一种自动擦拭黑板的机器人的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动擦拭黑板的机器人。

背景技术：

黑板、粉笔在学校、培训机构仍大量使用，而且书写后都是靠教师手工擦拭，擦拭的过程中会产生大量的粉尘，粉尘弥漫于空气中会严重污染教学环境，同时也会影响教学设备的使用寿命并损害师生健康。

另外，黑板在使用一段时间后，会产生粉垢，需要人工水洗，否则会影响书写及显示质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种自动擦拭黑板的机器人，该自动擦拭黑板的机器人能够自动地实现黑板擦拭、清洁处理，结构设计新颖、自动化程度高，一方面能够有效地减轻教师或者学生的工作量，另一方面能够有效地改善教学环境。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

一种自动擦拭黑板的机器人，包括有用于固定黑板的固定安装架，固定安装架的上端部于黑板的前端侧装设有黑板自动擦拭清洁组件，黑板自动擦拭清洁组件包括有活动安装架，活动安装架包括有呈竖向布置的安装架竖板，安装架竖板的上端部螺装有呈水平横向布置的上端安装架横板，安装架竖板的下端部螺装有呈水平横向布置且位于上端安装架横板正下方的下端安装架横板，上端安装架横板与下端安装架横板之间装设有行走驱动机构、自动擦拭机构、毛刷清洁机构；

行走驱动机构包括有呈竖向布置的行走驱动转轴，行走驱动转轴的上端部可相对转动地装设于上端安装架横板，行走驱动转轴的下端部可相对转动地装设于下端安装架横板，上端安装架横板对应行走驱动转轴装设有行走驱动电机，行走驱动电机的动力输出轴与行走驱动转轴驱动连接，行走驱动转轴的上端部、下端部分别装设有行走驱动齿轮，固定安装架对应各行走驱动齿轮分别装设有呈水平横向布置的行走驱动齿条，各行走驱动齿轮分别与相应侧的行走驱动齿条相啮合；

自动擦拭机构包括有呈竖向布置的擦拭驱动转轴，擦拭驱动转轴的上端部可相对转动地装设于上端安装架横板，擦拭驱动转轴的下端部可相对转动地装设于下端安装架横板，上端安装架横板对应擦拭驱动转轴装设有擦拭驱动电机，擦拭驱动电机的动力输出轴与擦拭驱动转轴驱动连接，擦拭驱动转轴的外围套卡有偏心安装块，偏心安装块装设有呈竖向布置的黑板擦拭条；

毛刷清洁机构包括有位于上端安装架横板与下端安装架横板之间且呈竖向布置的清洁毛刷，清洁毛刷的上端侧于上端安装架横板下方装设有上端活动座，清洁毛刷的下端侧于下端安装架横板上方装设有下端活动座，清洁毛刷的上端部、下端部分别可相对转动地装设于相应侧的上端活动座、下端活动座，上端安装架横板的下端侧对应上端活动座可相对左右水平活动地装设有上端齿条安装板，上端齿条安装板螺装有上端活动齿条，上端活动座开设有呈倾斜延伸的上端斜槽，上端齿条安装板对应上端斜槽装设有上端驱动块，上端驱动块嵌插于上端活动座的上端斜槽内；下端安装架横板的上端侧对应下端活动座可相对左右水平活动地装设有下端齿条安装板，下端齿条安装板螺装有下端活动齿条，下端活动座开设有呈倾斜延伸的下端斜槽，下端齿条安装板对应下端斜槽装设有下端驱动块，下端驱动块嵌插于下端活动座的下端斜槽内；上端安装架横板与下端安装架横板之间还装设有毛刷移动驱动转轴，毛刷移动驱动转轴的上端部、下端部分别可相对转动地装设于相应侧上端安装架横板、下端安装架横板，毛刷移动驱动转轴的上端部套卡有上端驱动齿轮，毛刷移动驱动转轴的下端部套卡有下端驱动齿轮，上端驱动齿轮与上端活动齿条相啮合，下端驱动齿轮与下端活动齿条相啮合，上端安装架横板装设有毛刷移动驱动电机，毛刷移动驱动电机的动力输出轴与毛刷移动驱动转动驱动连接；上端安装架横板可相对活动地装设有与上端活动座同步移动的活动电机安装座，活动电机安装座装设有清洁驱动电机，清洁驱动电机的动力输出轴与清洁毛刷驱动连接；

上端安装架横板与下端安装架横板之间还装设有通过抽风管与抽风机连接的吸尘罩、通过输水软管与高压水泵连接的喷水管，吸尘罩的上端部、下端部分别装设于相应侧的上端安装架横板、下端安装架横板，喷水管的上端部、下端部分别与相应侧的上端安装架横板、下端安装架横板连接，喷水管开设有沿着喷水管的长度方向依次间隔布置且朝黑板侧喷水的喷水孔。

