一种柔性清刷装置的制作方法

1.本发明涉及自动化洗车的技术领域，具体涉及一种柔性清刷装置。


背景技术：

2.目前，洗车的流程一般包括自动化洗车和人工洗车两种。自动化洗车常用有往复式洗车机与隧道式洗车机。这两种自动洗车的方式都是对汽车表面依次进行喷水浸湿、喷清洗液、刷毛旋转清洗、吹风。自动化洗车可实现大批量的车辆清洗，随着社会上车辆的增多，已成为不可或缺的一环。
3.但由于不同车型表面设计的凹凸面是不同的，固定位置的冲刷，难以贴合车身进行清刷，导致洗车效果不如意。
4.另外现有的自动化洗车装置是通过使用垂直或平行于车体的毛刷快速转动，从而对车体表面进行刷洗；但实际体验过程中可明显发现，因垂直和平行的转动，夹杂在毛刷中的少量砂石、以及附着在车体表面的一些未能冲洗掉的少许砂石，部分砂石会沿毛刷的转动路径，向车身方向甩出，最终对昂贵的车身产生不同程度的划伤，影响用户的体验。
5.因此为了解决洗车的清刷刷头能对车身贴合清刷的同时，尽可能避免清刷过程的砂石对车体造成划伤，需要一种新的柔性清刷装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的就在于解决自动化洗车时刷头与车体表面不贴合，且砂石沿传统刷头转动路径对车身造成划伤的问题，本方案具有与车体贴合的特点和降低砂石划伤的风险。
7.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
8.本发明提供的一种柔性清刷装置，应用于洗车的机械臂，所述机械臂与固定基座连接，包括：
9.清刷机构、多个弹性臂和振动机构；所述清刷机构包括毛刷固定座，所述毛刷固定座的底部连接有刷毛；所述毛刷固定座的内壁固定连接有第一抵接部；多个所述弹性臂的一端固定连接在所述固定基座，其另一端固定连接在所述清刷机构，所述弹性臂具有弹性且用于水平方向固定所述清刷机构；所述振动机构固定连接于所述固定基座，其位置与所述第一抵接部相对应，所述振动机构包括固定部、电机和偏心轮；所述固定部与所述固定基座固定连接，所述电机固定安装于所述固定部；所述电机的转轴上固定连接有所述偏心轮；所述偏心轮的转动路径与所述第一抵接部的位置相交；所述偏心轮转动，在与所述第一抵接部相交时使得所述清刷机构产生偏移，所述第一抵接部脱离时在所述弹性臂的弹性作用下，使得所述清刷机构产生弹性振动。
10.优选地，所述毛刷固定座底部的刷毛划分为多个区域，所述多个区域的刷毛分别包括有软毛部、硬毛部、中毛部。
11.优选地，所述所述第一抵接部与所述第二抵接部之间安装有超声波阵子。
12.优选地，所述弹性臂的另一端固定连接在所述清刷机构的所述第一抵接部的一侧。
13.优选地，所述固定基座还包括有第二抵接部，所述第二抵接部的位置与所述第一抵接部的位置相对应，所述弹性臂的另一端固定连接在所述第二抵接部的一侧。
14.优选地，所述第二抵接部相比于所述振动机构更接近于所述毛刷固定座的侧壁。
15.优选地，所述第二抵接部的间隙配合于所述毛刷固定座与所述固定基座之间的间隙。
16.优选地，对应所述弹性臂的位置安装有压力传感器，所述压力传感器用于检测弹性臂的压力参数。
17.优选地，所述第一抵接部与所述第二抵接部之间安装有超声波阵子，用以对清刷机构提供高频率震动。
18.优选地，所述空气压力装置包括气筒、压力杆和弹簧，所述压力杆可气密往复活动于所述气筒中，所述气筒的出气孔与其一抵接部的侧面相贴；弹簧的一端固定在另一抵接部的侧面，所述压力杆套设于所述弹簧内，所述弹簧的另一端与所述气筒外延伸的按压部相抵接。
19.优选地，所述弹性臂设有3个，每个所述弹性臂以固定基座为圆心，以120度间隔设置，形成三角形受力更均匀，使得装置结构更稳定。
20.综上，本发明的有益效果在于：
21.1.通过设计弹性臂连接清刷机构与固定基座，再设计振动机构固定连接于固定基座，实施中弹性臂采用高强度的粗弹簧，在多个弹性臂的固定下，使得清刷机构处于悬浮状态，在清刷机构自身的重力，清刷机构的毛刷固定座向斜下方下垂，刷毛更贴合车身清刷；因车身对毛刷具有一定的承托力，当遇到车身设计的突起面，则会因弹性臂和车面的承托力作用下，清刷机构随车面突起而向上浮动，使得清刷过程更为柔性，避免车身刮损。
22.2.通过设计毛刷固定座的内壁固定连接有第一抵接部，振动机构固定连接于所述固定基座，在振动机构的偏心轮转动下，使得偏心轮与第一抵接部重复产生联动，在与第一抵接部相交时推动清刷机构产生偏移，当第一抵接部脱离时在弹性臂的弹性作用下，使得所述清刷机构产生出现轴向往复转动和弹性振动。
