CN219070117U - 一种清洁机器人清洁组件及清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及清洁机器人技术领域，公开了一种清洁机器人清洁组件及清洁机器人，清洁机器人清洁组件包括滚刷、滚刷电机、供水组件、刮条组件和滚刷提升组件，滚刷安装在滚刷支撑架上，滚刷电机与滚刷连接，刮条组件安装在滚刷支撑架上，刮条组件中包括刮条，刮条设置在滚刷行进方向的后侧，滚刷提升组件与滚刷支撑架连接，用于使滚刷支撑架摆动。设置了舵机提升控制滚刷，能有效清洁窗框两侧边缘的死角污渍，使清洁卫生更加彻底，在机器人进行跨障时，通过角度的调整，对障碍后的待清洁面进行及时的衔接，实现机器人跨障的同时对障碍后待清洁面进行清洁，避免清洁死角的产生，达到更好的清洁效果。

Description

一种清洁机器人清洁组件及清洁机器人

技术领域

本实用新型涉及清洁机器人技术领域，具体为一种清洁机器人清洁组件及清洁机器人。

背景技术

建筑玻璃幕墙向着节能、环保、时尚与舒适方向发展，玻璃幕墙的结构、玻璃的大小、间隔框的形状及高低等呈现多种多样。现阶段高层建筑玻璃幕墙的清洁主要依靠人工清洁，清洁效率低，人身安全系数低。虽然市面上已经出现了多款擦窗机器人代替人工清洁玻璃幕墙，但受玻璃幕墙空间和维度的影响，许多场景擦窗机器人无法进行作业，如清洁组件设置在机器人底部的清洁机器人，对于具有一定高度的窗框等与行走平面存在一定角度的待清洁面无法进行清洁，同时，现阶段的跨障机器人对于跨障后清洁面的衔接无法完成，导致存在一定的清洁死角，针对上述问题，提出了本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洁机器人清洁组件及清洁机器人，提供了一种设置在机器人前侧且能够摆动的清洁组件，能够对与行走平面存在一定角度的待清洁面进行清洁，并且还能在机器人跨障后对待清洁面进行快速衔接，尽量避免清洁死角。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的。

本实用新型的一种清洁机器人清洁组件，包括滚刷、滚刷电机、供水组件、刮条组件和滚刷提升组件，所述滚刷安装在滚刷支撑架上，所述滚刷电机与所述滚刷连接，所述刮条组件安装在所述滚刷支撑架上，所述刮条组件中包括刮条，所述刮条设置在所述滚刷行进方向的后侧，所述滚刷提升组件与所述滚刷支撑架连接，用于使所述滚刷支撑架摆动。

进一步地，所述滚刷提升组件包括至少两个提升舵机，其中一个提升舵机与所述滚刷支撑架连接，两个所述提升舵机相连接，形成关节结构。

进一步地，所述滚刷提升组件至少设置两组。

进一步地，两个所述提升舵机均安装在提升舵机U型支架上，其中一个提升舵机与所述滚刷支撑架连接，为前侧舵机，另一个提升舵机与前侧舵机的提升舵机U型支架连接。

进一步地，所述刮条组件还包括刮条高度调节件，所述刮条高度调节件与所述刮条连接。

进一步地，所述刮条组件还包括刮条固定件，所述刮条可拆卸的安装在所述刮条固定件上，所述刮条高度调节件与所述刮条固定件连接。

进一步地，所述刮条高度调节件包括导杆，所述导杆一端与所述刮条固定件连接，所述导杆滑动安装在连接座上，所述导杆上套设有弹性件，所述连接座与固定座连接。

进一步地，所述固定座上设有长孔，所述连接座通过螺栓安装在所述长孔处。

进一步地，所述供水组件和所述刮条组件分别设置在所述滚刷的前后两侧。

一种清洁机器人，包括机体、行走运动机构和上述的清洁机器人清洁组件。

本实用新型的有益效果：

设置了舵机提升控制滚刷，能有效清洁窗框两侧边缘的死角污渍，使清洁卫生更加彻底。并且滚刷提升组件中设有通过两个提升舵机组成的关节结构，能够使滚刷在更大的范围内进行角度、高度调整，适应复杂的清洁面状况，在机器人进行跨障时，通过角度的调整，对障碍后的待清洁面进行及时的衔接，实现机器人跨障的同时对障碍后待清洁面进行清洁，避免清洁死角的产生，达到更好的清洁效果。

