一种自动清洗和挤干抹布的擦地机器人的制作方法

本发明涉及一种智能自动清洗和挤干抹布的擦地机器人，属于家庭、办公室等室内自动清洁工具。

背景技术：

家用清洁机器人是现今服务机器人领域一个热门的研究方向。它能帮助我们解决部分家务工作，大大降低劳动强度、提高劳动效率，省时省力，从而提高生活质量，构建和谐社会。

目前家用的清洁机器人，主要为全自动吸尘机器人，主要吸除地板上的固定遗留物，如颗粒状的灰尘。对硬质地板上遗留的污渍如脚印之类的印痕无法清除。而传统的吸尘器等清洁设备，不具备擦地功能。现今，有些吸尘机器人虽带有抹布能实现擦地功能，但抹布的清洗和挤干都还需要额外再增加其他动力装置来实现，同时擦地的效果也差强人意。具体其实现擦地功能的形式可分为两种结构：一种是履带式旋转结构，擦地的抹布缠绕在旋转的履带上，随着机器人在移动中的转动对接触的地面实现清洁；另一种是悬挂固定结构，机器人壳体上固定有擦地的抹布，通过机器人的移动清洁与其接触的地面。以上这两种结构，对地面清洁的实现是对接触面的一次性擦除。它能对地面上活性强的污迹很快的擦除，但对一些顽固性的污渍，则需要多次让机器人不断重复地去擦拭，且抹布的清洗和挤干都还需要额外再增加其他动力装置来实现。这样造成结构复杂，效率降低，需消耗更多能量，成本较高。目前，国内还没有伸缩式清洗和挤干抹布的擦地机器人。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种自动清洗和挤干抹布的擦地机器人，无需额外借助其它动力设备，集抹布清洗和挤干于一体，结构简单新颖、操作方便、高效可靠、节能环保。

本发明的技术方案如下：一种自动清洗和拧干抹布的擦地机器人，包括可绕驱动单元传动轴旋转的旋转清洗抹布单元，旋转清洗抹布单元的一端为旋转擦地单元，旋转清洗抹布单元所在旋转平面内（即旋转清洗抹布单元绕传动轴旋转所形成的平面）设置有压缩轨道，压缩轨道一端设置有清洗水槽。

所述旋转清洗抹布单元包括圆柱筒，圆柱筒与驱动单元的传动轴通过销连接，圆柱筒内设置有弹簧、挡卡板，挡卡板弹簧和连杆，弹簧安装在连杆一端，挡卡板和挡卡板弹簧相连接，且挡卡板卡在圆柱筒上，连杆另一端与旋转擦地单元相连。

所述旋转擦地单元包括旋转抹布电机、第二联轴器和抹布装置，旋转抹布电机和抹布装置通过第二联轴器连接，旋转抹布电机固定在连杆上。

所述清洗水槽与外固定支架部分相连，外固定支架与行走单元连接。

所述驱动单元包括电机、第一联轴器、传动轴、圆锥滚子轴承和轴承座，电机和传动轴由第一联轴器连接，圆锥滚子轴承安装在传动轴上，轴承座固定在外固定支架上。

本发明主要由驱动单元、旋转擦地单元、旋转清洗抹布单元、挤干抹布单元、清洗水槽、外固定支架等组成。

驱动单元包括电机、第一联轴器、传动轴、轴承和轴承座，电机和传动轴由第一联轴器连接，轴承装在传动轴上，轴承座固定在外固定支架上。

旋转清洗抹布单元包括圆柱筒、弹簧、挡卡板、挡卡板弹簧以及与抹布装置相连的连杆，弹簧装在与抹布装置相连的连杆上，上述部件均安装在圆柱筒内，圆柱筒与驱动单元的传动轴通过销连接，挡卡板和挡卡板弹簧连接并卡在圆柱筒上（圆柱筒上开有孔或槽，挡卡板在挡卡板弹簧的配合下实现卡位固定或脱离效果），连杆另一端与旋转擦地单元相连。

