一种游泳池水下清洗机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，具体是一种游泳池水下清洗机器人。

背景技术：

随着人们物质生活水平的提高，为追求更高质量的生活，游泳池已变为人们休闲娱乐常去的娱乐场所。不管是私人游泳池，还是公用游泳池，池水的清洁是人们首要关心的要素。通常，为保持清洁，游泳池水需要定期更换，游泳池也需要定期清洗。传统清理方式一般为人工清洗，这不仅费时费力，还造成了水资源的浪费。怎样保护和使用好水资源是无法逃避的问题。针对以上技术问题，国内外授权了一系列相关专利。但现有泳池清洗机器人普遍存在除污能力弱的问题，对池底的刮刷力度较弱，效果不是很令人满意。

专利文献“泳池清洗机器人(CN205009256U)”公布的泳池清洁机器人，采用前后式清洗滚筒作为刮刷池底的部件。其前后清洗滚筒均采用两段式结构，即从中间分开，左右两部分由相应传动结构带动运转，但这样的结构设计会使清洗滚筒中间断开部分的池底刮刷不到，影响清洁效果。而且其前后清洗滚筒设计为敞开式结构，虽简化了结构，但易使刮刷下来的脏物扩散开来，影响清洁效果。专利文献“遥控有序泳池清洁机器人(CN201358597Y)”公布的泳池清洗机器人，采用同步带运行带动清洁机器人主机爬行，前后清洗滚筒的驱动端与传动系统对应驱动轮连接，即设计为清洗滚筒和同步带使用同一驱动。虽然简化了结构，但采用同一驱动这种传动方式就导致了清洗滚筒的刮刷速度受到了爬行速度的限制，并且导致前后清洗滚筒同向转动。当机器人向前爬行时，后清洗滚筒的转动易将脏水卷出机器人底部，扩散到外部，影响清洗效果。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种游泳池水下清洗机器人，结构简单合理，可实现机器人水下行走、洗刷池底以及净化池水等功能，具有低成本、高效率的优点。

本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，设计一种游泳池水下清洗机器人，用于对游泳池的清洗，包括控制箱、漂浮线缆、机器人机体，其特征在于，所述控制箱通过漂浮线缆与机器人机体后侧相接；所述机器人机体包括机体外壳、行走模块和清洗模块；所述机体外壳包括主箱体、箱体上盖板、箱底及清洗滚筒支架，其中主箱体、箱体上盖板、箱底构成机器人腔体，清洗滚筒支架通过螺钉对称安装在主箱体左右两侧的上部；所述的行走模块包括履带轮组、减速电机、驱动控制元件，其中两个履带轮组分别对称安装在机体左右两侧的下部，减速电机和驱动控制元件安装于机器人腔体内部，驱动控制元件通过漂浮线缆与控制箱连接；所述清洗模块包括清洗滚筒、滚筒电机、小型泵、过滤器、管道，其中两个清洗滚筒分别安装在主箱体的前、后两侧，其两端分别安装在两个清洗滚筒支架的两侧，且其底面与箱底的底面平齐；滚筒电机、小型泵、过滤器、管道安装于机器人腔体内部；

箱体上盖板的正中间设有一个O型排水口，O型排水口的两侧等距设有两个O型顶部滤网口，箱底设有四个扁口型抽水口和四个扁口型箱底滤网口；顶部滤网口及箱底滤网口均设有滤网；过滤器包括过滤器外壳、内滤网、过滤器进水口、过滤器出水口，抽水口通过管道与过滤器进水口连通，过滤器出水口通过管道与小型泵的进水端连通，小型泵的出水端通过管道与排水口连通；

左、右两侧的履带轮组与游泳池底相接触，履带轮组包括一个主动轮、一个橡胶履带、两个从动轮支架、两个从动轮、从动轮安装在从动轮支架上，两个从动轮支架固定在主箱体同一侧面的两端，主动轮安装在两个从动轮之间的上方的主箱体侧面上，橡胶履带套装在主动轮和两个从动轮的外周面上；主动轮和从动轮采用防锈合金材料；橡胶履带采用橡胶材料，可防止机器人池底行走打滑；

