CN105167382B - 智能洗发机器人 - Google Patents

Abstract

一种智能洗发机器人，包括带两个清洗部和一个搁头部的安装架，清洗部结构包括摆动单元、推动单元、传动单元和揉搓单元，搁头部上也具有揉搓单元，揉搓单元安装在平动单元。在工作时，清洗部中，摆动单元使推动单元、传动单元和揉搓单元发生摆动，推动单元通过传动单元使揉搓单元具有前推和下压动作；平动单元带动揉搓单元发生平动；揉搓单元上的揉搓头发生摆动而对头发进行揉搓。揉搓单元在三维空间上的作用区域大，能够揉搓单元的小型化设计，避免对头发的清洗盲区，能够很好地摸拟出人工洗头作业。

Description

智能洗发机器人

技术领域

本发明涉及一种用于对人头发进行清洗的智能洗发机器人。

背景技术

通常情况下，头发需要经常进行清洗，现有对头发进行清洗主要是通过手工进行的，手工对头发进行清洗工作量大，清洗操作麻烦，而且清洗效果不能保证。在一些美容美发场所，由于顾客相对较多，仅凭人工进行洗发操作，工作效率相对较低，在人力成本居高不下的情况下，行业运行成本高。

现在市面上也出现了一些对头发进行清洗的装置，这些清洗装置上要求设置一些揉搓功能单元，以便对头发进行揉搓清洗。但揉搓单元本身的揉搓区域相对有限，而且不同人的头型千差万别，这就要求揉搓单元需要移动，而且在移动过程中还要适应头部的曲面而进行下压，以便揉搓单元紧贴头皮。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：提供一种智能洗发机器人，本洗发机器人能够很好地摸拟人工洗发作业，洗发效果能够保证。

为解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种智能洗发机器人，包括凵形的安装架，安装架的底部安装有搁头部，安装架的两侧板上分别安装一个清洗部，这两个清洗部彼此相向伸出，清洗部具有：

揉搓单元，对头发进行揉搓；

传动单元，传动联接揉搓单元和推动单元；

推动单元，带动传动单元动作，使揉搓单元具有前推和下压动作；

摆动单元，包括联接座，联接座固定在安装架上，摆动杆桥接在联接座和安装架上，推动单元固定在摆动杆的外端部，在摆动单元的带动下，揉搓单元、传动单元和推动单元沿摆动杆的周向摆动；

摆动单元、推动单元和揉搓单元上均设置有电机；

推动单元包括外壳，外壳上桥接有两根平行设置的摆轴，摆轴的中部位置处固定有齿轮，摆轴伸出到外壳的端部上固定有摆臂，摆臂的外端部与传动单元传动联接；推动单元上的两只电机固定在外壳内，该电机动力输出轴上固定有蜗杆，蜗杆与齿轮啮合；

搁头部包括平动单元，平动单元上具有电机，平动单元上安装有揉搓单元。

本清洗装置中左清洗部和右清洗部同时工作，在使用时，人处于躺姿，面向本清洗装置。本清洗装置主要是用于对人体头部的两侧和顶部的头发进行揉搓式清洗。该揉搓清洗除了揉搓单元中的揉搓头动作外，还在传动单元的带动下揉搓单元可以前推，即向着头部推动揉搓单元，传动单元也可以带动揉搓单元下压，使揉搓头顶压到头皮上，而进行深度揉搓，再加之摆动单元促使揉搓单元摆动，可以很好地摸拟出人手指对头发的揉搓清洗。

推动单元上的电机一端与外壳的底面固定，在外壳内于该电机的另一端处压接有压板，电机动力输出轴穿过压板，压板固定在外壳的内侧面上；摆动杆穿过外壳的底壁联接固定在压板上。通过压板的设置，使得电机在外壳中的位置稳定性好，且方便摆动杆的联接固定。而且也便于实现推动单元与摆动杆之间的联接固定，摆动杆与推动单元之间的联接牢固性好。

摆动单元上两只电机一端的相对两侧分别联接固定有下联接杆，该两只电机另一端的相对两侧分别联接固定有上联接杆，上联接杆和下联接杆均联接固定在外壳的内表面上。通过两根联接杆对两只电机的固定联接，使得两只电机形成一个整体，两只电机输出的动力一致性好，且便于对电机在外壳中的位置进行固定。联接杆固定在壳体上，也使得便于对电机在外壳中的位置进行固定，电机在外壳中的位置稳定性好。