附图说明

为了更清楚地说明实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的一种爬壁清洁机器人的整体结构示意图；

图2为行走运动机构结构示意图；

图3为清洁组件结构示意图；

图4为刮条组件结构示意图；

图5为气路***结构示意图；

图6为安全保护装置结构示意图；

图7为机器人跨障流程图。

具体实施方式

下面结合图1-7对本实用新型进行详细说明。

本清洁组件可适用于爬壁清洁机器人，也适用于地面清洁机器人，以下实施例以爬壁清洁机器人为例。

本实用新型的一种爬壁清洁机器人，如图1，包括外壳(图中未示出)，机体1、行走运动机构7、清洁组件3、控制***5和气路***8，所述机体1由上机体1-1和下机体1-2通过销钉1-3紧固连接，控制***5设置在机体1上，是机器人的控制大脑，由传感器5-1、控制面板5-2、线路5-3组成，控制机器人的各种动作；传感器5-1包括红外测距和超声测距传感器，控制面板5-2上设有通讯组件与遥控器连接，如WIFI通信模块、蓝牙通信模块或红外线通信模块等，所述行走运动机构7和清洁组件3均安装在所述机体1上，所述行走运动机构7至少设置六组且对称分布在所述机体1的两侧，每两个为一组，依次为前关节腿、中间关节腿和后关节腿，如图2，所述行走运动机构7包括抬臂舵机7-1，所述抬臂舵机7-1安装在所述机体1上，所述抬臂舵机7-1与舵机连接臂7-2连接，所述舵机连接臂7-2上安装有关节舵机7-3，所述关节舵机7-3与关节支撑架7-4连接，通过所述抬臂舵机7-1和关节舵机7-3实现舵机连接臂7-2和所述关节支撑架7-4的上下摆动，进而实现对机体1高度的调节，所述关节支撑架7-4上安装有行走组件，所述行走组件包括吸盘组件和驱动轮组件，所述气路***8与所述吸盘组件连接。

机体1上可设置有电池模块进行供电，另外机器人也可采用外接电源实现供电。

具体的，所述驱动轮组件包括旋转组件和滚轮组件，所述滚轮组件用于实现行走驱动，所述旋转组件用于驱动所述滚轮组件方向调整。如图2，滚轮组件包括电机安装架7-10、滚轮7-12和轮毂电机7-11，滚轮7-12和轮毂电机7-11均安装在电机安装架7-10上，轮毂电机7-11与滚轮7-12连接。

如图2，行走组件还包括行走支架7-7，行走支架7-7与关节支撑架7-4连接，滚轮组件和吸盘组件均安装在行走支架7-7上。

如图2，旋转组件包括旋转舵机7-5，旋转舵机7-5与电机安装架7-10连接，为了实现效率更高的传动，以及起到保护舵机免受由滚轮与玻璃接触所带来的轴向力的冲击、充分发挥舵机的作用的效果，旋转组件还包括齿轮组件7-6，旋转舵机7-5和齿轮组件7-6嵌套在关节支撑架7-4内，旋转舵机7-5通过齿轮组件7-6与电机安装架7-10连接。

可选的，旋转舵机7-5和齿轮组件7-6也可安装在行走支架7-7上。

优选地，吸盘组件至少设置两组。

吸盘组件包括吸盘安装架7-8和真空吸盘7-9，吸盘安装架7-8安装在行走支架7-7上，如图2，两个吸盘安装架7-8分别设置在行走支架7-7的两个侧面，滚轮组件位于两个真空吸盘7-9之间，使机器人在玻璃幕墙上行走时受力均匀，行走平稳，空气过滤器8-4与设置在机器人机体上的真空泵8-4连接，空气过滤器8-4与真空吸盘7-9连接。