机器人腔体内部设置有电机密封盒，用于对滚筒电机及减速电机的密封处理；滚筒电机密封盒由滚筒电机密封盒上盖、滚筒电机密封盒下盖、第一双O型圈构成，减速电机密封盒由电机密封盒上盖、电机密封盒下盖、第二双O型圈构成；其中滚筒电机密封盒上盖与滚筒电机密封盒下盖用螺钉紧固连接，减速电机密封盒上盖、减速电机密封盒下盖同样通过螺钉紧固连接；第一双O型圈、第二双O型圈均为两个并联O型圈，将其安装在密封盒沟槽中对电机轴部进行密封；

固定板通过螺栓固定在箱底上表面上，电机支撑板、小型泵与过滤器通过螺栓紧固在固定板之上，滚筒电机密封于滚筒电机密封盒内，滚筒电机密封盒通过螺钉安装在电机支撑板上，滚筒电机的电机轴与小型泵的输入轴通过第一联轴器连接；

滚筒电机与清洗滚筒之间通过齿轮系与皮带进行连接传动，连接方式为：滚筒电机轴上安装第二内部齿轮，第二内部齿轮与安装在长轴上的第一内部齿轮啮合，长轴两端分别通过轴承安装在主箱体和滚筒电机密封盒上盖上，安装在长轴另一侧的第三内部齿轮与第四内部齿轮相啮合；第四内部齿轮与第一外部齿轮同轴转动，但第四内部齿轮安装在主箱体内侧，第一外部齿轮安装在主箱体外侧，第一外部齿轮与第二外部齿轮相啮合，第二外部齿轮通过轴承安装在主箱体的侧面上，第一外部齿轮与第二外部齿轮分别通过皮带与同一侧对应的清洗滚筒连接；清洗滚筒支架的内侧面上设置有凹槽，将第一外部齿轮与第二外部齿轮及皮带包裹其内；

两个减速电机密封于两个减速电机密封盒内，两个减速电机密封盒尾部相对通过螺钉安装在固定板下方的箱底上，减速电机与履带轮组之间通过第二联轴器进行连接传动，连接方式为：减速电机的电机轴通过第二联轴器与主动轮的轮轴连接，两个从动轮通过从动轮支架安装在主箱体上，主动轮与两个从动轮通过橡胶履带连接传动；通过两个独立减速电机的同速与差速转动可实现机器人的行走与转向。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.将机器人机体设计为半封闭式结构，尤其清洗滚筒的半封闭式设计，可有效的缓解泳池底刮刷下来的脏物向外扩散的问题。

2.机器人完成行走与刮刷任务采用不同驱动电机，使机器人行走与刮刷池底互不影响，解决了清洗滚筒和行走轮一体式结构带来的刮刷效率低的问题。

3.将清洗滚筒设计为一体式结构，解决了两段式清洗滚筒刮刷不彻底的问题，提升了清洁效果。

4.通过齿轮传动，使机器人机体前后两个清洗滚筒产生相反的旋转速度，从而在机体底部产生负压，使得刮刷池底后出来的污水能汇集到机体底部，通过小型泵将周围脏水吸入。

5.采用驱动控制元件，当机器人行走过程中碰到游泳池壁停止后，驱动控制元件通过检测行走电机的电流变化情况，发出信号指令，令机器人改变行走方向。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的立体结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的俯视图；