平动单元包括基座，基座内设有安装腔，平动单元上的电机动力输出轴伸入到安装腔内并与传动机构传动联接；安装座设在基座上，该揉搓单元安装在安装座上，安装座与传动机构传动联接，在传动机构的带动下，安装座带动揉搓单元在基座上往复平动。搁头部中，揉搓单元设置在平动单元上，使得该揉搓单元的位置不固定，能够很好地扩大揉搓单元的工作区域，揉搓单元本身可作小型化设计，揉搓单元能够适应头部曲面的洗发要求。

基座的截断面呈倒“几”字形，平动单元上的电机固定在基座的外底面上，平动单元上的电机动力输出轴自基座的底面处伸入到所述的安装腔内。这便于在基座内形成安装腔，使得结构紧凑性好。

所述传动机构包括桥接在基座两侧壁上的传动轴和转动轴，在安装腔内于传动轴的中部位置处固定有齿轮，齿轮与平动单元上的电机动力输出轴上所设的蜗杆相啮合，传动轴的两外端部于基座的外侧分别固定有摆臂；转动轴两外端部于基座的外侧分别固定有摆轮；联接柄活动桥接在摆臂外端和摆轮的偏心位置处；两摆轮偏心位置处分别活动地联接有一拉柄，两拉柄与安装座传动联接。这种结构的传动机构本身的结构紧凑性，便于实现揉搓单元在平动单元上的移动。

在基座上于口部的相对两侧分别固定有一根滑轨，滑轨用于对基座进行支撑，在两滑轨相向的侧面上分别设有滑口，安装座上至少固定有两根与滑轨垂直的滑杆，滑杆的两端部分别间隙地插接在两滑轨上的滑口内；两拉柄间隙地套接在同一根滑杆上。滑杆在滑轨中的位置稳定性好，且结构简单，便于设置。

揉搓单元包括壳体，壳体上的揉搓面上活动地设有若干揉搓头，揉搓头活动联接在联接轴上，联接轴穿过壳体的内端部处设有齿片；壳体内设有滑块，滑块上一体成型有联接体，滑块的侧缘处形成有若干与齿片啮合的传动齿；揉搓单元上的电机与转轴传动联接，拉杆的一端铰接在转轴端部的偏心位置处，另一端铰接在联接体上。这种结构的揉搓单元结构紧凑性好，便于实现揉搓头的揉搓动作。

传动单元为两套，它们分列在推动单元外壳的相对两侧，两传动单元的外端部桥接有联接杆，揉搓单元活动地联接在联接杆上。两套传动单元可以提高推动单元对揉搓单元传动稳定性，便于揉搓单元稳定地联接在传动单元的外端处。

传动单元具有前推部和下压部；前推部包括主臂、中间片和推片，中间片的一端铰接在外壳上，另一端与主臂的内端相铰接，推片的一端与推动单元上一根摆轴上摆臂的外端相铰接，另一端铰接在中间片上；下压部包括副臂和拉片，副臂的内端铰接在外壳上，拉片的一端与推动单元上另一根摆轴上摆臂的外端相铰接，另一端铰接在副臂的内端侧上；在主臂和副臂外端部桥接有联接片，联接杆桥接在两传动单元上的两片联接片上，揉搓单元中的壳体联接在联接杆上。这种传动单元结构简单，便于实现所需要的动作。

本发明的有益效果在于：本机器人上具有两个清洗部和一个搁头部，通过三者的工作而对头部进行揉搓作业，能够在空间上很好地适应对头发的清洗要求。本机器人在工作时，揉搓单元可以有前推和下压动作，在进行洗发作业时，使得揉搓单元能够紧贴头部表面对头发进行揉搓，从而能够有效保证洗发时的效果。通过设置所述的外壳，并把电机固定在外壳中，电机本身在外壳中的位置稳定性好。而且推动单元可以作为一个单一的整体，接受摆动单元的动力而发生位置的变化，使得揉搓单元的工作区域大，保证洗发的效果。本揉搓部在三维空间上对头部所作用的区域大，能够揉搓单元的小型化设计，避免对头发的清洗盲区，能够很好地摸拟出人工洗发作业，洗发效果能够保证。

