清洁工具的自动维护装置的制作方法

本发明涉及清洁工具领域，特别涉及一种清洁工具的自动维护装置。

背景技术

扫把和拖把是必不可少的清洁工具，现有技术中，扫把或拖把使用完之后需要人工清理，且清理完成后大多放在地上或者放在支撑物上支撑放置，一方面不卫生，另一方便也影响室内环境；如果数量较多，全部堆积在一起取用也不便。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种清洁工具的自动维护装置，能够对清洁工具进行自动清洁、有序收纳，并能够将清洁工具自动更换到设定位置，便于用户从设定的窗口取出使用。

技术方案：本发明提供了一种清洁工具的自动维护装置，包括至少一组自动清洁机构、自动收纳机构、自动传递机构以及与所述自动清洁机构组数相等的自动更换机构，每组所述自动清洁机构中均包括清洁单元、第一机械手、z轴移动单元和y1轴移动单元，所述第一机械手通过第一滑块与所述z轴移动单元中的z轴丝杆螺纹连接，所述z轴移动单元通过滑台与所述y1轴移动单元中的y1轴丝杆螺纹连接，所述清洁单元位于所述第一机械手下方；所述自动收纳机构中包括驱动电机、转轴和收纳转盘，所述驱动电机通过所述转轴驱动所述收纳转盘转动，所述收纳转盘的边缘一周开设若干用于悬挂待收纳清洁工具的卡槽；所述自动传递机构中包括x轴传递单元和与所述自动更换机构的组数相同数量的第二机械手，每个所述第二机械手均通过一个第二滑块与所述x轴传递单元中的x轴丝杆螺纹连接；每组所述自动更换机构中均包括y2轴移动单元和第三机械手，所述第三机械手通过第三滑块与所述y2轴移动单元中的y2轴丝杆螺纹连接。

进一步地，所述z轴移动单元中还包括z轴滑轨、z轴支架和z轴驱动电机，所述z轴滑轨竖直固定在所述z轴支架上，所述z轴丝杆与所述z轴滑轨相互平行，所述第一滑块与所述z轴滑轨滑动接触，所述z轴驱动电机用于驱动所述z轴丝杆转动。

进一步地，所述y1轴移动单元中还包括y1轴滑轨、y1轴支架和y1轴驱动电机，所述y1轴滑轨水平固定在所述y1轴支架上，所述y1轴丝杆与所述y1轴滑轨相互平行，所述滑台与所述y1轴滑轨滑动接触，所述y1轴驱动电机用于驱动所述y1轴丝杆转动。

进一步地，所述x轴传递单元中还包括x轴滑轨、x轴支架和x轴驱动电机，所述x轴滑轨水平固定在所述x轴支架上，所述x轴丝杆与所述x轴滑轨相互平行，所述第二滑块与所述x轴滑轨滑动接触，所述x轴驱动电机用于驱动所述x轴丝杆转动。

进一步地，所述y2轴移动单元中还包括y2轴滑轨、y2轴支架和y2轴驱动电机，所述y2轴滑轨水平固定在所述y2轴支架上，所述y2轴丝杆与所述y2轴滑轨相互平行，所述第三滑块与所述y2轴滑轨滑动接触，所述y2轴驱动电机用于驱动所述y2轴丝杆转动。

优选地，所述x轴丝杆与所述y1轴丝杆、所述z轴丝杆以及所述y2轴丝杆均垂直衔接，且所述y1轴丝杆和所述z轴丝杆位于所述x轴丝杆的一端，所述y2轴丝杆位于所述x轴丝杆的另一端。

优选地，所述清洁单元为清洗脱水桶和/或梳理除杂结构；所述梳理除杂结构中包括气缸、除杂槽、推杆和梳齿板，所述除杂槽位于所述第一机械手下方，所述推杆的一端固定在所述气缸的伸缩杆上，所述梳齿板水平固定在所述推杆的另一端，所述气缸的伸缩杆水平设置且正对所述除杂槽一侧。

