提起高度為1~2mm。

一種玻璃清洗機(jī)器人履帶運(yùn)動垂直換向方法，所述的換向裝置通過直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)，帶動絲杠螺桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制壓帶單元對不同的履帶施加壓力，來選擇作用的履帶，達(dá)到控制機(jī)器人行走方向的目的。所述的換向裝置能夠準(zhǔn)確、快速得實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在兩個(gè)垂直方向的切換，直接進(jìn)行90°換向，無需考慮普通轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)彎半徑問題。

（1）通過直流電機(jī)帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制壓帶單元來選擇作用的履帶施加壓力，使得安裝在螺母上的壓臂能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)抬起，同時(shí)一個(gè)落下。

當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠正方向旋轉(zhuǎn)，帶動螺母同向移動，安裝在螺母上的壓臂A抬起，壓臂B落下；

當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠反方向旋轉(zhuǎn)，帶動螺母反向移動，安裝在螺母上的壓臂B抬起，壓臂A落下。

壓帶輪軸上安裝有同步帶輪，帶輪為與驅(qū)動同步帶同為XL系列，同步帶輪內(nèi)部兩端裝有軸承，同步帶輪在軸上轉(zhuǎn)動。