优选地，行走支架7-7与吸盘安装架7-8之间设有高度调整结构，用于实现调整真空吸盘7-9与行走支架7-7之间的高度差，进而对滚轮7-12的离地高度实现调整，具体的，如图2，高度调整结构包括设置在吸盘安装架7-8上的腰形孔7-81和螺栓，螺栓穿过吸盘安装架7-8上的腰形孔7-81旋入行走支架7-7上的螺栓孔中，实现对吸盘安装架的固定，调整滚轮7-12的离地高度时，旋松螺栓，调整吸盘安装架7-8与行走支架7-7之间的相对高度即可。

如图3，所述清洁组件3包括滚刷3-7、滚刷电机3-5、供水组件3-8和刮条组件3-9，所述清洁组件3还包括滚刷提升组件，所述滚刷提升组件用于调整所述滚刷3-7与所述机体1之间的角度。

如图3，滚刷提升组件包括提升舵机3-3，具体的，清洁组件3包括机体连接件3-1、提升舵机U型支架3-2、滚刷支撑架3-4、滚刷电机3-5、传动齿轮组3-6、滚刷3-7、供水组件3-8、刮条组件3-9；所述机体连接件3-1与上机体1-1和下机体1-2紧固，两侧分别通过提升舵机U型支架3-2与提升舵机3-3连接；所述提升舵机3-3再通过提升舵机U型支架3-2连接另两组提升舵机3-3；所述提升舵机3-3与滚刷支撑架3-4连接，完成滚刷3-7的提升和摆动；所述滚刷支撑架3-4中部安装滚刷电机3-5，滚刷3-7的转轴与传动齿轮组3-6连接，滚刷电机3-5通过传动齿轮组3-6带动滚刷3-7旋转。供水组件3-8和刮条组件3-9分别固定在滚刷支撑架3-4的前、后端。

供水组件3-8为沿滚刷长度方向设置的若干个喷头，储水箱可设置在机体1上，或者通过长管与外设储水箱连接，储水箱中设置泵体，泵体通过管道与喷头连接。

可选的，供水组件3-8还可设置在滚刷3-7的内部，滚刷3-7为筒形刷，如通过硬管从滚刷一侧开口进入，硬管上设有若干个喷水口。直接将水喷入滚刷中，避免较多水沿玻璃向下流动造成造费。

优选地，如图4，所述刮条组件3-9包括刮条3-9-1、刮条固定件3-9-2和刮条高度调节件3-9-3，所述刮条高度调节件3-9-3与所述刮条固定件3-9-2连接，所述刮条3-9-1安装在所述刮条固定件3-9-2上，刮条组件3-9安装在滚刷支撑架3-4后端，用于刮净玻璃表面的水渍，刮条高度调节件3-9-3可通过设置弹性件如弹簧、弹性块等实现自动高度调节，如图4，在刮条固定件3-9-2与转接板之间设置弹簧，并在弹簧中设置导向杆，导向杆可在转接板的孔中滑动，从而使弹簧对刮条固定件3-9-2施加压力，使刮条3-9-1始终保持与玻璃抵接，或者通过在转接板上设置腰形长孔(类似上述吸盘安装架7-8的高度调整结构)，通过调整刮条固定件3-9-2的安装位置实现高度调节。具体的，所述刮条高度调节件3-9-3包括导杆3-9-31，所述导杆3-9-31一端与所述刮条固定件3-9-2连接，所述导杆3-9-31滑动安装在连接座3-9-33上，所述导杆3-9-31上套设有弹性件3-9-30，所述连接座3-9-33与固定座3-9-32连接。

如图5，每组关节腿对应一组气路***8，气路***8包括真空泵8-1、直动式电磁阀8-2、数显气压表8-3、十空气过滤器8-4、气管8-5和气管接头8-6组成；所述真空泵8-1固定在上机体1-1，为无刷隔膜泵，能同时给四支气路抽真空；所述直动式电磁阀8-2固定在上机体1-1，在气路中起到快速破真空的功能；所述数显气压表8-3固定在机体1两侧，能实时显示各支气路中的负压值并将数据通过控制组件传输到遥控器上供用户实时查看；所述空气过滤器8-4固定在吸盘安装架7-8上，通过气管8-5与真空吸盘7-9连接，并为管路提供清洁空气；各气路元器件之间通过气管8-5及气管接头8-6连接。

