本发明涉及一种户外led屏幕的清洗装置。
背景技术：
随着城市建设进程的不断发展，户外led显示屏为传播媒体的广告新载体越来越多的得到运用。户外led显示屏能给城市形象带来一定的提升，广告形式也灵活多样。
户外led显示屏在长期使用过程中，屏幕表面容易积灰，需要对灰尘进行清理，而目前基本上都是人工清灰，工人捆上安全带悬掉在户外，手持毛刷等清洁工具进行清洁，一方面存在安全隐患，另一方面清灰成本较高、效率也较低。
技术实现要素：
为克服以上不足，本发明提供了一种户外led屏幕自动清灰机。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种户外led屏幕自动清灰机，包括：
清灰组件，包括行星齿轮组、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一电机和清灰刷盘；所述行星齿轮组包括一个主动齿轮、三个从动齿轮和一个齿圈，主动齿轮位于三个从动齿轮的中央，三个从动齿轮均与主动齿轮啮合且绕主动齿轮均匀分布，齿圈啮合于三个从动齿轮的外围；所述齿圈的上方盖设有顶板，下方盖设有底板，齿圈可在顶板、底板之间自由转动；所述主动齿轮的中心固定有第一转轴，第一转轴的底端为自由端，顶端贯穿所述的顶板后与所述的第一锥齿轮固定连接，在贯穿处，第一转轴通过第一轴承与顶板连接；所述的第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，第二锥齿轮固定于所述第一电机的输出轴上，第一电机固定于所述顶板的上方；所述从动齿轮的中心固定有第二转轴，第二转轴的顶端通过第二轴承连接于顶板的内壁上，底端贯穿所述的底板后与所述的清灰刷盘固定连接，且在贯穿处，第二转轴通过第三轴承与底板连接；所述清灰刷盘的底部设置有清灰毛刷，该清灰毛刷直接作用于led屏幕的表面；
清灰组件旋转机构，包括壳体、第二电机、第三锥齿轮、第四锥齿轮、第三转轴和连接架；所述的第二电机固定于所述的壳体内，第二电机的输出轴横向延伸；所述的第三锥齿轮固定于第二电机输出轴的端部；所述的第四锥齿轮啮合于第三锥齿轮的底部；第四锥齿轮固定于所述第三转轴的顶端，第三转轴竖向布置并贯穿所述壳体的底部，且在贯穿处，第三转轴通过第四轴承与壳体的底部连接；所述连接架的上部固定于所述第三转轴的底部，下部固定于所述顶板外壁上；
第一移动机构，包括丝杆、套筒、第三电机和丝杆支座；所述的丝杆呈水平布置，丝杆位于led屏幕靠外的一侧；所述的套筒外套于该丝杆上且套筒的内螺纹与丝杆的外螺纹相匹配，套筒与所述的壳体固定连接；所述第三电机的输出轴通过一联轴节与丝杆的一端固定连接，丝杆的另一端通过第五轴承安装于所述的丝杆支座上；
第二移动机构，包括两条同步带、四个同步带轮、第四电机、第一夹持装置和第二夹持装置；两条同步带呈竖直布置且分别位于led屏幕的左右两侧，每条同步带配置有两个同步带轮，其中一个同步带轮的高度高于led屏幕，另外一个同步带轮的高度低于led屏幕；所述第四电机的输出轴与其中一个同步带轮连接，用于驱动该同步带轮转动；所述的第一夹持装置夹持于其中一条同步带上，所述的第三电机通过一架体固定于第一夹持装置的上方；所述的第二夹持装置夹持于另一条同步带上，所述的丝杆支座固定于第二夹持装置的上方。
进一步的，所述顶板的上方固定有第一蓄电池，用于给第一电机提供电能；所述的壳体内固定有第二蓄电池，用于给第二电机提供电能。
进一步的，对应所述的第一蓄电池和第二蓄电池，分别在所述顶板上方连接架的外侧和所述壳体的外侧设置有第一插头和第二插头，其中，第一插头与第一蓄电池连接，第二插头与第二蓄电池连接。
进一步的，对应所述的第一插头和第二插头，在所述led屏幕的上方，第一插头、第二插头能够触及到的地方设置有插座，插座用于与第一插头、第二插头连接后分别给第一蓄电池、第二蓄电池供电。
进一步的，所述的套筒固定连接于所述壳体的正上方。
进一步的，所述齿圈内壁的上部和下部均设置有凸起的环形滑条，对应地，所述顶板和底板的外侧壁均设置有与所述环形滑条相对应的环形滑槽。
进一步的，所述第三电机和第四电机的正反转由清灰机的主控器控制。
本发明的工作原理：