图3是本实用新型一种实施例的仰视图；

图4是本实用新型一种实施例的内部结构示意图；

图5是本实用新型一种实施例的滚筒电机与清洗滚筒之间的齿轮系连接示意图；

图6是本实用新型一种实施例的滚筒电机密封盒立体结构示意图；

图7是本实用新型一种实施例的滚筒电机密封盒剖视结构示意图；

图8是本实用新型一种实施例的减速电机密封盒立体结构示意图；

图9是本实用新型一种实施例的减速电机密封盒剖视结构示意图；

图10是本实用新型一种实施例的清洗模块装配示意图；

图11是本实用新型一种实施例的减速电机与履带轮组装配示意图；

图12是本实用新型一种实施例的过滤器立体结构示意图；

图中：1—主箱体，2—箱体上盖板，3—清洗滚筒支架，4—履带轮组，5—顶部滤网口，6—排水口，7—抽水口，8—箱底滤网口，9—滚筒电机密封盒，10—第一联轴器，11—小型泵，12—过滤器，13—管道，14—固定板，15—第二联轴器，16—清洗滚筒，17—减速电机密封盒，18—驱动控制元件，19—皮带，20—第一外部齿轮，21—第二外部齿轮，22—长轴，23—第一内部齿轮，24—第二内部齿轮，25—第三内部齿轮，26—第四内部齿轮，27—滚筒电机密封盒上盖，28—滚筒电机密封盒下盖，29—第一双O型圈，30—箱底，31—减速电机密封盒下盖，32—减速电机密封盒上盖，33—第二双O型圈，34—滚筒电机，35—减速电机，36—主动轮，37—橡胶履带，38—从动轮支架，39—从动轮，40—过滤器外壳，41—内滤网，42—过滤器进水口，43—过滤器出水口，44—电机支承板。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型提供一种游泳池水下清洗机器人(简称清洗机器人，参见图1-12)，用于对游泳池的清洗，包括：控制箱、漂浮线缆、机器人机体，其特征在于，所述控制箱通过漂浮线缆与机器人机体后侧相接；所述机器人机体包括机体外壳、行走模块和清洗模块；所述机体外壳包括主箱体1、箱体上盖板2、箱底30及清洗滚筒支架3，其中主箱体1、箱体上盖板2、箱底30构成机器人腔体，清洗滚筒支架3通过螺钉对称安装在主箱体1左右两侧的上部；所述的行走模块包括履带轮组4、减速电机35、驱动控制元件18，其中两个履带轮组4分别对称安装在机体左右两侧的下部，减速电机35和驱动控制元件18安装于机器人腔体内部，驱动控制元件18通过漂浮线缆与控制箱连接；所述清洗模块包括清洗滚筒16、滚筒电机34、小型泵11、过滤器12、管道13，其中两个清洗滚筒16分别安装在主箱体1的前、后两侧，其两端分别安装在两个清洗滚筒支架3的两侧，且其底面与箱底30的底面平齐。滚筒电机34、小型泵11、过滤器12、管道13安装于机器人腔体内部。

箱体上盖板2的正中间设有一个O型排水口6，O型排水口6的两侧等距设有两个O型顶部滤网口5，箱底30设有四个扁口型抽水口7和四个扁口型箱底滤网口8；顶部滤网口5及箱底滤网口8均设有滤网，一方面为了防止脏物进入，保持机体内部清洁，另一方面便于机器人快速沉入池底。

过滤器12包括过滤器外壳40、内滤网41、过滤器进水口42、过滤器出水口43，抽水口7通过管道13与过滤器进水口42连通，过滤器出水口43通过管道13与小型泵11的进水端连通，小型泵11的出水端通过管道13与排水口6连通。

左、右两侧的履带轮组4与游泳池底相接触，既要负责池底行走，又要承受机器人机体重量，履带轮组4包括一个主动轮36、一个橡胶履带37、两个从动轮支架38、两个从动轮39、从动轮39安装在从动轮支架38上，两个从动轮支架38固定在主箱体1同一侧面的两端，主动轮36安装在两个从动轮39之间的上方的主箱体1侧面上，橡胶履带37套装在主动轮36和两个从动轮39的外周面上。主动轮36和从动轮39采用防锈合金材料；橡胶履带37采用橡胶材料，可防止机器人池底行走打滑。

机器人腔体内部设置有电机密封盒，用于对滚筒电机34及减速电机35的密封处理。滚筒电机密封盒9由滚筒电机密封盒上盖27、滚筒电机密封盒下盖28、第一双O型圈29构成，减速电机密封盒17由电机密封盒上盖32、电机密封盒下盖31、第二双O型圈33构成。其中滚筒电机密封盒上盖27与滚筒电机密封盒下盖28用螺钉紧固连接，减速电机密封盒上盖32、减速电机密封盒下盖31同样通过螺钉紧固连接；第一双O型圈29、第二双O型圈33均为两个并联O型圈，将其安装在密封盒沟槽中对电机轴部进行密封，且均采用聚氨酯橡胶材料，以减小热量对密封性能及使用寿命的不利影响。