可选地，如图6，所述机体1上设有安全保护装置6，所述安全保护装置6包括卸扣环6-1；所述卸扣环6-1安装在机体1后端，安全绳6-2与建筑物固定好后，通过挂钩6-3与卸扣环6-1牢牢连接，达到防坠落效果。

如图7，多足跨障爬壁机器人在平面玻璃幕墙上工作时，12只真空吸盘7-9同时吸附在玻璃幕墙表面，滚轮7-12与玻璃幕墙表面有正压力接触，机体1重心姿态靠近工作面；通过控制提升舵机3-3的姿态，滚刷3-7与玻璃幕墙接触，同时滚刷3-7在滚刷电机3-5的驱动下高速旋转，供水组件3-8往玻璃幕墙表面喷水，清洁工作开始；在轮毂电机7-11的驱动下，滚轮7-12克服与玻璃幕墙表面的摩擦力转动，驱使机器人沿幕墙往下运动，持续不断的清洁玻璃幕墙；当滚刷触碰到窗框时，传感器5-1传递信号给控制***5，六条行走运动机构7在收到信号后，共同作用抬高机体1，做好跨障准备；此时，前面两条行走运动机构7的真空吸盘7-9在直动式电磁阀4-2的作用下破真空，并迅速抬起跨越所感应高度的窗框，滚刷3-7在越过窗框后，通过提升舵机3-3的作用，下放至与下一片玻璃幕墙接触，并开始清洗；当前面两条行走运动机构7跨障完毕，并吸住下一片玻璃后，中间行走运动机构7开始破真空并跨越窗框，后面两条行走运动机构7同样在中间行走运动机构7吸住下一片玻璃后开始破真空并跨越窗框；当所有行走运动机构7跨越窗框至同一片玻璃后，控制***5发送指令，所有行走运动机构7同时作用，放低机体1的重心，同时提升舵机3-3跟随作用于滚刷3-7降低高度，让机器人回至最初姿态，以缩小机体1重心与玻璃面的距离，减小倾覆力矩，降低机器人跌落的风险。

具体步骤如下：

S1：正常清洁：依靠关节腿上的真空吸盘产生的吸附力，机身重心贴近玻璃表面而吸附，滚轮状态如图1，此时滚轮转动中心与机器人前进方向延长线垂直(与机体长度方向中心线垂直)，在滚轮的驱动下向前行进；滚刷与清洁表面预压接触，在滚刷电机的带动下快速旋转，同时跟随机身前行，不断清洁玻璃表面；

S2：遇到障碍：当安装在机器人身上的传感器给出前方有障碍的信号后，控制***会计算障碍物的高度和宽度，并在滚刷首次触碰障碍物的同时，下达跨障的命令，旋转舵机控制所有滚轮旋转90度，如图2，使滚轮转动中心与机器人前进方向延长线平行；

S3：准备跨障：关节舵机控制各关节腿抬升机身，达到跨越障碍的高度后，旋转舵机控制所有滚轮90度复位，保持行进姿态，此时滚刷清洁机构跟随机身抬升；

S4：前关节腿跨障：2条前关节腿在即将触碰障碍前，真空吸盘破腔，迅速抬起双腿，在中间关节腿和后关节腿的驱动下继续前行；

S5：滚刷跨障：当滚刷清洁机构处的传感器感应到滚刷清洁机构越过障碍后，滚刷舵机执行命令，将滚刷降低，直至滚刷接触下一片玻璃表面，开始清洗作业；

S6：前关节腿跨障完成：随着机器人的前行，当前关节腿收到越过障碍的信号后，2条前关节腿下放至滚轮与下一片玻璃面接触并驱动机器人前行；

S7：中间关节腿跨障：2条中间关节腿在即将触碰障碍前，真空吸盘破腔，迅速抬起双腿，在前关节腿和后关节腿的驱动下继续前行；中间关节腿收到越过障碍的信号后，滚轮下放至与下一片玻璃面接触并驱动机器人前行；

S8：后关节腿跨障：2条后关节腿在即将触碰障碍前，真空吸盘破腔，迅速抬起双腿，在前关节腿和中间关节腿的驱动下继续前行；后关节腿收到越过障碍的信号后，滚轮下放至与下一片玻璃面接触并驱动机器人前行；

