一种多角度自由变化清洗刷及无人洗车设备的制作方法

本发明涉及无人洗车领域，特别涉及一种多角度自由变化清洗刷及无人洗车设备。

背景技术：

无人洗车设备，指的是无需洗车人员介入即可全自动完成车辆清洗的设备，由于其具有清洗成本低效率高等优势，采用无人洗车机进行车辆清洗正慢慢成为有车一族的首选。

为了达到无人洗车的效果，无人洗车设备内至少需要包括清洗刷组件，水洗组件以及控制组件，在其中清洗刷组件是必不可少的洗车器件，且洗车效果好坏以及洗车效率高低都很大程度上取决于清洗刷组件。目前常见的无人洗车机为龙门式往复洗车设备，由于龙门式往复无人洗车设备本身结构的特点，其内的清洗刷组件的活动范围是有限的，从而导致洗车效果受到限制或者洗车效率变慢。比如，目前龙门式往复无人洗车设备内的清洗刷在龙门架的限高内进行高度方向的变动，为了能够清洗大车就需要增大龙门架的高度，进而导致无人洗车设备成本的增加的同时增大了无人洗车设备的运营成本；再比如，目前龙门式往复无人洗车设备的清洗刷的旋转角度也受到设备本身结构的限制，为了清洗车辆的车辆，往往需要设置顶刷，也在无形中增加了无人洗车设备的洗车成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多角度自由变化清洗刷以及无人洗车设备，该多角度自由变化清洗刷可三轴自由变化角度，确保刷子可以刷洗60cm-220cm高度之间的任意表面，可以让刷子以-30度到150度之间的任意角度姿对车机型刷洗，可以让刷子针对不同的表面调整合适的刷洗角度对车进行刷洗，确保车辆清洗效果。

本发明的目的在于提供一种多角度自由变化清洗刷以及无人洗车设备，该多角度自由变化清洗刷的结构高度紧凑，使得装配有该多角度自由变化清洗刷的无人洗车设备的体积尺寸大大减小。

为了实现以上任一发明目的，本发明提供一种多角度自由变化清洗刷，至少包括：依次连接的升降组件，刷体位置控制组件以及清洗刷，其中升降组件至少包括设置在高度方向上的升降电缸，刷体位置控制组件至少包括依次连接的平移组件，抬举组件以及旋转组件，其中平移组件平行水平面设置，抬举组件相对垂直面和水平面之间做弧周运动，旋转组件连接控制清洗刷。

相较现有技术，本发明具有以下的特点和有益效果：

1、该多角度自由变化清洗刷置于设备壳体内，包括可在高度方向上移动变化的升降组件，以及控制清洗刷在水平方向和抬举角度上变化位置的刷体位置控制组件，使得该多角度自由变化清洗刷具有灵活多变的清洗角度，可在任意角度姿对车机型刷洗，针对不同的表面调整合适的刷洗角度对车进行刷洗，确保车辆清洗效果。

2、该多角度自由变化清洗刷的角度自由变化，以使得装配有该多角度自由变化清洗刷的单一无人洗车设备即可完成整台待洗车辆的清洗任务，降低洗车成本。

3、该多角度自由变化清洗刷的升降组件和刷体控制位置控制组件可降低清洗刷的占地面积，进而减小无人洗车设备的体积尺寸，增加了无人洗车设备的应用场所的适用范围。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的应用有多自由度变化清洗刷的无人洗车设备的前视图。

图2是根据本发明的一实施例的应用有多自由度变化清洗刷的无人洗车设备的结构示意图。

图3是是根据本发明的一实施例的应用有多自由度变化清洗刷的无人洗车设备的另一结构示意图。

图4是根据本发明的一实施例的多自由度变化清洗刷的结构示意图。

图中：10-设备壳体，11-侧壁体，12-容置腔室，13-顶盖，20-升降组件，21-连接横杆，22-升降电缸，30-刷体位置控制组件，31-旋转组件，311-旋转电机，312-电机输出轴，32-抬举组件，321-抬举板，322-抬举电机，323-轴承，324-固定套，33-平移组件，331-平移主板，332-齿轮带，333-带轮，334-平移次板，40-清洗刷，41-刷毛，42-刷毛杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