进一步地，在所述除杂槽内底部还设置杂物收集盒；所述杂物收集盒可拆卸安装在所述除杂槽内底部。

进一步地，所述自动更换机构中还包括重力传感器，所述重力传感器设置在所述第三机械手的下方地面上。

进一步地，还包括紫外线杀菌灯，所述紫外线杀菌灯设置在所述自动更换机构的一侧，并位于所述第三机械手与所述重力传感器之间。

有益效果：本发明中，将自动清洁机构、自动收纳机构、自动传递机构和自动更换机构结合在一起使用，自动清洁机构能够对放在第一机械手上的清洁工具进行自动清洗和除尘，自动传递机构中的第二机械手能够将第一机械手上清洁完毕的清洁工具取走放在自动收纳机构的收纳转盘上，收纳转盘能够将暂时不用的多个清洁工具整齐地悬挂起来，当需要取用清洁工具时，通过自动传递机构上的第二机械手将收纳转盘上距离x轴丝杆最近的清洁工具取出并传递给自动更换机构中的第三机械手中，第三机械手再将清洁工具更换到设定位置处以便于用户取用；当再次需要从收纳转盘上取用清洁工具时，自动收纳机构中的驱动电机只需通过转轴将收纳转盘转动一个角度，将待取用的清洁工具转动到距离x轴丝杆距离最近，即可以再次通过上述同样的方式对其进行取用。本发明通过各机构中的移动单元和机械手的配合，实现清洁工具在各机构之间的传递，集成化和自动化程度较高，便于清洁工具的清理、收纳、更换和管理。

附图说明

图1为清洁工具的自动维护装置的整体结构示意图,；

图2为第一组自动清洁机构的放大结构示意图；

图3为第二组自动清洁机构的放大结构示意图；

图4为自动收纳机构的放大结构示意图；

图5为清洁工具的自动维护装置的外罩结构示意图；

图6为打开外罩上的取用窗口后观察到的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种清洁工具的自动维护装置，如图1所示，该装置由两组自动清洁机构、自动收纳机构、自动传递机构和两组自动更换机构组成，其中，如图2，每组自动清洁机构均由清洁单元、第一机械手23、z轴移动单元和y1轴移动单元组成，第一机械手23通过第一滑块24与z轴移动单元中的z轴丝杆25螺纹连接，z轴移动单元通过滑台26与y1轴移动单元中的y1轴丝杆27螺纹连接，清洁单元位于第一机械手23下方；其中一组自动清洁机构中的清洁单元为清洗脱水桶31；如图3，另一组自动清洁机构中的清洁单元为梳理除杂结构，该梳理除杂结构由气缸32、除杂槽33、推杆34和梳齿板35组成，除杂槽33位于第一机械手23下方，除杂槽33的底部设置可拆卸的杂物收集盒36，杂物收集盒36底部设置接触开关（图中未示出），推杆34的一端固定在气缸32的伸缩杆上，梳齿板35水平固定在推杆34的另一端，气缸32的伸缩杆水平设置且正对除杂槽33一侧；

第一机械手23通过第一滑块24与z轴移动单元中的z轴丝杆25螺纹连接，z轴移动单元通过滑台26与y1轴移动单元中的y1轴丝杆27螺纹连接；z轴移动单元由z轴丝杆25、z轴滑轨28、z轴支架29和z轴驱动电机30组成，第一机械手23通过第一滑块24与z轴丝杆25螺纹连接，z轴滑轨28竖直固定在z轴支架29上，z轴丝杆25与z轴滑轨28相互平行，第一滑块24与所述z轴滑轨28滑动接触，z轴驱动电机30用于驱动z轴丝杆25转动；y1轴移动单元由y1轴丝杆27、y1轴滑轨、y1轴支架和y1轴驱动电机组成（因为y1轴传递单元中的y1轴丝杆27与y1轴滑轨、y1轴支架和y1轴驱动电机之间的位置关系及结构与z轴移动单元中的z轴丝杆25与z轴滑轨28、z轴支架29和z轴驱动电机30的位置关系及结构相同，所以图中没有示出），z轴移动单元通过滑台26与y1轴移动单元中的y1轴丝杆27螺纹连接，y1轴滑轨水平固定在y1轴支架上，y1轴丝杆27与y1轴滑轨相互平行，滑台26与y1轴滑轨滑动接触，y1轴驱动电机用于驱动y1轴丝杆27转动；