S9：跨障完成：全部关节腿跨越障碍后，控制***给出信号，所有旋转舵机控制所有滚轮旋转90度，机身下降至正常清洁高度；此时滚刷舵机根据机身的高度，不断调整姿态，保证滚刷与玻璃面的预压接触；

S10：恢复正常清洁：机身和滚刷清洁机构恢复位置后，所有滚轮90度复位，保持行进姿态，继续行走清洁直至完成该片玻璃；

进一步，所述S1流程中，真空泵持续工作，将真空吸盘内部抽真空；滚刷与清洁表面预压距离根据毛的柔软程度设置在2-4mm。

进一步，所述S1流程中，滚刷电机为无刷电机，并设置减速传动齿轮组。

进一步，所述S2流程中，两侧各关节腿的滚轮均向车体内侧旋转90度；此步目的防止在提升过程中，两腿回缩或伸展的时候，机身拖拽真空吸盘和滚轮，造成不必要的磨损。

进一步，所述S3流程中，机身抬升高度以行走轮最低点为基准。

进一步，所述S4流程中，通过直动式电磁阀的电控制气路***，让2条前关节腿的4个真空吸盘同时破腔。

进一步，所述S5流程中，4个滚刷舵机联合作用，保证滚刷清洁机构与清洁面的相对位置，确保刮条一直能刮水。

进一步，所述S6、S7、S8流程中，前关节腿与玻璃接触前，直动式电磁阀失电，保证真空吸盘工作。

进一步，所述S9流程中，机身下降至正常清洁高度，机身重心贴近玻璃表面，其目的是保证倾覆力矩足够小，降低机器人跌落的风险。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：包括滚刷(3-7)、滚刷电机(3-5)、供水组件(3-8)、刮条组件(3-9)和滚刷提升组件，所述滚刷(3-7)安装在滚刷支撑架(3-4)上，所述滚刷电机(3-5)与所述滚刷(3-7)连接，所述刮条组件(3-9)安装在所述滚刷支撑架(3-4)上，所述刮条组件(3-9)中包括刮条(3-9-1)，所述刮条设置在所述滚刷(3-7)行进方向的后侧，所述滚刷提升组件与所述滚刷支撑架(3-4)连接，用于使所述滚刷支撑架(3-4)摆动。

2.根据权利要求1所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述滚刷提升组件包括至少两个提升舵机(3-3)，其中一个提升舵机(3-3)与所述滚刷支撑架(3-4)连接，两个所述提升舵机(3-3)相连接，形成关节结构。

3.根据权利要求2所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述滚刷提升组件至少设置两组。

4.根据权利要求2或3所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：两个所述提升舵机(3-3)均安装在提升舵机U型支架(3-2)上，其中一个提升舵机(3-3)与所述滚刷支撑架(3-4)连接，为前侧舵机，另一个提升舵机(3-3)与前侧舵机的提升舵机U型支架(3-2)连接。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述刮条组件(3-9)还包括刮条高度调节件(3-9-3)，所述刮条高度调节件(3-9-3)与所述刮条(3-9-1)连接。

6.根据权利要求5所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述刮条组件(3-9)还包括刮条固定件(3-9-2)，所述刮条(3-9-1)可拆卸的安装在所述刮条固定件(3-9-2)上，所述刮条高度调节件(3-9-3)与所述刮条固定件(3-9-2)连接。

7.根据权利要求6所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述刮条高度调节件(3-9-3)包括导杆(3-9-31)，所述导杆(3-9-31)一端与所述刮条固定件(3-9-2)连接，所述导杆(3-9-31)滑动安装在连接座(3-9-33)上，所述导杆(3-9-31)上套设有弹性件(3-9-30)，所述连接座(3-9-33)与固定座(3-9-32)连接。

8.根据权利要求7所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述固定座(3-9-32)上设有长孔，所述连接座(3-9-33)通过螺栓安装在所述长孔处。

9.根据权利要求1-3、6-8中任意一项所述的一种清洁机器人清洁组件，其特征在于：所述供水组件(3-8)和所述刮条组件(3-9)分别设置在所述滚刷(3-7)的前后两侧。

10.一种清洁机器人，其特征在于：包括机体、行走运动机构和权利要求1-9中任意一项所述的清洁机器人清洁组件。

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