本技术方案提供的多角度自由变化清洗刷可被应用于无人洗车设备中，该多角度自由变化清洗刷具有灵活多变的清洗角度，可在任意角度姿对车机型刷洗，针对不同的表面调整合适的刷洗角度对车进行刷洗，确保车辆清洗效果；具有该多角度自动变化清洗刷的无人洗车设备具有结构高度紧凑，尺寸体积小的优点。

具体的，本方案提供的多角度自由变化清洗刷至少包括依次连接的升降组件20，刷体位置控制组件30以及清洗刷40，其中升降组件20至少包括设置在高度方向上的升降电缸22，刷体位置控制组件30至少包括依次连接的平移组件33，抬举组件32以及旋转组件31，其中平移组件33平行水平面设置，抬举组件32相对垂直面和水平面之间做弧周运动，旋转组件31连接控制清洗刷40。

该多角度自由变化清洗刷被控制板连接控制，升降组件20在获取到控制板的升降指令后在高度方向上升降清洗刷40，刷体位置控制组件30在获取到控制板的位置调节指令后控制清洗刷40做三轴运动，旋转组件31在获取到控制板的工作指令后控制清洗刷40旋转工作。

另，本方案提供一种应用该多角度自由变化清洗刷的无人洗车设备，包括设备壳体10，控制板，以及其上提到的多角度自由变化清洗刷，多角度自由变化清洗刷置于设备壳体10内。

具体的，升降组件20采用多段式电缸设计，升降组件20包括设置在高度方向上的多段式的升降电缸22以及连接升降电缸22的连接横杆21，连接横杆21连接刷体位置控制组件30，以使得升降组件20可通过带动刷体位置控制组件30进而带动清洗刷40在高度方向上移动。

为了保证升降组件20升降时的稳定性和匀称性，升降电缸22对称分置于清洗刷40的两侧，且两侧的升降电缸22同步驱动实现清洗刷40的高度位置的变化，以此方式也可保证整体结构的稳定性。在本方案的具体实施例中，选择三段式结构的升降电缸22，升降电缸22的升降高度控制在60cm-220cm，以使得清洗刷40可刷洗60cm-220cm高度之间的任意表面。

为了更优化尺寸结构，本方案的连接横杆21连接于升降电缸22靠近顶端的位置，连接横杆21横跨清洗刷所在位置并连接平移组件33。且升降电缸22的顶端连接顶盖15，以驱动顶盖15随之一起发生位置变动，这样的好处在于避免顶盖影响清洗刷40的位置调节。

值得一提的是，传统的龙门式洗车机的高度至少需要比车辆本身高度高，这样才可以保证车辆能够进入龙门式洗车机内被清洗；且在传统的龙门式洗车机的盖顶是固定的，清洗刷难以在其内进行自由的升降，导致龙门洗车机的高度直接相关于清洗高度，从而导致龙门式洗车机的高度较高，难以被应用在有限高的场所。而，本方案的无人洗车设备的升降组件20设置就使得整机高度大幅度地减少，整机的体积尺寸也得到很好的优化。

刷体位置控制组件30的平移组件33采用同步带轮的机构，带动清洗刷40在水平方向上前移或后退，实现靠近或远离车辆的操作。

具体的，平移组件30包括平移主板331，齿轮带332，带轮333，平移次板334以及驱动电机(图中未标出)，其中平移主板331和连接横杆21连接，平移次板334和抬举组件32连接，平移次板334和平移主板331之间以同步带轮传动的方式进行平移，不同于其他传统方式，同步带轮传动可承载更重的传动物以及控制传动的平行度，本方案的清洗刷40，抬举组件32，旋转组件31等元件具有相当分量的重量，故本方案在此采用同步带轮传动的方式进行平移。

齿轮带332设置在平移主板331的底侧，带轮333连接平移次板334，且带轮333连接驱动电机，其中齿轮带332内侧齿结构和带轮333的外齿结构匹配，以使得带轮333可在齿轮带332内沿着设计的行程移动。

