一种带有旋转变位组件的外墙清洁机器人的制作方法

本发明涉及一种带有旋转变位组件的外墙清洁机器人。

背景技术：

随着经济的高速发展，城市中高楼大厦越建越多，且越来越多的高楼大厦外墙面都会采用玻璃材料进行安装，以获得良好的采光效果，而在对玻璃外墙面进行清洗时，往往是通过人工高空作业的方式进行清洁，这样会存在较大的安全隐患，不利于人身安全，而且人工高空作业的环境要求相对较高，导致清洁效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种带有旋转变位组件的外墙清洁机器人。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种带有旋转变位组件的外墙清洁机器人，包括滑动位移机构和旋转变位机构，所述滑动位移机构用于吸住外界墙面和带动旋转变位机构移动；

所述旋转变位机构包括旋转变位组件和清洁组件；所述旋转变位组件包括第一连接板、连接盘、外齿圈、上支架、旋转变位驱动机、下支架、活动板和第一静电吸盘，所述第一连接板与滑动位移机构连接，所述连接盘的顶端与第一连接板固定连接，所述外齿圈固定套设在连接盘上，所述连接盘的底端与上支架通过轴承件连接，所述旋转变位驱动机固定在上支架上，所述旋转变位驱动机的输出端通过齿轮与外齿圈传动连接，所述下支架通过连接杆与上支架连接，所述下支架上间隔设置有第一电磁铁，所述活动板上间隔设置有第一连接柱，所述第一连接柱的另一端活动穿过下支架并限制在下支架上，所述第一连接柱上套设有第一弹簧，所述第一连接柱与第一电磁铁错开设置，所述第一弹簧的两端分别与下支架、活动板顶靠，所述第一静电吸盘固定在活动板的底面；所述清洁组件连接在上支架的底面，并用于对外界墙面进行清洁。

其中，所述清洁组件包括第二连接板、清洁固定座、清洁驱动电机、清洁三通接头、分水管、毛刷件和漏斗形的密封罩，所述第二连接板固定在上支架上，所述清洁固定座固定在第二连接板的底面，所述清洁驱动电机固定在清洁固定座上，所述毛刷件包括毛刷连接管和毛刷圆盘，所述毛刷连接管的一端与毛刷圆盘固定连接，所述毛刷连接管的另一端与清洁固定座转动连接、并且通过锥齿轮组与清洁驱动电机的输出端连接，所述分水管的一端伸入毛刷连接管内并穿过毛刷圆盘后伸出，所述清洁三通接头固定在分水管的另一端，所述清洁三通接头设有进水端和出水端，所述分水管设有中心通道和沿分水管轴向且圆周阵列分布的出水通道，所述毛刷圆盘沿径向间隔设置有吸水通道和对应吸水通道设置的吸水嘴，所述进水端与中心通道连通，所述出水端与出水通道连通，所述吸水通道与出水通道连通，所述吸水嘴与吸水通道连通，所述密封罩的漏嘴端固定在清洁固定座上，所述毛刷连接管的另一端通过轴承件与密封罩的漏嘴端转动连接，所述密封罩设有柔性密封环。

其中，所述分水管的一端设置有环形缺口，所述环形缺口与出水通道连通，所述环形缺口与毛刷圆盘配合形成一个出水腔体，所述出水腔体均与出水通道、吸水通道连通，所述出水腔体的两端分别设置有密封圈。

其中，所述滑动位移机构包括滑动位移电机、滚珠丝杆、第一升降座、第二升降座、第一升降气缸、第二升降气缸、第一吸附组件和第二吸附组件，所述滑动位移电机固定在第一升降座上，所述滚珠丝杆的一端转动连接在第一升降座上并与滑动位移电机的输出端连接，所述滚珠丝杆的另一端转动连接在第二升降座上，所述第一连接板与滚珠丝杆的丝杆螺母固定连接，所述第一升降气缸固定在第一吸附组件上，所述第一升降气缸的输出端与第一升降座连接，所述第二升降气缸固定在第二吸附组件上，所述第二升降气缸的输出端与第二升降座连接，所述第一升降座与第二升降座之间连接有导向光轴，所述导向光轴通过光轴滑块与第一连接板固定连接，所述第一升降座与第一吸附组件之间还连接有第一导向构件，所述第二升降座与第二吸附组件之间还连接有第二导向构件，所述第一吸附组件、第二吸附组件均用于吸住和松开外界墙面。