旋转擦地单元包括旋转抹布电机、第二联轴器、抹布装置，旋转抹布电机和抹布装置通过第二联轴器连接，旋转抹布电机固定在伸缩的连杆上。

挤干抹布单元包括压缩轨道、与压缩轨道作用的可伸缩连杆和抹布装置。

清洗水槽与外固定支架部分相连，外固定支架部分还连接整个装置的行走单元。

本发明的核心在于旋转清洗抹布单元和挤干抹布单元中的可伸缩连杆，即分别在两个不同平面内旋转，从而分别实现抹布挤干和抹布擦地功能。

本发明包含驱动单元、旋转清洗抹布单元、旋转擦地单元、挤干抹布单元等功能单元构成。擦地动作是由旋转抹布电机、第二联轴器，带动抹布装置转动，清除地面上的污垢。旋转清洗抹布单元利用弹簧、挡卡板、挡卡板弹簧和压缩轨道来使连杆和抹布装置伸缩到预定位置，触动挡卡板使连杆伸长，让抹布装置侵入水中，连杆内安装的旋转抹布电机使抹布装置在水中转动达到清洗抹布的目的。当抹布清洗好了之后，旋转清洗抹布单元在电机的带动下反转，在压缩轨道和可伸缩的连杆及抹布装置作用下，将刚清洗干净的抹布挤干，伸缩的连杆和抹布装置回到收缩的最初位置（可实行擦地动作位置），即反转到竖直位置，从而洗好的抹布可继续进行擦地动作。本发明采用可伸缩的连杆配合抹布装置，与压缩轨道的联合作用，把刚洗净的抹布挤干，集抹布清洗和挤干于一体，无需再借助其它动力设备，是一种简单新颖、操作方便、高效可靠、节能环保的擦地机器人。

本发明的优点在于：

1.提供了一种自动清洗和挤干抹布的擦地机器人，弥填补了国内没有自动或手动伸缩式清洗和挤干抹布的擦地机器人的技术空白。

2.无需人工干预即可实现清洗和挤干抹布，解决了现有擦地机器人清洗和挤干抹布需要额外动力设备支持的缺陷，旋转清洗和挤干抹布部分利用弹簧、挡卡板、压缩轨道来使连杆及抹布装置伸缩到预定位置，使抹布能伸入水槽中，再由旋转抹布电机带动实现抹布的清洗。当抹布清洗完后，旋转电机反转，沿原来的压缩轨道返回，压缩轨道的压缩段设置在水槽上方，使得抹布中挤干的水能流回水槽，不至于流到机器人装置的里面或外面，造成浪费和污染，抹布挤干继续反转回到初始位置，从而可以继续进行擦地的工作。

3.无需再提供额外动力，利用弹簧的自由伸缩来使连杆伸长和缩短，使抹布装置可以伸入水槽实现清洗，再附加上压缩轨道的作用，利用连杆和轨道的挤压把抹布挤干。

4.利用压缩轨道和清洗水槽的位置配合，使得清洗后抹布中的水被挤出后能流回到水槽，避免其流到该机器人装置中或流出到待擦或已擦的地面。

本发明是一种集自动清洗和挤干抹布的擦地机器人，结构简单新颖、操作方便、高效可靠、节能环保。该机器人能够降低操作人员劳动强度、提高作业效率、节能环保、且易于制造和安装、成本低、使用寿命长、维护量小。

附图说明

图1、2为本发明的旋转清洗抹布单元结构示意图；

图3为本发明的总体结构示意图；

图4为本发明的起始位置实现擦地的结构示意图；

图5为本发明的清洗抹布单元的结构示意图；

图6为本发明的挤干抹布单元的结构示意图。

图中各数字标记的含义分别为：1-电机，2-联轴器，3-轴承座，4-传动轴，5-圆锥滚子轴承，6-圆柱销，7-平衡配重，8-圆柱筒，9-弹簧，10-螺栓，11-挡卡板弹簧，12-挡卡板，13-连杆，14-旋转抹布电机，15-联轴器，16-抹布套轴，17-抹布，18-压缩轨道，19-固定卡板，20-行程开关，21-行走轮，22-被擦地面，23-清洗水槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。本发明的主体结构如图1、图2和图3所示，描述如下：

图1和图2为本发明的旋转清洗抹布单元结构示意图，该单元由平衡配重7、圆柱筒8、弹簧9、连杆13、挡卡板12、挡卡板弹簧11和连杆13上嵌套的旋转抹布电机14，第二联轴器15，抹布装置等组成，抹布装置包含抹布套轴16，抹布17。