23.本发明附加技术特征所具有的有益效果将在本说明书具体实施方式部分进行说明。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明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本发明的一些实施例，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。
25.图1是本发明柔性清刷装置侧面的结构剖视图；
26.图2是本发明柔性清刷装置俯视的结构示意图；
27.图3是本发明实施例中空气压力装置的结构示意图；
28.附图标记说明如下：
29.1、机械臂；2、固定基座；3、清刷机构；4、弹性臂；5、振动机构；6、压力传感器；7、超声波阵子；8、空气压力装置；
30.201、第二抵接部；202、缓冲垫；
31.301、毛刷固定座；302、刷毛；303、第一抵接部；
32.3021、软毛部；3022、硬毛部；3023、中毛部；
33.501、固定部；502、电机；503、偏心轮；
34.801、气筒；802、压力杆；803、弹簧；804、活塞；805、按压部。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
36.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.实施例1
39.结合图1、2所示，本发明提供的一种柔性清刷装置，其系统包括：本实施例中机械臂1与固定基座2的中部连接，并由控制系统实施对机械臂1的控制，本装置还包括：用以清扫汽车车身表面灰尘的清刷机构3、多个弹性臂4和产生弹性振动的振动机构5；本实施例中弹性臂4采用高强度的粗弹簧，能降低弹簧因过度形变至清刷机构3在自身重量下过度下坠。
40.清刷机构3包括用于固定刷毛302的毛刷固定座301，刷毛302连接于毛刷固定座301的底部；毛刷固定座301的内壁固定连接有第一抵接部303，第一抵接部303用于与振动机构5联动实现清刷机构3的振动清刷；多个弹性臂4的一端固定连接在固定基座2，其另一端固定连接在清刷机构3，弹性臂4具有弹性且用于水平方向固定清刷机构3。
41.同时在多个弹性臂4的固定下，清刷机构3是处于悬浮的状态。清刷机构3自身的重力与弹性臂4的水平拉力下，使得清刷机构3的毛刷固定座301向斜下方下垂，刷毛302更贴合车身清刷；当遇到车身设计的突起面，因车身对毛刷具有一定的承托力，则会在弹性臂4和车面的承托力作用下，使得清刷机构3随车面突起而向上浮动，让清刷过程更为柔性，避免车身刮损。
42.振动机构5固定连接于固定基座2，其位置与第一抵接部303相对应，振动机构5包括作为元件安装面的固定部501、电机502和偏心轮503；固定部501固定安装在固定基座2的
外壁，位置与第一抵接部303的位置相对应；电机502固定安装于固定部501，偏心轮503安装在电机502的转轴上，因偏心轮503的旋转点不在中心上，偏心轮503会与第一抵接部303重复相交和脱离，在与第一抵接部303相交时推动清刷机构3向外产生偏移，偏心轮503的转动路径会与第一抵接部303的位置相交；偏心轮503继续转动，第一抵接部303脱离偏心轮503的侧边，随偏心轮503的顺时针或逆时针转动，弹性臂4会分别处于拉伸或者挤压的状态；在弹性臂4的弹性作用下，使得清刷机构3的毛刷固定座301产生水平方向的往复转动以及弹性振动。
43.偏心轮503持续地快速转动，使得毛刷固定座301与车身接触的刷毛302不断对车身进行清刷。同时在控制系统驱动机械臂1对车身进行全方位清刷的同时，弹性振动可将有概率附着在刷毛302上的砂石进行抖落，同时往复转动的清刷路径，其转动方向与车身水平，更好的避免转动时将砂石高速甩向车身的情况，降低对车身造成刮损的风险。
44.优选地，本实施例中的毛刷固定座301底部的刷毛302划分为3个区域以上，多个区域的刷毛302分别包括有软毛部3021、硬毛部3022、中毛部3023，软毛部3021、硬毛部3022、中毛部3023分别独立设置于3个区域内，便于控制系统控制机械臂1转动，带动固定基座2转动，从而将对应车身的毛刷固定座301进行硬度区域的切换，使用对应硬度的刷毛302进行清刷。
45.实施例2