第一方面：第一电机工作，通过第二锥齿轮与第一锥齿轮的啮合带动第一转轴旋转，第一转轴又带动主动齿轮旋转，主动齿轮通过其啮合关系带动周围的三个从动齿轮旋转，三个从动齿轮通过各自的第二转轴分别带动各个清灰刷盘旋转，此处，清灰刷盘的旋转为绕第二转轴轴心线的自转，清灰刷盘的自转带动其下方的清灰毛刷旋转对led屏幕进行清灰。
第二方面：在第一电机工作的同时，第二电机也工作，第二电机通过第三锥齿轮与第四锥齿轮的啮合带动第三转轴旋转，第三转轴又通过连接架带动固定于连接架下方的顶板旋转，而顶板又是通过第二轴承、第二转轴以及第三轴承与底板连为一体的，所以连接架下方的清灰组件会作为一个整体被第三转轴带动而旋转；因此，三个清灰刷盘便会绕第三转轴的轴心线公转。此处的公转叠加上述清灰刷盘的自转，可以增强清灰能力，三个清灰刷盘一边自转一边公转可增强清灰毛刷对led屏幕的作用，提高除灰能力，尤其是对一些长期附着难以清扫下的灰尘。
第三方面：第三电机的工作能通过联轴节带动丝杆旋转，丝杆的旋转又可以带动外套在丝杆上的套筒沿丝杆移动，进而带动借由壳体固定于套筒下方的清灰组件旋转机构以及清灰组件沿丝杆轴向移动，从而可以改变清灰刷盘所处的位置，以对led屏幕宽度方向的灰尘进行清理。
第四方面：当某一宽度方向上的灰尘被清理完后，可以启动第四电机，第四电机带动与之相连的同步带轮转动，同步带轮再带动对应的同步带竖向移动，同步带的竖向移动会通过第一夹持装置带动架体和固定于架体上的第三电机移动，第三电机的移动又会通过丝杆、丝杆支座以及第二夹持装置带动另一侧的同步带同步竖向移动，当丝杆竖向移动时，便可以带动清灰组件旋转机构以及清灰组件竖向移动，进而改变清灰刷盘所处的高度。
基于上述工作原理，本发明通过一系列的机械部件及机械结构，实现了户外led屏幕的自动清灰，可替代目前的人工清灰，具有清灰效率高、人力成本低的优点。
附图说明
图1为本发明中清灰组件及清灰组件旋转机构的结构示意图；
图2为图1中行星齿轮组的俯视图；
图3为图1的外形结构图；
图4为本发明运用在led屏幕上清灰时的示意图，该图为了能清楚表示各部件，所绘制的led屏幕尺寸较小；
图5为图4中左侧的同步带等部件的左视图；
图6为图4的a-a向视图；
图7为本发明工作时的一种清灰流程中，清灰组件在led屏幕上行走的路径图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1-图6所示，本发明的一种户外led屏幕自动清灰机，其包括清灰组件、清灰组件旋转机构、第一移动机构以及第二移动机构。
所述的清灰组件包括行星齿轮组11、第一锥齿轮12、第二锥齿轮13、第一电机14和清灰刷盘15。所述行星齿轮组11包括一个主动齿轮1101、三个从动齿轮1102和一个齿圈1103，主动齿轮1101位于三个从动齿轮1102的中央，三个从动齿轮1102均与主动齿轮1101啮合且绕主动齿轮1101均匀分布，齿圈1103啮合于三个从动齿轮1102的外围，如图2所示；所述齿圈1103的上方盖设有顶板1104，下方盖设有底板1105，齿圈1103可在顶板1104、底板1105之间自由转动；所述主动齿轮1101的中心固定有第一转轴1106，第一转轴1106的底端为自由端，顶端贯穿所述的顶板1104后与所述的第一锥齿轮12固定连接，在贯穿处，第一转轴1106通过第一轴承1107与顶板1104连接，即第一转轴1106相对于顶板1104可自由转动；所述的第二锥齿轮13与第一锥齿轮12啮合，第二锥齿轮13固定于所述第一电机14的输出轴上，第一电机14固定于所述顶板1104的上方；所述从动齿轮1102的中心固定有第二转轴1108，第二转轴1108的顶端通过第二轴承1109连接于顶板1104的内壁上，底端贯穿所述的底板1105后与所述的清灰刷盘15固定连接，且在贯穿处，第二转轴1108通过第三轴承1110与底板1105连接，即第二转轴1108相对于顶板1104和底板1105可自由转动；所述清灰刷盘15的底部设置有清灰毛刷1501，该清灰毛刷1501直接作用于led屏幕6的表面，从而第二转轴1108的转动可以带动清灰刷盘15随之转动，再带动清灰毛刷1501转动，对led屏幕6的表面进行清灰。