附图说明

图1是清洗部一个方向的立体结构图。

图2是本清洗部另一个方向的立体结构图。

图3是传动单元与推动单元装配在一起的立体结构图。

图4是传动单元与推动单元装配在一起并去除外壳后的立体结构图。

图5是传动单元与推动单元装配在一起并去除部分外壳后的立体结构图。

图6是摆动单元的主视图。

图7是摆动单元的俯视图。

图8是摆动单元的立体结构图。

图9是带有联接杆的传动单元与推动单元装配在一起的立体结构图。

图10是本洗发机器人的立体结构图。

图11是揉搓单元的立体结构图。

图12是揉搓单元去除壳体后俯视图。

图13是揉搓单元去除壳体后的侧视图。

图14是平动单元去除基座后主视图。

图15是平动单元去除基座后的侧视图。

图16是平动单元的立体结构图。

图17是平动单元去除基座后的立体结构图。

具体实施方式

见图中，本发明智能洗发机器人的结构包括安装架30，安装架30呈凵形，在安装架30的左右两侧部上分别装配有两个清洗部，即左清洗部和右清洗部，左、右清洗部彼此相向伸出。搁头部安装在安装架30的底部，用于搁置头部，搁头部上的揉搓单元1用于对人后脑部分的头发进行揉搓清洗。

清洗部的结构包括摆动单元、推动单元、传动单元2和揉搓单元1，摆动单元、推动单元和揉搓单元1上均设置有电机5，揉搓单元1在洗发作业时在三维空间上发生动作。推动单元通过传动单元2联接揉搓单元1，推动单元和摆动单元两者通过摆动杆11而传动联接，在摆动单元上的电机5的带动下，推动单元带动推动单元、传动单元2和揉搓单元1发生沿摆动杆11周向上的摆动。

推动单元的结构包括外壳3，外壳3呈凵形，外壳3内固定有两只电机5，两只电机5通过传动单元2为揉搓单元1提供前推力和下压力，使揉搓单元1斜向压向人体的头部。

与两只电机5相对应，在外壳3上桥接有两根摆轴17，两根摆轴17相互平行。摆轴17的两端部均伸出到外壳3的外侧，在摆轴17的两端部固定有摆臂7，铰接在外壳3上的传动单元2与摆臂7的外端部相铰接在一起，摆臂7在摆轴17的带动下转动后，摆臂7促使传动单元2作往复动作。

摆轴17的中部位置处固定有齿轮12，齿轮12位于外壳3内，该齿轮12一般为斜齿齿轮。电机5动力输出轴上固定有蜗杆14，蜗杆14与齿轮12相啮合。为对摆轴17在外壳3上的轴向位置进行限定，一根摆轴17上套接有两只固定轮10，摆轴17相对于固定轮10轴向固定，固定轮10贴合固定在外壳3的内侧面上，两只固定轮10在摆轴17的轴向上具有间隔。

电机5的一端与外壳3的内底面贴合固定，在外壳3内固定有压板19，压板19压接在电机5的另一端部，电机5的动力输出轴穿过压板19，压板19与外壳3的侧壁固定在一起。为了进一步增加电机5在外壳3中的位置稳定性，电机5一端的相对两侧分别固定联接有一根下联接杆16，电机5另一端的相对两侧分别固定联接有一根上联接杆15，上联接杆15和下联接杆16使得两只电机5被固定成一体。通过紧固螺栓或焊接的方式，而使得上联接杆15和下联接杆16被联接固定在外壳3的侧壁上。

摆动单元的结构包括联接座6，摆动单元上的电机5联接固定在联接座6上，联接座6呈凵形，联接座6扣接固定在侧板4上，侧板4贴合固定在安装架30的外侧面上。电机5固定在联接座6的一端部，在联接座6的该端部设有与其连为一体的伸出板13，伸出板13向着联接座6的上方伸出，电机5同时固定贴合在该伸出板13上。电机5动力输出轴伸入到联接座6中，电机5动力输出轴上设有蜗杆14。