如图4，自动收纳机构由驱动电机1、转轴2和收纳转盘3组成，转轴2的顶端与收纳转盘3固定连接，转轴2的底端与驱动电机1的输出轴固定连接，驱动电机1用于通过转轴2驱动收纳转盘3转动，收纳转盘3的边缘一周开设多个卡槽4，用于悬挂待收纳的清洁工具16；

自动传递机构由x轴传递单元和两个第二机械手7组成，x轴传递单元由x轴丝杆9、x轴滑轨、x轴支架和x轴驱动电机组成（因为x轴传递单元中的x轴丝杆9与x轴滑轨、x轴支架和x轴驱动电机之间的位置关系及结构与z轴移动单元中的z轴丝杆25与z轴滑轨28、z轴支架29和z轴驱动电机30的位置关系及结构相同，所以图中没有示出），第二机械手7通过第二滑块8与x轴丝杆9螺纹连接，x轴滑轨水平固定在x轴支架上，x轴丝杆9与x轴滑轨相互平行，第二滑块8与x轴滑轨滑动接触，x轴驱动电机用于驱动x轴丝杆9转动；

每组自动更换机构均由y2轴移动单元和第三机械手10组成，y2轴移动单元由y2轴丝杆12、y2轴滑轨、y2轴支架和y2轴驱动电机组成（因为y2轴传递单元中的y2轴丝杆12与y2轴滑轨、y2轴支架和y2轴驱动电机之间的位置关系及结构与z轴移动单元中的z轴丝杆25与z轴滑轨28、z轴支架29和z轴驱动电机30的位置关系及结构相同，所以图中没有示出），第三机械手10通过第三滑块11与y2轴丝杆12螺纹连接，y2轴滑轨水平固定在y2轴支架上，y2轴丝杆12与y2轴滑轨相互平行，第三滑块11与y2轴滑轨1滑动接触，y2轴驱动电机用于驱动y2轴丝杆12转动；两组y2轴移动单元中的两个y2轴丝杆相互平行设置；

上述x轴丝杆9与z轴丝杆25、y1轴丝杆27以及两个y2轴丝杆12均垂直衔接，且z轴丝杆25和y1轴丝杆27位于x轴丝杆9的一端，两个y2轴丝杆12位于x轴丝杆9的另一端。

在其中一组自动更换机构中的y2轴丝杆12距离x轴丝杆9较远的一端端部，还固定有第三机械手13，第三机械手13用于抓住簸箕14。

本实施方式中的清洁工具的自动维护装置的工作原理如下：

用户将分别将两种清洁工具（比如拖把a和扫把b）置于第一组和第二组自动清洁机构中的第一机械手23上，第一机械手23抓住拖把a，z轴驱动电机驱动z轴丝杆25正转，进而带动第一滑块24（即第一机械手23）通过z轴滑轨28沿z轴丝杆25下移；在第一组自动清洁机构中，当拖把头下移到清洗脱水桶31内，清洗脱水桶31将拖把头清洗干净并甩干，然后z轴驱动电机30驱动z轴丝杆25反转，带动第一滑块24（即第一机械手23）通过z轴滑轨28沿z轴丝杆25上移，上移到止点后，y1轴驱动电机驱动y1轴丝杆27正转，带动滑台26（即第一机械手23）通过y1轴滑轨沿y1轴丝杆27向x轴丝杆9方向移动；