所述的清灰组件旋转机构包括壳体21、第二电机22、第三锥齿轮23、第四锥齿轮24、第三转轴25和连接架26。所述的第二电机22固定于所述的壳体21内，第二电机22的输出轴横向延伸；所述的第三锥齿轮23固定于第二电机22输出轴的端部；所述的第四锥齿轮24啮合于第三锥齿轮23的底部；第四锥齿轮24固定于所述第三转轴25的顶端，第三转轴25竖向布置并贯穿所述壳体21的底部，且在贯穿处，第三转轴25通过第四轴承27与壳体21的底部连接，即第三转轴25相对于壳体21可自由转动；所述连接架26的上部固定于所述第三转轴25的底部，下部固定于所述顶板1104外壁上,连接架26与第三转轴25、顶板1104的固定通常采用焊接方式来固定。设计时，优选为，第三转轴25的轴心线与第一转轴1106的轴心线共线。
所述第一移动机构包括丝杆31、套筒32、第三电机33和丝杆支座34。所述的丝杆31呈水平布置，丝杆31位于led屏幕6靠外的一侧，即丝杆31沿着led屏幕6的宽度方向延伸，丝杆31与led屏幕6之间具有一定距离，该距离具体视清灰组件、清灰组件旋转机构的尺寸而定；所述的套筒32外套于该丝杆31上且套筒32的内螺纹与丝杆31的外螺纹相匹配，套筒32与所述的壳体21固定连接，即套筒32的移动能通过壳体21带动整个清灰组件旋转机构和清灰组件随之移动；所述第三电机33的输出轴通过一联轴节35与丝杆31的一端固定连接，丝杆31的另一端通过第五轴承36安装于所述的丝杆支座34上。
所述第二移动机构包括两条同步带41、四个同步带轮42、第四电机43、第一夹持装置44和第二夹持装置45。两条同步带41呈竖直布置且分别位于led屏幕6的左右两侧，每条同步带41配置有两个同步带轮42，其中一个同步带轮42的高度高于led屏幕6，另外一个同步带轮42的高度低于led屏幕6；所述第四电机43的输出轴与其中一个同步带轮42连接，用于驱动该同步带轮42转动，优选连接于图中左侧顶部的同步带轮42上；所述的第一夹持装置44夹持于其中一条同步带41上，优选夹持于图中左侧的同步带41上，所述的第三电机33通过一架体46固定于第一夹持装置44的上方；所述的第二夹持装置45夹持于另一条同步带41上，所述的丝杆支座34固定于第二夹持装置45的上方。
为了给第一电机14、第二电机22提供工作所需的电源，在所述顶板1104的上方固定有第一蓄电池16，用于给第一电机14提供电能，在所述的壳体21内固定有第二蓄电池28，用于给第二电机22提供电能。对应所述的第一蓄电池16和第二蓄电池28，分别在所述顶板1104上方连接架26的外侧和所述壳体21的外侧设置有第一插头17和第二插头29，其中，第一插头17与第一蓄电池16连接，第二插头29与第二蓄电池28连接。对应所述的第一插头17和第二插头29，在所述led屏幕的上方且第一插头17、第二插头29能够触及到的地方设置有插座5，插座5具有两组插孔，两组插孔分别用于与第一插头17、第二插头29连接后分别给第一蓄电池16、第二蓄电池28供电。
在本实施例中，所述的套筒32固定连接于所述壳体21的正上方，即清灰组件和清灰组件旋转机构均位于套筒32的下方，且最下方清灰毛刷1501直接作用于led屏幕表面。
由于三个从动齿轮1102旋转时会带动齿圈1103旋转，因此需要保证齿圈1103能够在1104和底板1105之间自由转动。于是可以设计成以下结构：所述齿圈1103内壁的上部和下部均设置有凸起的环形滑条11031，对应地，所述顶板1104和底板1105的外侧壁均设置有与所述环形滑条11031相对应的环形滑槽(图中未标注)，从而齿圈1103可以借助环形滑条11031与环形滑槽的配合而自由滑动，如图1所示。
另外，所述第三电机33和第四电机43的正反转由均清灰机的主控器控制。
本发明的工作原理：
第一方面：第一电机14工作，通过第二锥齿轮13与第一锥齿轮12的啮合带动第一转轴1106旋转，第一转轴1106又带动主动齿轮1101旋转，主动齿轮1101通过其啮合关系带动周围的三个从动齿轮1102旋转，三个从动齿轮1102通过各自的第二转轴1108分别带动各个清灰刷盘15旋转，即每个清灰刷盘15均可以绕对应的第二转轴1108的轴心线自转，清灰刷盘15的自转带动其下方的清灰毛刷1501旋转对led屏幕进行清灰。