主动轴22贯穿侧板4和联接座6，主动轴22垂直于电机5的动力输出轴，主动轴22的中部位置处固定有齿轮12，该齿轮12也为斜齿齿轮，齿轮12位于联接座6中，电机5动力输出轴上的蜗杆14与齿轮12相啮合，该蜗杆14位于齿轮12的上侧。在主动轴22上固定有两只固定轮10，这两只固定轮10在主动轴22上间隔布置，固定轮10位于联接座6内。

摆动杆11与主动轴22平行，摆动杆11贯穿侧板4、安装架30和联接座6，摆动杆11上设有两只固定轮10，这两只固定轮10位于联接座6内，两只固定轮10在摆动杆11上间隔布置，且两只固定轮10分别固定在联接座6和侧板4上。

摆动杆11伸出联接座6的端部上固定有摆轮9，主动轴22伸出联接座6的端部上固定有摆臂7，曲状的曲柄8两端部分别与该摆臂7的外端部和摆轮9外表面的偏心位置处相铰接在一起。电机5动力输出轴转动，通过蜗杆14促使蜗轮持续转动，摆臂7转动后，由于曲柄8的存在使得摆轮9往复摆动，进而使摆动杆11产生往复转动，最终使摆动杆11上的揉搓单元1产生摆动动作。

为保证联接座6在侧板4上的牢固性，联接座6口部的两侧部分别形成有外向的翻边21，翻边21一般是通过焊接或螺栓紧固的方式贴合固定在侧板4上。

要实现推动单元与摆动单元之间的传动联接，在推动单元外壳3的底面上设有透孔18，上述压板19上设有联接孔20，摆动杆11穿过透孔18、推动单元上两只电机5之间的间隔后插接在该联接孔20中，摆动杆11联接固定在压板19上。

联接杆24位于传动单元的外端处，揉搓单元1装配在联接杆24上，传动单元2铰接在推动单元的外壳3上并与摆臂7传动联接，在摆臂7通过传动单元2的带动下揉搓单元1具有前推和下压动作。

传动单元2具有前推部和下压部，前推部促使揉搓单元1执行前推动作，下压部促使揉搓单元1执行下压动作。在实际的作业中，揉搓单元1的前推动作和下压动作同时进行。前推部包括主臂26、中间片27和推片28，中间片27的一端铰接在推动单元上，另一端铰接在主臂26的内端部上；推片28的一端与推动单元上一根摆轴17上的摆臂7的外端部相铰接在一起，另一端铰接在中间片27的中部位置处。推片28为弧形，而主臂26中部位置在主臂26的厚度方向上形成有呈“Z”形的折弯，主臂26内端侧与推动单元贴近，主臂26外端侧因“Z”形折弯的存在而向着外侧偏离。

下压部的结构包括副臂23和拉片29，副臂23的内端部铰接在推动单元上，拉片29的一端与推动单元上另一根摆轴17上摆臂7的外端部相铰接在一起，拉片29的另一端与副臂23的内端侧相铰接在一起。拉片29上具有弧形折弯，该弧形折弯靠近副臂23。

主臂26和副臂23的外端均向同一个方向伸出，在主臂26和副臂23两者的外端处设有联接片25，联接片25的两端分别铰接在主臂26和副臂23的外端处。

所述的传动单元为两套，两套传动单元分列在推动单元的相对两侧，联接杆24桥接在两套传动单元上的联接片25上。在进行装配后，揉搓单元中的壳体间隙地套接联接杆24上。

搁头部包括平动单元和揉搓单元1，揉搓单元1装配在平动单元上，揉搓单元1用于在洗发时对头发进行揉搓，平动单元带动揉搓单元1平动。

平动单元的结构包括安装座43、传动机构、基座53和电机5，基座53中带有安装腔，电机5固定在基座53上，电机5动力输出轴伸入到安装腔中并与传动机构传动联接，在传动机构的带动下，安装座43在基座53上实现平动。

基座53的截断面形状呈倒“几”字形，是由板材通过折叠后成型的，基座53具有底部和开口。

电机5固定在基座53的外底面上，电机5动力输出轴贯穿基座53的底部而伸入到基座53中。在基座53的两侧壁上桥接有传动轴49，在传动轴49的中部位置处固定有齿轮12，电机5动力输出轴上设有与齿轮12相啮合的蜗杆14。传动轴49的两端均伸出到基座53侧壁的外侧，在传动轴49的两端部分别固定有摆臂7，摆臂7位于基座53的外侧。