46.结合实施例1，本实施例中弹性臂4的另一端固定连接在清刷机构3的第一抵接部303的一侧，使得在偏心轮503对第一抵接部303进行顺时针方向的推动时，或在反方向对第一抵接部303进行挤压时，能更好的利用弹性臂4的弹力，延长弹性振动的时间，从而提供更好的清刷效果。
47.固定基座2还包括有第二抵接部201，第二抵接部201的位置与第一抵接部303的位置相对应，使得板面相对应，弹性臂4的另一端固定连接在第二抵接部201的一侧，在偏心轮503联动下，挤压或拉伸增加弹性臂4的弹性势能，使得回弹振动更持久，从而清刷效果更好。
48.实施例3
49.结合实施例2，本实施例中第二抵接部201相比于振动机构5更接近于毛刷固定座301的侧壁，可在弹性臂4回弹时，作为振动机构5的抵挡。优选地，第二抵接部201的间隙配合于毛刷固定座301与固定基座2之间的间隙，即垂直视角下的第二抵接部201与毛刷固定座301的侧壁相抵接，在第二抵接部201的限位下，避免毛刷固定座301与核心驱动的振动机构5的发生直接碰撞，使得本装置更为耐用；第二抵接部201与毛刷固定座301抵接时，第二抵接部201接触的一侧还设置有缓冲垫202，对本产品的各部件提供更好的缓冲。
50.本实施例中的弹性臂4设有3个，以固定基座2为圆心以120度的夹角间隔设置，使得弹性臂4各端点之间形成三角形，使得装置结构受力更均匀更稳定。
51.实施例4
52.结合实施例3，本实施例中对应弹性臂4的位置安装有压力传感器6，压力传感器6用于收集弹性臂4的压力参数，压力传感器6将压力参数传输到控制系统，用于防止发生故障时影响移动路径，导致清刷机构3对车身或者玻璃进行不匹配的过度挤压，本实施例中，当压力参数超出控制系统预设的阈值时，系统判断为移动路径有误，暂停振动机构5的偏心
轮503转动，待故障排除后再重新启动偏心轮503转动。
53.在第一抵接部303与第二抵接部201之间安装有超声波阵子7，超声波阵子7的一端固定在第二抵接部201，超声波阵子7的另一端与第一抵接部303抵接，超声波振子受控于控制系统；振动机构5带动清刷机构3的振幅大频率小，而该超声波振子则振幅小频率高，提高了清刷机构3清洗时的振动清刷，同时对黏附在刷毛302上的小石子、碎块等进行震荡甩落具有自清洁功能，防止在清刷过程沙石对车身的刮花。
54.实施例5
55.结合实施例4，参考图3所示，第一抵接部303与第二抵接部201之间还安装有空气压力装置8，空气压力装置8包括气筒801、压力杆802和弹簧803，压力杆802的端部固定有活塞804，压力杆802可气密往复活动于气筒801中，本实施例中气筒801的出气孔与第一抵接部303的侧面相贴；弹簧803的一端固定在第二抵接部201的侧面，压力杆802套设于弹簧803的中空区间内，弹簧803的另一端与气筒801外延伸的按压部805相抵接。
56.当振动机构5启动时，在弹性臂4处于挤压状态时，第二抵接部201带动所述压力杆802向气筒801内弹性气密性推进，使得气筒801内的压强不断增大，同时向第一抵接部303的侧面进一步推动，使清刷机构3获得更大的弹性势能，当压力超过气筒801内可支撑的压强时，气筒801内压缩的气会沿相贴第一抵接部303的侧面高频向外喷出，该过程产生高频振动，此时弹簧803不断受到挤压。当偏心轮503与第一抵接部303相交后释放，弹簧803快速复原，向按压部805产生瞬间推力，按压部805带动气筒801向外推出，使得压力杆802完成复位。该结构具有增强清刷机构3的弹性势能，提高清刷效果的同时，具有高频振动脱除沙石达到自清洁效果，同时具有防止回摆过度时的缓冲效果。
57.综上所述，本发明提供的一种柔性清刷装置，解决了自动化洗车时刷头与车体表面不贴合，同时也不对车身表面形成过度挤压，使得车身清刷过程干净且更为柔性。另在振动机构5与清刷机构3的联动状态下，使得清刷机构3回弹，在其对车身进行清刷的同时，将粘连在刷毛302固定座的砂石抖落，避免后续清刷过程对车身造成刮损。
58.另与传统的自动化洗车设备不同的是，传统的自动化洗车设备其滚轮刷头的转动路径与车身相切，使得夹杂在毛刷中的少量砂石、以及附着在车体表面的一些未能冲洗掉的少许砂石，沿其毛刷的转动路径，对车身造成暴力划伤的问题，而本发明的柔性清刷装置其刷毛302转动路径几乎与车身相平行，解决了清刷过程中砂石对昂贵车身造成的损伤。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。