第二方面：在第一电机14工作的同时，第二电机22也工作，第二电机22通过第三锥齿轮23与第四锥齿轮24的啮合带动第三转轴25旋转，第三转轴25又通过连接架26带动固定于连接架26下方的顶板1104旋转，而顶板1104又是通过第二轴承1109、第二转轴1108以及第三轴承1110与底板1105连为一体的，所以连接架26下方的清灰组件会作为一个整体被第三转轴25带动而旋转；因此，三个清灰刷盘15便会绕第三转轴25的轴心线公转。此处的公转叠加上述清灰刷盘15的自转，可以增强清灰能力，三个清灰刷盘15一边自转一边公转可增强清灰毛刷1501对led屏幕的作用，提高除灰能力，尤其是对一些长期附着难以清扫下的灰尘。
第三方面：第三电机33的工作能通过联轴节35带动丝杆31旋转，丝杆31的旋转又可以带动外套在丝杆31上的套筒32沿丝杆31移动，进而带动借由壳体21固定于套筒32下方的清灰组件旋转机构以及清灰组件沿丝杆31轴向移动，从而可以改变清灰刷盘15所处的位置，以对led屏幕宽度方向的灰尘进行清理。
第四方面：当某一宽度方向上的灰尘被清理完后，可以启动第四电机43，第四电机43带动与之相连的同步带轮42转动，同步带轮42再带动对应的同步带41竖向移动，同步带41的竖向移动会通过第一夹持装置44带动架体46和固定于架体45上的第三电机33移动，第三电机33的移动又会通过丝杆31、丝杆支座34以及第二夹持装置45带动另一侧的同步带41同步竖向移动，当丝杆31被同步带41带动而竖向移动时，丝杆31可以带动清灰组件旋转机构以及清灰组件竖向移动，进而改变清灰刷盘15所处的高度。
本发明的自动清灰机，在每次运行之前，都需要预先对第一蓄电池16、第二蓄电池28进行充电，充电时，通过第三电机33、第四电机43的运转来驱使清灰组件旋转机构及清灰组件移动至所述的插座5处，并使第一插头17、第二插头29插入到插座5的对应插孔中，插入时可以人工手动插入，也可以设计感应器来调整插头与插孔之间的位置关系，使两者能够准确对位，其中，设计感应器来调整插头、插孔位置关系的具体技术为现有技术，可以从其他领域中借鉴，如扫地机器人自动回程充电技术等，对此本文不进行过多描述。
为了控制清灰组件能够按照有序的路径对led屏幕6进行清理，还需要增设一些传感设备，传感设备选择以及如何布设可以是多种多样的，下文选用其中一种较为可靠的传感设备并合理布设来描述本发明的清灰流程，参见图7，具体如下：
第一步：控制器控制自动清灰机初始化，初始化完成后，第三电机33、第四电机43带动清灰组件移动到图6中的a点，即led屏幕的右上角；
第二步：控制器控制第一电机14和第二电机22启动，清灰毛刷1501开始自转和公转；
第三步：控制器控制第三电机33正向启动，丝杆31转动，清灰组件由图6中a点移动到b点；移动至b点时，第一红外对射传感器的第一发射器71和第一接收器72之间的红外波被阻断，从而第一红外对射传感器感知到清灰组件移动到b点，之后，控制器使第三电机33停止，并启动第四电机43；
第四步：第四电机43启动后，第四电机43旋转一个固定圈数，带动清灰组件由图6中b点移动到c点，之后，控制器使第四电机43停止，并反向启动第三电机33；其中，第四电机43的旋转圈数为事先设定的，具体依据实际情况而定，保证清灰组件移动后不会有漏清理即可；
第五步：第三电机33反向启动后，带动清灰组件由图6中c点移动到d点；移动至d点时，第二红外对射传感器的第二发射器73和第二接收器74之间的红外波被阻断，从而第二红外对射传感器感知到清灰组件移动到d点，之后，控制器使第三电机33停止，并启动第四电机43；
第六步：第四电机43启动后，第四电机43旋转一个固定圈数，带动清灰组件由图6中d点移动到e点；之后，控制器使第四电机43停止，并正向启动第三电机33；
之后，清灰组件与之前的移动路径相似，按照图6中的箭头所示的路径继续移动，从右向左，从上向下移动，直至移动到图6中的z点(led屏幕的左下角)，一步步将led屏幕清理干净。
清理完成后，自动清灰机复位，清灰组件移动至最上方，led屏幕以上的位置。