固定板14通过螺栓固定在箱底30上表面上，电机支撑板44、小型泵11与过滤器12通过螺栓紧固在固定板14之上，滚筒电机34密封于滚筒电机密封盒9内，滚筒电机密封盒9通过螺钉安装在电机支撑板上44，滚筒电机34的电机轴与小型泵11的输入轴通过第一联轴器10连接。

滚筒电机34与清洗滚筒16之间通过齿轮系(含有六个齿轮)与皮带19进行连接传动，连接方式为：滚筒电机34轴上安装第二内部齿轮24，第二内部齿轮24与安装在长轴22上的第一内部齿轮23啮合，长轴22两端分别通过轴承安装在主箱体1和滚筒电机密封盒上盖27上，安装在长轴22另一侧的第三内部齿轮25与第四内部齿轮26相啮合；第四内部齿轮26与第一外部齿轮20同轴转动，但第四内部齿轮26安装在主箱体1内侧，第一外部齿轮20安装在主箱体1外侧，第一外部齿轮20与第二外部齿轮21相啮合，第二外部齿轮21通过轴承安装在主箱体1的侧面上，第一外部齿轮20与第二外部齿轮21分别通过皮带19与同一侧对应的清洗滚筒16连接。其中通过齿轮传动起到了减速器的作用，并且尤其通过第一外部齿轮20与第二外部齿轮21的啮合转动，使得前后两个清洗滚筒16产生相反的速度。清洗滚筒支架3的内侧面上设置有凹槽，将第一外部齿轮20与第二外部齿轮21及皮带19包裹其内。

两个减速电机35密封于两个减速电机密封盒17内，两个减速电机密封盒17尾部相对通过螺钉安装在固定板14下方的箱底30上，减速电机35与履带轮组4之间通过第二联轴器15进行连接传动，连接方式为：减速电机35的电机轴通过第二联轴器15与主动轮36的轮轴连接，两个从动轮39通过从动轮支架38安装在主箱体1上，主动轮36与两个从动轮39通过橡胶履带37连接传动；通过两个独立减速电机35的同速与差速转动可实现机器人的行走与转向。

将机器人机体设计为半封闭式结构，尤其将清洗滚筒16外部壳体设计为环抱式半封闭结构。

清洗滚筒16刮刷池底时污水会随着滚筒的转动向四周扩散，此封闭结构可以使污水最大限度的限制在封闭结构中，而不扩散到周围已经清洗水域。污水经箱底30的抽水口7吸入，然后经过抽水口7与过滤器进水口42之间的管道进入过滤器12进行过滤，然后经过滤后的水再依次通过过滤器出水口43与小型泵11之间的管道、小型泵11、小型泵11与排水口6之间的管道，从排水口6处重新回到游泳池。

所述内滤网41的过滤密度为50微米，脏水在进入过滤器12后，脏物通不过内滤网41便留在过滤器12内，清洗工作完毕后，要及时对脏物进行处理。

本新型游泳池水下清洗机器人工作电压为24V，故所述控制器设有电源开关、电压转换等功能，通过漂浮线缆与机器人机体后侧相接，并且漂浮线缆与驱动控制元件连接处使用防水连接器连接，以保证安全工作。

所述驱动控制元件采用密封圈密封处理，当机器人行走过程中碰到游泳池壁停止后，驱动控制元件通过检测行走电机的电流变化情况，发出信号令机器人改变行走方向。

所述可拆卸式过滤器由过滤器外壳和高密度内滤网组成，方便清洗工作完成后对脏物进行处理。

所述前后两个清洗滚筒旋转方向相反，使机体底部产生负压，可将周围脏水吸入。

所述清洗滚筒采用一体式设计，上设有若干软刷齿，可有效刮刷机器人走过泳池池底区域。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。