其中，所述第一吸附组件包括第一吸附固定板、第一吸附固定座、第一浮动板、第二电磁铁和第二静电吸盘，所述第一升降气缸固定在第一吸附固定板上，所述第一吸附固定座固定在第一吸附固定板的底面，所述第二电磁铁固定在第一吸附固定座上，所述第一浮动板上对称凸设有第二连接柱，所述第二连接柱的另一端活动限制在第一吸附固定座上，所述第二连接柱上套设有第二弹簧，所述第二弹簧的两端分别与第一浮动板、第一吸附固定座顶靠。

其中，所述第二吸附组件包括第二吸附固定板、第二吸附固定座、第二浮动板、第三电磁铁和第三静电吸盘，所述第二升降气缸固定在第二吸附固定板上，所述第二吸附固定座固定在第二吸附固定板的底面，所述第三电磁铁固定在第二吸附固定座上，所述第二浮动板上对称凸设有第三连接柱，所述第三连接柱的另一端活动限制在第二吸附固定座上，所述第三连接柱上套设有第三弹簧，所述第三弹簧的两端分别与第二浮动板、第二吸附固定座顶靠。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明通过设置旋转变位取件带动滑动位移机构旋转，以及滑动位移机构带动旋转变位机构移动，从而实现整个墙面的清洁工作，代替人工高空作业，解决人工高空作业方式存在的安全隐患，且适应性强，结构灵活，提高工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的外墙清洁装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的旋转变位机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的旋转变位组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的清洁组件的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的清洁组件的剖视图；

图6是本发明实施例提供的滑动位移机构的结构示意图；

图7是图6中i处的局部放大示意图；

图8是图6中ii处的局部放大示意图；

图9是本发明实施例提供的清洁三通接头的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的分水管的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的毛刷件的结构示意图；

附图标记说明：1-滑动位移机构；10-滑动位移电机；11-滚珠丝杆；12-第一升降座；13-第二升降座；14-第一升降气缸；15-第二升降气缸；16-第一吸附组件；161-第一吸附固定板；162-第一吸附固定座；163-第一浮动板；164-第二电磁铁；165-第二静电吸盘；166-第二弹簧；17-第二吸附组件；171-第二吸附固定板；172-第二吸附固定座；173-第二浮动板；174-第三电磁铁；175-第三静电吸盘；176-第三弹簧；18-导向光轴；

2-旋转变位机构；21-旋转变位组件；210-第一连接板；211-连接盘；212-外齿圈；213-上支架；214-旋转变位驱动机；215-下支架；216-活动板；217-第一静电吸盘；218-第一电磁铁；219-第一弹簧；22-清洁组件；220-第二连接板；221-清洁固定座；222-清洁驱动电机；223-清洁三通接头；224-分水管；225-毛刷件；2251-毛刷连接管；2252-毛刷圆盘；226-密封罩；227-锥齿轮组；228-柔性密封环；

a-进水端；b-出水端；c-中心通道；d-出水通道；e-吸水通道；f-吸水嘴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图11所示，本实施例所述的一种带有旋转变位组件的外墙清洁机器人，包括滑动位移机构1和旋转变位机构2，所述滑动位移机构1用于吸住外界墙面和带动旋转变位机构2移动；