其中，所述活动安装架与所述固定安装架之间装设有第一直线导轨副，第一直线导轨副包括有螺装于固定安装架且沿着左右方向水平延伸的第一导轨、螺装于所述安装架竖板的第一滑块，第一滑块与第一导轨相配合。

其中，所述上端齿条安装板与所述上端安装架横板之间、所述下端齿条安装板与所述下端安装架横板之间分别装设有第二直线导轨副，各第二直线导轨副分别包括有螺装于相应侧的上端安装架横板、下端安装架横板的第二导轨以及螺装于相应侧的上端齿条安装板、下端齿条安装板的第二滑块，各第二滑块分别与相应侧的第二导轨相配合。

其中，所述上端活动座与所述上端安装架横板之间、所述下端活动座与所述下端安装架横板之间分别装设有第三直线导轨副，各第三直线导轨副分别包括有螺装于相应侧的上端安装架横板、下端安装架横板且沿着前后方向水平延伸的第三导轨以及螺装于相应侧的上端活动座、下端活动座的第三滑块，各第三滑块分别与相应侧的第三导轨相配合。

其中，所述活动电机安装座与所述上端安装架横板之间装设有第四直线导轨副，第四直线导轨副包括有螺装于上端安装架横板且沿着前后方向水平延伸的第四导轨，活动电机安装座对应第四导轨螺装有第四滑块，第四滑块与第四导轨相配合。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的一种自动擦拭黑板的机器人，其固定安装架上端部于黑板前端侧装设黑板自动擦拭清洁组件，黑板自动擦拭清洁组件包括活动安装架，活动安装架包括安装架竖板及上、下端安装架横板，上、下端安装架横板之间装设行走驱动机构、自动擦拭机构、毛刷清洁机构、吸尘罩、喷水管；行走驱动机构包括行走驱动转轴、行走驱动电机、行走驱动齿轮、行走驱动齿条，自动擦拭机构包括擦拭驱动转轴、擦拭驱动电机、偏心安装块、黑板擦拭条，毛刷清洁机构包括清洁毛刷、上端活动座、下端活动座、上端齿条安装板、下端齿条安装板、上端驱动块、下端驱动块、毛刷移动驱动转轴、上端驱动齿轮、下端驱动齿轮、毛刷移动驱动电机、活动电机安装座、清洁驱动电机。通过上述结构设计，本实用新型能够自动地实现黑板擦拭、清洁处理，结构设计新颖、自动化程度高，一方面能够有效地减轻教师或者学生的工作量，另一方面能够有效地改善教学环境。

附图说明

下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为本实用新型的黑板自动擦拭清洁组件的结构示意图。

图4为本实用新型的黑板自动擦拭清洁组件另一视角的结构示意图。

图5为本实用新型的黑板自动擦拭清洁组件的局部放大示意图。

图6为本实用新型的黑板自动擦拭清洁组件另一视角的局部放大示意图。

在图1至图6中包括有：

1——固定安装架 2——活动安装架

21——安装架竖板 22——上端安装架横板

23——下端安装架横板 3——行走驱动机构

31——行走驱动转轴 32——行走驱动电机

33——行走驱动齿轮 34——行走驱动齿条

4——自动擦拭机构 41——擦拭驱动转轴

42——擦拭驱动电机 43——偏心安装块

44——黑板擦拭条 5——毛刷清洁机构

51——清洁毛刷 521——上端活动座

5211——上端斜槽 522——下端活动座

5221——下端斜槽 531——上端齿条安装板

532——下端齿条安装板 541——上端活动齿条

542——下端活动齿条 551——上端驱动块

552——下端驱动块 56——毛刷移动驱动转轴

571——上端驱动齿轮 572——下端驱动齿轮

58——毛刷移动驱动电机 591——活动电机安装座

592——清洁驱动电机 6——吸尘罩

61——抽风管 7——喷水管

811——第一导轨 812——第一滑块

821——第二导轨 822——第二滑块

831——第三导轨 832——第三滑块

841——第四导轨 842——第四滑块

100——黑板。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本实用新型进行说明。

如图1至图6所示，一种自动擦拭黑板的机器人，包括有用于固定黑板100的固定安装架1，固定安装架1的上端部于黑板100的前端侧装设有黑板自动擦拭清洁组件，黑板自动擦拭清洁组件包括有活动安装架2，活动安装架2包括有呈竖向布置的安装架竖板21，安装架竖板21的上端部螺装有呈水平横向布置的上端安装架横板22，安装架竖板21的下端部螺装有呈水平横向布置且位于上端安装架横板22正下方的下端安装架横板23，上端安装架横板22与下端安装架横板23之间装设有行走驱动机构3、自动擦拭机构4、毛刷清洁机构5。