在第二组自动清洁机构中，当扫把头下移到除杂槽33底部杂物收集槽36内接触到接触开关之后，接触开关闭合，z轴驱动电机30停止正转，进而z轴丝杠25停止转动，第一滑块24停止下移，第一机械手23停止下移，最终扫把b停止下移，然后气缸32伸长，气缸32的伸缩杆带动推杆34进而带动梳齿板35向除杂槽33内移动，直至梳齿板35上的各梳齿嵌插在扫把头内，z轴驱动电机30反转，通过z轴丝杆25的转动带动第一滑块24沿z轴滑轨28上移，进而带动第一机械手23和扫把b上移，拖把b上移后，接触开关断开，气缸32收缩，使梳齿板35与除杂槽33分离，清除掉的杂物落入杂物收集盒36内，完成一次除杂操作；如果扫把头经过一次除杂操作没有被清理干净，则z轴驱动电机30会再次正转，通过与上述相同的方法将扫把头再次下移到除杂槽33内进行除杂操作，如此反复，直至扫把头被清理干净，第一机械手23将扫把b上移到止点后，y1轴驱动电机驱动y1轴丝杆27正转，带动滑台26（即第一机械手23）通过y1轴滑轨沿y1轴丝杆27向x轴丝杆9方向移动；

在两组自动清洁机构中的第一机械手23通过y1轴滑轨沿y1轴丝杆27向x轴丝杆9方向移动的同时，x轴驱动电机驱动x轴丝杆9正转，分别带动两个第二滑块8（即两个第二机械手7）通过x轴滑轨沿x轴丝杆9向y1轴丝杆27方向移动，当第二机械手7与对应的第一机械手23衔接后，两个第一机械手23分别将拖把a和扫把b松开，两个第二机械手7分别将拖把和扫把抓住，然后x轴驱动电机驱动x轴丝杆9反转，带动两个第二滑块8（即两个第二机械手7）通过x轴滑轨沿x轴丝杆9向自动收纳机构方向移动；

当两个第二机械手7通过x轴滑轨沿x轴丝杆9移动到自动收纳机构位置处后，距离收纳转盘较近的第一个第二机械手7将扫把放到收纳转盘3上距离x轴丝杆9距离最近的一个空的卡槽4上，然后通过驱动电机1的驱动，收纳转盘3旋转一个角度，使收纳转盘3上其它任意一个空的卡槽4旋转到距离x轴丝杆9距离最近的位置，同时，第二个第二机械手7通过x轴滑轨沿x轴丝杆9移动到距离收纳转盘3最近的位置，把拖把a放到收纳盘3上距离x轴丝杆9距离最近的一个空的卡槽4上；通过这种方式，本装置能够将多个拖把a和扫把b悬挂在收纳转盘3边缘处的各个卡槽4内；

当需要取用拖把a和扫把b时，x轴驱动电机驱动x轴丝杆9正转，带动第二滑块8（即第二机械手7）通过x轴滑轨沿x轴丝杆9向自动收纳机构方向移动，当第二机械手7与收纳转盘3上距离x轴丝杆9距离最近的一个清洁工具衔接后，第二机械手7将拖把a和扫把b从收纳3的卡槽4内取下并抓住，然后x轴驱动电机驱动x轴丝杆9反转，带动第二滑块8（即第二机械手7）通过x轴滑轨沿x轴丝杆9向y2轴丝杆12方向移动，与此同时，y2轴驱动电机驱动y2轴丝杆12正转，带动第三滑块11（即第三机械手10）通过y2轴滑轨沿y2轴丝杆12向x轴丝杆9方向移动，当第二机械手7移动到与第三机械手10衔接后，第二机械手7将清洁工具16松开，第三机械手10将清洁工具16抓住，然后y2轴驱动电机驱动y2轴丝杆12反转，带动第三滑块11（即第三机械手10）通过y2轴滑轨沿y2轴丝杆12移动到清洁工具16预定的存放地点后停止，在该停放地点，用户可以取用位于第三机械手10上的清洁工具16；设置两个第二机械手7和两个第三机械手10的目的是一次可以取用两种不同的清洁工具，如果一次需要取用更多种类的清洁工具，也可以相应地增加第二机械手7和第二机械手10的数量。