所述旋转变位机构2包括旋转变位组件21和清洁组件22；所述旋转变位组件21包括第一连接板210、连接盘211、外齿圈212、上支架213、旋转变位驱动机214、下支架215、活动板216和第一静电吸盘217，所述第一连接板210与滑动位移机构1连接，所述连接盘211的顶端与第一连接板210固定连接，所述外齿圈212固定套设在连接盘211上，所述连接盘211的底端与上支架213通过轴承件连接，所述旋转变位驱动机214固定在上支架213上，所述旋转变位驱动机214的输出端通过齿轮与外齿圈212传动连接，所述下支架215通过连接杆与上支架213连接，优选地，所述连接杆的数量为6个，并呈圆周分布设置，结构更牢靠，所述下支架215上间隔设置有第一电磁铁218，优选地，第一电磁铁218的数量为3个，并呈等边三角形设置，所述活动板216上间隔设置有第一连接柱，优选地，第一连接柱呈等边三角形分布设置，所述第一连接柱的另一端活动穿过下支架215并限制在下支架215上，所述第一连接柱上套设有第一弹簧219，所述第一连接柱与第一电磁铁218错开设置，所述第一弹簧219的两端分别与下支架215、活动板216顶靠，所述第一静电吸盘217固定在活动板216的底面；所述清洁组件22连接在上支架213的底面，并用于对外界墙面进行清洁。

为了便于理解本发明的工作方式，以水平和垂直方向为例进行解释说明，工作时，滑动位移机构1吸住外界墙面，而清洁组件22对外界墙面进行清洁工作，滑动位移机构1带动清洁组件22在水平方向上并完成外界墙面一区域的清洁，然后旋转变位组件21工作，第一静电吸盘217吸住外界墙面，滑动位移机构1松开外界墙面，因旋转变位机构2固定在外界墙面上，滑动位移机构1在带动旋转变位机构2移动时，实际上是实现滑动位移机构1在水平方向上移动，滑动位移机构1在水平方向移动之后吸住外界墙面，此时第一电磁铁218通电，第一电磁铁218对第一静电吸盘217产生吸引力，使第一静电吸盘217松开外界墙面的同时带动活动板216压缩第一弹簧219，然后滑动位移机构1再次带动清洁组件22在水平方向进行清洁工作，如此重复动作完成外界墙面在该水平方向上的清洁工作；完成外界墙面在该水平方向的清洁工作后，旋转变位组件21工作，第一静电吸盘217吸住外界墙面，滑动位移机构1松开外界墙面，然后旋转变位驱动机214带动外齿圈212旋转，外齿圈212带动连接盘211顺时针旋转90度，连接盘211带动滑动位移机构1顺时针旋转90度，然后滑动位移机构1吸住外界墙面，同时对第一电磁铁218通电，使第一静电吸盘217松开外界墙面的同时带动活动板216压缩第一弹簧219，然后滑动位移机构1带动旋转变位机构2在垂直方向上移动一段距离，然后第一电磁铁218断电，在第一弹簧219的弹力作用下，第一静电吸盘217复位并吸住外界墙面，同时滑动位移机构1松开外界墙面，然后旋转变位驱动机214带动滑动位移逆时针旋转90度，然后滑动位移机构1吸住外界墙面，第一静电吸盘217松开外界墙面，这时清洁组件22位于另一水平方向上，然后在滑动位移机构1带动下，清洁组件22在外界墙面另一水平方向上进行清洁；如此重复上述动作，进行整个外界墙面的清洁，使清洁组件22在外界墙面上呈s形轨迹移动并进行清洁工作。

当然，本实施例中，旋转变位组件21可以带动滑动位移机构1实现360度的旋转，可根据实际情况，控制滑动位移机构1的旋转角度，使清洁组件22在外界墙面上呈规则或不规则的轨迹移动，结构的灵活度更高。

本实施例通过设置旋转变位取件带动滑动位移机构1旋转，以及滑动位移机构1带动旋转变位机构2移动，从而实现整个墙面的清洁工作，代替人工高空作业，解决人工高空作业方式存在的安全隐患，且适应性强，结构灵活，提高工作效率。