进一步的，行走驱动机构3包括有呈竖向布置的行走驱动转轴31，行走驱动转轴31的上端部可相对转动地装设于上端安装架横板22，行走驱动转轴31的下端部可相对转动地装设于下端安装架横板23，上端安装架横板22对应行走驱动转轴31装设有行走驱动电机32，行走驱动电机32的动力输出轴与行走驱动转轴31驱动连接，行走驱动转轴31的上端部、下端部分别装设有行走驱动齿轮33，固定安装架1对应各行走驱动齿轮33分别装设有呈水平横向布置的行走驱动齿条34，各行走驱动齿轮33分别与相应侧的行走驱动齿条34相啮合。

更进一步的，自动擦拭机构4包括有呈竖向布置的擦拭驱动转轴41，擦拭驱动转轴41的上端部可相对转动地装设于上端安装架横板22，擦拭驱动转轴41的下端部可相对转动地装设于下端安装架横板23，上端安装架横板22对应擦拭驱动转轴41装设有擦拭驱动电机42，擦拭驱动电机42的动力输出轴与擦拭驱动转轴41驱动连接，擦拭驱动转轴41的外围套卡有偏心安装块43，偏心安装块43装设有呈竖向布置的黑板擦拭条44。

另外，毛刷清洁机构5包括有位于上端安装架横板22与下端安装架横板23之间且呈竖向布置的清洁毛刷51，清洁毛刷51的上端侧于上端安装架横板22下方装设有上端活动座521，清洁毛刷51的下端侧于下端安装架横板23上方装设有下端活动座522，清洁毛刷51的上端部、下端部分别可相对转动地装设于相应侧的上端活动座521、下端活动座522，上端安装架横板22的下端侧对应上端活动座521可相对左右水平活动地装设有上端齿条安装板531，上端齿条安装板531螺装有上端活动齿条541，上端活动座521开设有呈倾斜延伸的上端斜槽5211，上端齿条安装板531对应上端斜槽5211装设有上端驱动块551，上端驱动块551嵌插于上端活动座521的上端斜槽5211内；下端安装架横板23的上端侧对应下端活动座522可相对左右水平活动地装设有下端齿条安装板532，下端齿条安装板532螺装有下端活动齿条542，下端活动座522开设有呈倾斜延伸的下端斜槽5221，下端齿条安装板532对应下端斜槽5221装设有下端驱动块552，下端驱动块552嵌插于下端活动座522的下端斜槽5221内；上端安装架横板22与下端安装架横板23之间还装设有毛刷移动驱动转轴56，毛刷移动驱动转轴56的上端部、下端部分别可相对转动地装设于相应侧上端安装架横板22、下端安装架横板23，毛刷移动驱动转轴56的上端部套卡有上端驱动齿轮571，毛刷移动驱动转轴56的下端部套卡有下端驱动齿轮572，上端驱动齿轮571与上端活动齿条541相啮合，下端驱动齿轮572与下端活动齿条542相啮合，上端安装架横板22装设有毛刷移动驱动电机58，毛刷移动驱动电机58的动力输出轴与毛刷移动驱动转动驱动连接；上端安装架横板22可相对活动地装设有与上端活动座521同步移动的活动电机安装座591，活动电机安装座591装设有清洁驱动电机592，清洁驱动电机592的动力输出轴与清洁毛刷51驱动连接。

需进一步指出，上端安装架横板22与下端安装架横板23之间还装设有通过抽风管61与抽风机连接的吸尘罩6、通过输水软管与高压水泵连接的喷水管7，吸尘罩6的上端部、下端部分别装设于相应侧的上端安装架横板22、下端安装架横板23，喷水管7的上端部、下端部分别与相应侧的上端安装架横板22、下端安装架横板23连接，喷水管7开设有沿着喷水管7的长度方向依次间隔布置且朝黑板100侧喷水的喷水孔。

在本实用新型工作过程中，黑板自动擦拭清洁组件相对固定安装架1左右水平移动并实现黑板100擦拭清洁作业，其中，黑板自动擦拭清洁组件通过行走驱动机构3来实现左右水平移动驱动。在行走驱动机构3工作过程中，行走驱动电机32的动力输出轴驱动行走驱动转轴31转动，行走驱动转轴31带动各行走驱动齿轮33同步转动，由于各行走驱动齿轮33分别与相应侧的行走驱动齿条34相啮合，在行走驱动齿轮33转动的情况下，整个黑板自动擦拭清洁组件沿着行走驱动齿条34左右移动。其中，为保证左右移动的平稳可靠性，活动安装架2与固定安装架1之间装设有第一直线导轨副，第一直线导轨副包括有螺装于固定安装架1且沿着左右方向水平延伸的第一导轨811、螺装于安装架竖板21的第一滑块812，第一滑块812与第一导轨811相配合。