在实际应用中自动清洁机构、自动收纳机构、自动传递机构和自动更换机构都设置在一个外罩5内，如图,5，在外罩5侧壁对应自动更换机构的位置开设有取用窗口6，对应自动收纳机构的位置开设收纳窗口17，对应自动清洁机构的位置开设清洁窗口37，用户只需要将取用窗口6打开即可取用第三机械手10上的清洁工具，只需要将收纳窗口17打开即可将待收纳的清洁工具悬挂到自动收纳机构的收纳转盘3上，只需要将清洁窗口37打开既可以将待清洁的清洁工具置于自动清洁机构中的第一机械手23上进行清洁，在不使用状态，上述取用窗口6、收纳窗口17和清洁窗口37都是关闭状态，使得本装置整体外观非常整洁；另外，在清洁窗口37外侧底部还可以设置用于手动清洗拖把a的清洗槽38，便于用户任意选择手动清洗拖把或自动清洗拖把。

实施方式2：

本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于：在实施方式1中，由第三机械手10抓住位于预设位置处的清洁工具16，如果清洁工具头掉了，当用户来这里取用清洁工具16时将会取到一个无法使用的清洁工具，此时，用户需要自己安装上清洁工具头，有时候清洁工具头是永久损坏的话将无法使用，重新再从自动收纳机构中清洗后由自动传递机构传递过来还需要等待一段时间，这样就会浪费用户的时间；

而在本实施方式中，自动更换机构中，在第三机械手10下方的地面上（即清洁工具16预设存放位置的下方地面上）还设置重力传感器19，如图6，若清洁工具头掉落，则重力传感器19能够感应到清洁工具头掉落，然后就可以通过警报等提示用户将损坏的清洁工具16拿走，第三机械手10上无清洁工具16时，第二机械手7将会以在实施方式1中相同的方式，由x轴驱动电机驱动移动到与收纳转盘3上距离x轴丝杆9距离最近的清洁工具衔接，将该清洁工具16取走并送到第三机械手10上，第三机械手10也会以在实施方式1中相同的方式，由y2轴驱动电机驱动移动到清洁工具16预设的存放位置。

所以，本实施方式通过在清洁工具16预设的存放位置下方地面上安装重力传感器19，能够预先检测到清洁工具头有无脱落，能够预先提示用户将损坏的清洁工具16拿走，并能自动将无损坏的清洁工具16置于存放位置，以便于用户随时取用，节省时间。

本实施方式中，如图6，还可以在取用窗口6内设置清洁刷摆放处20、毛巾架21、清洁液摆放处22等结构，以便于放置更多的清洁工具，方便用户取用；在毛巾架21周围还可以设置红外检测器15，用于检测毛巾架上有无毛巾，没有毛巾时可以提示用户及时将毛巾放进去，以便于后续取用。

除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。

实施方式3：

本实施方式为实施方式2的进一步改进，主要改进之处在于：在实施方式2中，自动更换机构中没有杀菌消毒设备，停放在自动更换机构中的清洁工具16无法消毒杀菌，容易造成装置内细菌增生，长时间使用后气味较大；而在本实施方式中，还在自动更换机构一侧设置紫外线杀菌灯18，如图,6，紫外线杀菌灯18设置在第三机械手10与重力传感器之间，因为这个地方正好的清洁工具头所在位置，紫外线杀菌灯18设置在这个位置能够正对清洁工具头，便于对其有效杀菌。

除此之外，本实施方式与实施方式2完全相同，此处不做赘述。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。