如图4、图5以及图9至图11所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述清洁组件22包括第二连接板220、清洁固定座221、清洁驱动电机222、清洁三通接头223、分水管224、毛刷件225和漏斗形的密封罩226，所述第二连接板220固定在上支架213上，所述清洁固定座221固定在第二连接板220的底面，所述清洁驱动电机222固定在清洁固定座221上，所述毛刷件225包括毛刷连接管2251和毛刷圆盘2252，所述毛刷连接管2251的一端与毛刷圆盘2252固定连接，所述毛刷连接管2251的另一端与清洁固定座221转动连接、并且通过锥齿轮组227与清洁驱动电机222的输出端连接，所述分水管224的一端伸入毛刷连接管2251内并穿过毛刷圆盘2252后伸出，所述清洁三通接头223固定在分水管224的另一端，所述清洁三通接头223设有进水端a和出水端b，所述分水管224设有中心通道c和沿分水管224轴向且圆周阵列分布的出水通道d，所述毛刷圆盘2252沿径向间隔设置有吸水通道e和对应吸水通道e设置的吸水嘴f，所述进水端a与中心通道c连通，所述出水端b与出水通道d连通，所述吸水通道e与出水通道d连通，所述吸水嘴f与吸水通道e连通，所述密封罩226的漏嘴端固定在清洁固定座221上，所述毛刷连接管2251的另一端通过轴承件与密封罩226的漏嘴端转动连接，所述密封罩226设有柔性密封环228。

具体地，工作时，将清水从清洁三通接头223的进水端a注入，清水经过进水端a流入分水管224的中心通道c内，经过中心通道c流出，同时清洁驱动电机222带动毛刷件225旋转，毛刷件225的毛刷圆盘2252对外界墙面进行清洁，而清水在离心力的作用下，沿径向甩出，将毛刷圆盘2252上刷洗下来的污渍冲洗到毛刷圆盘2252的边缘，而密封罩226上的柔性密封环228起到密封作用，防止污水流出密封罩226外，然后通过清洁三通接头223的出水端b、出水通道d、吸水通道e以及吸水嘴f对密封罩226内进行抽真空，而污水及污渍在气压作用下，经过吸水嘴f、吸水通道e、出水通道d和出水端b被吸走，从而将污水及污渍排出，实现外界墙面的清洁，机械化操作，提高工作效率；本实施例还可将清洁后的污水直接吸走，避免污水掉落影响环境和带来安全隐患。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述分水管224的一端设置有环形缺口，所述环形缺口与出水通道d连通，所述环形缺口与毛刷圆盘2252配合形成一个出水腔体，所述出水腔体均与出水通道d、吸水通道e连通，所述出水腔体的两端分别设置有密封圈，设置环形缺口，更利于出水通道d与吸水通道e的连通，而在出水腔体上安装密封圈，防止污水溢出，同时更利于对密封罩226抽真空。

如图6至图8所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述滑动位移机构1包括滑动位移电机10、滚珠丝杆11、第一升降座12、第二升降座13、第一升降气缸14、第二升降气缸15、第一吸附组件16和第二吸附组件17，所述滑动位移电机10固定在第一升降座12上，所述滚珠丝杆11的一端转动连接在第一升降座12上并与滑动位移电机10的输出端连接，所述滚珠丝杆11的另一端转动连接在第二升降座13上，所述第一连接板210与滚珠丝杆11的丝杆螺母固定连接，所述第一升降气缸14固定在第一吸附组件16上，所述第一升降气缸14的输出端与第一升降座12连接，所述第二升降气缸15固定在第二吸附组件17上，所述第二升降气缸15的输出端与第二升降座13连接，所述第一升降座12与第二升降座13之间连接有导向光轴18，优选地，导向光轴18的数量为2个，并对称设置在滚珠丝杆11的两边，所述导向光轴18通过光轴滑块与第一连接板210固定连接，所述第一升降座12与第一吸附组件16之间还连接有第一导向构件，所述第二升降座13与第二吸附组件17之间还连接有第二导向构件，设置第一导向构件及第二导向构件，使第一升降座12和第二升降座13移动更稳定，结构更牢靠，优选地，所述第一导向构件的数量为2两个，并对称设置在第一升降气缸14的两边，所述第二导向构件的数量为2个，并对称设置在第二升降气缸15的两边，所述第一吸附组件16、第二吸附组件17均用于吸住和松开外界墙面。