在基座53的两侧壁上还桥接有一根转动轴46，转动轴46平行于上述的传动轴49，转动轴46的两外端部也均伸出到基座53侧壁的外侧。在转动轴46的两外端部分别固定有摆轮9，摆轮9位于基座53的外侧，曲状的联接柄5045一端部与摆臂7的外端部相铰接，联接柄5045的另一端部铰接在摆轮9外表面的偏心位置处。在转动轴46上于安装腔内固定有两只固定轮10，两固定轮10之间具有间隔，基座53的侧壁位于固定轮10和摆轮9之间，固定轮10固定在基座53的侧壁上。

在基座53上于开口的两侧分别固定有一根滑轨51，滑轨51沿基座53的长度方向布置。两滑轨51相向的侧面上分别设有一只滑口48，滑口48半透滑轨51。安装座43上固定有至少两根滑杆47，滑杆47的两端部分别间隙地插接两个滑口48中。

基座53上于基座53的口部两侧分别设有透口52，两个拉柄44分别间隙地穿过两个透口52，两拉柄44的一端部间隙地套接在同一根滑杆47上，两拉柄44的另一端部分别铰接在两摆轮9内表面上的偏心位置处。

安装座43呈倒“几”字形，安装座43的底面朝向基座53，且安装座43的底部伸入到基座53上的安装腔内，上述的滑杆47固定在安装座43的外底面上。安装座43是由板材通过折弯形成的，在安装座43口部的两侧分别设有通透的缺口，缺口的设置也使得安装座43便于成型。

揉搓单元1的结构包括壳体31、若干揉搓头和揉动机构。壳体31为罩状，具有弧形的揉搓面，揉动机构设置在壳体31内。揉搓头呈凵形，揉搓头的两外端朝向揉搓面的外侧，揉搓头的内端联接固定在联接轴37上，联接轴37穿过壳体31上的揉搓面而与揉动机构实现传动联接。

揉搓头为分体式结构，包括两端帽34和凵形的本体33，两端帽34位于揉搓头的外侧，并活动地套接在本体33上。端帽34的外端面为球面，在本体33上套接有两根弹簧32，弹簧32的两端部分别作用在本体33和端帽34上，而使得端帽34在本体33上形成浮动式结构。

揉动机构包括转轴35，转轴35可转动地设置在壳体31内一体成型的支撑板上。在转轴35的中部位置处固定有齿轮12。壳体31内设有固定板，转轴35位于固定板的内侧，揉搓单元上的电机固定在固定板的外表面上，揉搓单元上的电机5的动力输出轴的外端侧为蜗杆14，蜗杆14沿垂直于转轴35的方向与齿轮12相啮合。

在转轴35的两端部分别偏心地设有传动销，拉杆41的一端部铰接在传动销上。壳体31内沿垂直于转轴35的方向设有导柱39，导柱39上设有滑块，拉杆41的另一端与滑块相铰接。

滑块具有套接部42，套接部42间隙地套接在导柱39上。套接部42的外周面上一体成型有凸出的联接体40，拉杆41的另一端部铰接在联接体40上。在套接部42相对两侧分另一体成型有凸出部，两凸出部与联接体40三者之间呈T形布置在套接部42的外周面上，凸出部外侧面上成型有若干传动齿38，这些传动齿38沿导柱39的轴向方向布置。

上述联接轴37的内端部伸入到壳体31内，在联接轴37的内端侧固定有齿片36，齿片36与前述的传动齿38啮合。齿片36并非整个圆盘状，齿片36呈扇形。

图中显示，一个揉搓单元中具有四只揉搓头，这四个揉搓头两两一组而对应两根导柱39和两只滑块，一组揉搓头中的两只联接轴37上的齿片36与一只滑块上的传动齿38相啮合。

揉搓单元1上的电机工作后，通过转轴35、传动销、拉杆41、滑块、传动齿38、齿片36、联接轴37带动揉搓头动作，由于传动销位于转轴35的偏心位置处，转轴35转动时使得拉杆41往复拉动滑块，进而使得揉搓头产生往复的摆动，摸拟出人手指洗发的动作。