图3为本发明的总体结构示意图，从起始位置（带抹布的连杆13在竖直位置）实现擦地功能，当需要清洗抹布时，顺时针旋转到指定位置，触动挡卡板12使连杆13上的抹布17伸入清洗水槽23，旋转抹布电机14旋转实现对脏抹布的清洗，清洗完后再逆时针回转，在压缩轨道18及伸缩连杆13作用下挤干抹布17。

图4为本发明的起始位置实现擦地的结构示意图，整个擦地机器人在需要清洁的被擦地面22上行走，带抹布17的连杆13处在竖直位置，抹布17与脏地面接触，旋转抹布电机14带动抹布17旋转，实现对地面的清洁工作。

图5为本发明的清洗抹布单元的结构示意图，当脏抹布需要清洗的时候，由电机1带动旋转清洗抹布单元顺时针旋转到指定位置，触动固定卡板19使连杆13上的抹布17伸入清洗水槽23，旋转抹布电机14旋转来实现对脏抹布的清洗。

图6为本发明的挤干抹布单元的结构示意图，清洗完抹布后由电机1反转带动旋转清洗抹布单元逆时针回转，在压缩轨道18及弹簧9，伸缩连杆13相互作用下挤干抹布17。

图3本发明的总体结构示意图，结合图1、图2、图4、图5、图6来看。驱动单元需要选择合适的电机1，以便电机有足够的动力带动清洗抹布单元旋转，电机1在清洗抹布单元起始位置及清洗抹布位置，都需电机1及时准确停止，因此需要在合适位置安装上行程开关20。

按照图1将电机1与传动轴4通过第一联轴器2相连，在传动轴4正确位置装上圆锥滚子轴承5和相应的轴承座3，轴承座3再固定在外支架上。驱动单元和旋转清洗抹布单元通过圆柱销6连接。如图2所示，将平衡配重7组装在旋转清洗抹布单元的圆柱筒8上；按图2将弹簧9与连杆13固定在一起；档卡板12在档卡板弹簧11和螺栓10连在一起，并能够卡在圆柱筒8相应位置上；连杆13内嵌套一旋转抹布电机14，抹布17固定在抹布套轴16上，再通过第二联轴器15与旋转抹布电机14连成一个整体。如图3所示，可以看出擦地机器人通过行走轮21在被擦地面22上行走，旋转清洗抹单元分顺时针旋转到指定位置，触动固定卡板19使连杆13上的抹布17伸入水槽23，旋转抹布电机14旋转来实现对脏抹布17的清洗，清洗完抹布17后由电机1反转带动旋转清洗抹布单元结构逆时针回转，在压缩轨道18、弹簧9、及伸缩连杆13相互作用下挤干抹布17。

本发明智能擦地机器人，电机1的动力通过传递，传给抹布17，使其旋转到指定位置，触动固定卡板19使连杆13上的抹布17伸入清洗水槽23，旋转抹布电机14旋转来实现对脏抹布17的清洗。清洗完的抹布17后由电机1反转带动旋转清洗抹布单元结构逆时针回转，在压缩轨道18弹簧9、及伸缩连杆13相互作用下挤干抹布17。挤压的过程中，从抹布17中挤出的水绝大部分能流回清洗水槽23，既能避免水流到该机器人装置中或流出到待擦或已擦的地面又能循环利用水。

本发明基本工作原理如下：在初始位置（带抹布17的连杆13在竖直位置），由旋转清洗抹布单元中的旋转抹布电机14带动抹布17转动，实现对被擦地面22的清洁功能。需要清洗抹布17时，由电机1的动力通过传递，传给抹布17，使其旋转到指定位置，触动固定卡板19使连杆13上的抹布17伸入清洗水槽23，旋转抹布电机14旋转来实现对脏抹布17的清洗。清洗完的抹布17后由电机1反转带动旋转清洗抹布部分单元逆时针回转，在压缩轨道18，弹簧9及伸缩连杆13相互作用下挤干抹布17。挤干的抹布17在电机1反转带动的回转作用下回到初始位置就能继续实现对地面的清洁功能。

以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。