具体地，工作时，第一吸附组件16、第二吸附组件17同时吸住外界墙面，而旋转变位组件21松开外界墙面，第一升降气缸14、第二升降气缸15同时工作，分别带动第一升降座12、第二升降座13上升，从而带动旋转变位组件21上升，此时，如果旋转变位机构2在移动过程中遇到有障碍物，在第一升降气缸14和第二升降气缸15的顶升作用下，旋转变位机构2的整体高度高于障碍物，然后滑动位移电机10带动滚珠丝杆11转动，滚珠丝杆11的丝杆螺母带动旋转变位机构2移动，从而将旋转变位机构2越过障碍物，对障碍物两侧进行清洁；而在旋转变位机构2越过障碍物后，通过旋转变位组件21的旋转变位，可使整个外墙清洁装置位于障碍物的另一侧，将位于第一吸附组件16与第二吸附组件17之间的墙面进行清洁，清洁完成后，旋转变位组件21吸住外界墙面，而第一吸附组件16、第二吸附组件17同时松开外界墙面，然后滑动位移电机10带动滚珠丝杆11转动，而滚珠丝杆11的丝杆螺母不动，滚珠丝杆11两端同时同向移动，如此重复动作，可以使旋转变位机构2沿水平方向不断移动，带动清洁组件22进行外界墙面清洁；而旋转变位组件21带动滑动位移机构1进行旋转，当旋转90度时，滑动位移组件可以带动清洁组件22在垂直方向进行移动。

本实施例中的滑动位移机构1不但具有带动旋转变位机构2移动的作用，还具有带动旋转变位机构2越过障碍物的功能，结构更灵活。

本实施例中，所述第一导向构件和第二导向构件结构相同，所述第一导向构件包括第一导向杆和第一直线轴承，所述第一导向杆的一端固定在第一吸附固定板161上，其另一端通过第一直线轴承与第一升降座12连接；所述第二导向构件包括第二导向杆和第二直线轴承，所述第二导向杆的一端固定在第二吸附固定板171上，其另一端通过第二直线轴承与第二升降座13连接。

如图6和图7所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第一吸附组件16包括第一吸附固定板161、第一吸附固定座162、第一浮动板163、第二电磁铁164和第二静电吸盘165，所述第一升降气缸14固定在第一吸附固定板161上，所述第一吸附固定座162固定在第一吸附固定板161的底面，所述第二电磁铁164固定在第一吸附固定座162上，所述第一浮动板163上对称凸设有第二连接柱，所述第二连接柱的另一端活动限制在第一吸附固定座162上，所述第二连接柱上套设有第二弹簧166，所述第二弹簧166的两端分别与第一浮动板163、第一吸附固定座162顶靠；具体地，第二静电吸盘165吸附在外界墙面上，当第二电磁铁164通电时，第二电磁铁164对第二静电吸盘165产生吸引力，带动第二静电吸盘165靠近第二电磁铁164移动，第二静电吸盘165带动第一浮动板163移动，从而压缩第二弹簧166，从而实现第二静电吸盘165松开外界墙面；而在第二电磁铁164断电时，第二电磁铁164对第二静电吸盘165不产生吸引力，在第二弹簧166的弹力作用下，第一浮动板163复位，同时带动第二静电吸盘165复位，从而实现第二静电吸盘165吸住外界墙面。

如图6和图8所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述第二吸附组件17包括第二吸附固定板171、第二吸附固定座172、第二浮动板173、第三电磁铁174和第三静电吸盘175，所述第二升降气缸15固定在第二吸附固定板171上，所述第二吸附固定座172固定在第二吸附固定板171的底面，所述第三电磁铁174固定在第二吸附固定座172上，所述第二浮动板173上对称凸设有第三连接柱，所述第三连接柱的另一端活动限制在第二吸附固定座172上，所述第三连接柱上套设有第三弹簧176，所述第三弹簧176的两端分别与第二浮动板173、第二吸附固定座172顶靠；具体地，第三静电吸盘175吸附在外界墙面上，当第三电磁铁174通电时，第三电磁铁174对第三静电吸盘175产生吸引力，带动第三静电吸盘175靠近第三电磁铁174移动，第三静电吸盘175带动第二浮动板173移动，从而压缩第三弹簧176，从而实现第三静电吸盘175松开外界墙面；而在第三电磁铁174断电时，第三电磁铁174对第三静电吸盘175不产生吸引力，在第三弹簧176的弹力作用下，第二浮动板173复位，同时带动第三静电吸盘175复位，从而实现第三静电吸盘175吸住外界墙面。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。