在利用自动擦拭机构4对黑板100进行擦拭作业的过程中，擦拭驱动电机42的动力输出轴驱动擦拭驱动转轴41转动，转动的擦拭驱动转轴41带动偏心安装块43转动一定角度，转动的偏心安装块43带动黑板擦拭条44摆动一定角度，以使得黑板擦拭条44与黑板100的表面接触，在黑板自动擦拭清洁组件左右移动的过程中，与黑板100表面接触的黑板擦拭条44完成擦拭动作；当黑板100擦拭完毕后，擦拭驱动电机42反转并通过擦拭驱动转轴41带动偏心安装块43复位，以使得擦拭条脱离黑板100表面。

另外，对于本实用新型的毛刷清洁机构5而言，毛刷移动驱动电机58驱动毛刷移动驱动转轴56转动，毛刷移动驱动转轴56带动上端驱动齿轮571、下端驱动齿轮572同步转动，由于上端驱动齿轮571与上端活动齿条541相啮合且下端驱动齿轮572与下端活动齿条542相啮合，在上端驱动齿轮571、下端驱动齿轮572转动的情况下，上端活动齿条541、下端活动齿条542同步左右移动，其中，上端活动齿条541带动上端齿条安装板531、上端驱动块551同步左右移动，下端活动齿条542带动下端齿条安装板532、下端驱动块552同步左右移动，左右移动的上端驱动块551沿着上端斜槽5211移动并驱动上端活动座521前后移动，同样的，左右移动的下端驱动块552沿着下端斜槽5221移动并驱动下端活动座522前后移动；当上端活动座521、下端活动座522同步朝后移动时，上端活动座521、下端活动座522带着清洁毛刷51朝后移动并使得清洁毛刷51接触黑板100表面；当上端活动座521、下端活动座522同步朝前移动时，上端活动座521、下端活动座522带着清洁毛刷51朝前移动并使得清洁毛刷51脱离黑板100表面。当需要通过毛刷清洁机构5对黑板100表面进行清洁处理时，毛刷移动驱动电机58启动并驱动清洁毛刷51接触黑板100表面，且清洁驱动电机592的动力输出轴带动清洁毛刷51转动，转动的清洁毛刷51能够有效地对黑板100表面进行清洁；当黑板100表面清洁完毕后，毛刷移动驱动电机58驱动清洁毛刷51脱离黑板100表面。需进一步解释，为保证上端齿条安装板531、下端齿条安装板532、上端活动座521、下端活动座522平稳地移动，本实用新型采用下述导向结构设计，具体的：上端齿条安装板531与上端安装架横板22之间、下端齿条安装板532与下端安装架横板23之间分别装设有第二直线导轨副，各第二直线导轨副分别包括有螺装于相应侧的上端安装架横板22、下端安装架横板23的第二导轨821以及螺装于相应侧的上端齿条安装板531、下端齿条安装板532的第二滑块822，各第二滑块822分别与相应侧的第二导轨821相配合；上端活动座521与上端安装架横板22之间、下端活动座522与下端安装架横板23之间分别装设有第三直线导轨副，各第三直线导轨副分别包括有螺装于相应侧的上端安装架横板22、下端安装架横板23且沿着前后方向水平延伸的第三导轨831以及螺装于相应侧的上端活动座521、下端活动座522的第三滑块832，各第三滑块832分别与相应侧的第三导轨831相配合；活动电机安装座591与上端安装架横板22之间装设有第四直线导轨副，第四直线导轨副包括有螺装于上端安装架横板22且沿着前后方向水平延伸的第四导轨841，活动电机安装座591对应第四导轨841螺装有第四滑块842，第四滑块842与第四导轨841相配合。

需进一步指出，在本实用新型工作过程中，吸尘罩6通过抽风管61与抽风机连接，在擦拭黑板100的过程中，擦拭过程中所产生的粉尘在负压作用下而吸附进入至吸尘罩6内，且最终收集到相应的集中箱内。

另外，在本实用新型工作过程中，当需要对黑板100表面进行清洗时，高压水泵通过输水软管往喷水管7供水，进入至喷水管7内的水最终经由相应的喷水孔喷到黑板100表面。

综合上述情况可知，通过上述结构设计，本实用新型能够自动地实现黑板100擦拭、清洁处理，结构设计新颖、自动化程度高，一方面能够有效地减轻教师或者学生的工作量，另一方面能够有效地改善教学环境。

基金项目：广东攀登计划项目“一种自动擦拭黑板的机器人”资助（编号：pdjh2016b0801）。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。