清洗部上设置有揉搓单元1，清洗部上的联接杆24可以是贯穿壳体31，也可以是通过压座而使联接杆24联接在壳体31的表面上。

搁头部上的揉搓单元1主要是通过固定螺钉而使壳体31与安装座43联接固定，揉搓单元1上的电机5抵靠在安装座43的内底面上。

Claims (6)

1.一种智能洗发机器人，包括凵形的安装架，安装架的底部安装有搁头部，安装架的两侧板上分别安装一个清洗部，这两个清洗部彼此相向伸出，清洗部具有：

揉搓单元，对头发进行揉搓；

传动单元，传动联接揉搓单元和推动单元；

推动单元，带动传动单元动作，使揉搓单元具有前推和下压动作；

摆动单元，包括联接座，联接座固定在安装架上，摆动杆桥接在联接座和安装架上，推动单元固定在摆动杆的外端部，在摆动单元的带动下，揉搓单元、传动单元和推动单元沿摆动杆的周向摆动；

摆动单元、推动单元和揉搓单元上均设置有电机；

推动单元包括外壳，外壳上桥接有两根平行设置的摆轴，摆轴的中部位置处固定有齿轮，摆轴伸出到外壳的端部上固定有摆臂，摆臂的外端部与传动单元传动联接；推动单元上的两只电机固定在外壳内，该电机动力输出轴上固定有蜗杆，蜗杆与齿轮啮合；

搁头部包括平动单元，平动单元上具有电机，平动单元上安装有揉搓单元，平动单元包括基座，基座内设有安装腔，平动单元上的电机动力输出轴伸入到安装腔内并与传动机构传动联接；安装座设在基座上，该揉搓单元安装在安装座上，安装座与传动机构传动联接，在传动机构的带动下，安装座带动揉搓单元在基座上往复平动；

所述传动机构包括桥接在基座两侧壁上的传动轴和转动轴，在安装腔内于传动轴的中部位置处固定有齿轮，齿轮与平动单元上的电机动力输出轴上所设的蜗杆相啮合，传动轴的两外端部于基座的外侧分别固定有摆臂；转动轴两外端部于基座的外侧分别固定有摆轮；联接柄活动桥接在摆臂外端和摆轮的偏心位置处；两摆轮偏心位置处分别活动地联接有一拉柄，两拉柄与安装座传动联接。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，在基座上于口部的相对两侧分别固定有一根滑轨，滑轨用于对基座进行支撑，在两滑轨相向的侧面上分别设有滑口，安装座上至少固定有两根与滑轨垂直的滑杆，滑杆的两端部分别间隙地插接在两滑轨上的滑口内；两拉柄间隙地套接在同一根滑杆上。

3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，推动单元上的电机一端与外壳的底面固定，在外壳内于该电机的另一端处压接有压板，电机动力输出轴穿过压板，压板固定在外壳的内侧面上；摆动杆穿过外壳的底壁联接固定在压板上。

4.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，揉搓单元包括壳体，壳体上的揉搓面上活动地设有若干揉搓头，揉搓头活动联接在联接轴上，联接轴穿过壳体的内端部处设有齿片；壳体内设有滑块，滑块上一体成型有联接体，滑块的侧缘处形成有若干与齿片啮合的传动齿；揉搓单元上的电机与转轴传动联接，拉杆的一端铰接在转轴端部的偏心位置处，另一端铰接在联接体上。

5.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征在于，传动单元为两套，它们分列在推动单元外壳的相对两侧，两传动单元的外端部桥接有联接杆，揉搓单元活动地联接在联接杆上。

6.根据权利要求5所述的机器人，其特征在于，传动单元具有前推部和下压部；前推部包括主臂、中间片和推片，中间片的一端铰接在外壳上，另一端与主臂的内端相铰接，推片的一端与推动单元上一根摆轴上摆臂的外端相铰接，另一端铰接在中间片上；下压部包括副臂和拉片，副臂的内端铰接在外壳上，拉片的一端与推动单元上另一根摆轴上摆臂的外端相铰接，另一端铰接在副臂的内端侧上；在主臂和副臂外端部桥接有联接片，联接杆桥接在两传动单元上的两片联接片上，揉搓单元中的壳体联接在联接杆上。