值得一提的是，本方案的平移次板334沿着水平方向的行程移动，设定无人洗车设备的高度为垂直方向。

抬举组件32包括抬举板321，抬举电机322以及轴承323，其中抬举板321活动连接于平移次板334，抬举板321通过轴承322连接抬举电机322，连接有清洗刷40的旋转组件31连接抬举板321，抬举电机322带动抬举板321相对垂直面和水平面之间做弧周运动，进而带动清洗刷40的位置变动。

抬举组件32通过抬举电机322带动轴承323运动，实现清洗刷40在垂直方向上的举平动作，并可把清洗刷40姿态保持在-30度到150度任意一个角度上，具体的，抬举板321的一侧通过轴承323连接抬举电机322，抬举电机322的输出轴控制轴承323做相对垂直面和水平面之间的弧周运动，运动行程为-30度到150度之间(以高度为0度垂直线)。

在本方案中，抬举板321的轴承323活动置于固定套324内，固定套324连接平移次板334，以使得抬举组件32可实现和平移组件33的连接的同时实现抬举。具体的，平移次板324包括横板和分置两侧的竖板，其中竖板相对横板垂直向下设置，固定套324穿过竖板同时连接竖板，抬举板321置于两侧竖板之间形成的空间内。即，抬举电机322带动轴承323在固定套324内活动，由于轴承323连接抬举板321，抬举板321也随之运动，固定套324连接平移次板333，从而实现抬举组件32和平移组件33之间的连接。

旋转组件31包括旋转电机311和与旋转电机311连接的电机输出轴312，其中电机输出轴312连接清洗刷40，且在旋转电机311的作用下带动清洗刷40旋转。

旋转组件31连接置于抬举组件32上，具体的，抬举板321上形成可供电机输出轴312穿过的通孔，旋转电机311置于抬举板321上侧且连接于抬举板321，实现旋转组件31和抬举组件20的连接。

值得一提的是，抬举电机322置于平移次板334的竖板边侧，旋转电机311至于两侧竖板内部的空间内。即，旋转组件30充分利用平移次板334和抬举板321之间的距离，充分利用无人洗车设备的空间，以使得该无人洗车设备的体积尺寸得到进一步地优化。

总结而言，本方案提供的无人洗车设备的升降组件20实现清洗刷40在高度方向上的运动，平移组件33实现清洗刷40在水平方向上的运动，抬举组件32实现清洗刷40在高度方向上的抬举，旋转组件31实现清洗刷40运转。本方案通过几个结构的联合控制，使得该无人洗车设备可根据车身表面的结构状态，保持一个最合适的角度姿态去刷洗车辆，确保刷洗贴合度。

比如，在需要刷洗车身时，刷子可保持在低位竖直状态；需要刷洗车窗时，刷子保持在高位并保持一个-10度左右的倾斜角度以贴合车窗；在需要刷洗车顶时，刷子保持水平状态，并根据车顶外轮廓自适应上下移动。

另外值得一提的是，本方案的平移组件33可使得清洗刷40相对设备壳体10向外侧运动，进而为清洗刷40提供足够的抬举空间，实现清洗刷40多角度的位置变化，以更好地满足洗车要求。且，本方案的升降组件20和刷体位置控制组件30可同时被控制驱动。

本方案提供的清洗刷40包括刷毛杆42和置于刷毛杆42外周侧的刷毛41，其中刷毛杆42和电机输出轴312连接，以在电机输出轴312的作用下旋转。清洗刷40的形状尺寸不大于容置腔室12，以使得该清洗刷40在非使用状态下可容置在容置腔室12内。

另，在一些实施例中，刷毛41设计为特殊的梯形结构，刷毛41的横向宽度从靠近刷毛杆42的一侧向外依次变小，进而使得靠近外侧的刷毛41之间的间隔大于靠近内侧的刷毛41的面积，这样的设计可在降低制作成本的同时提高清洗效率，与此同时，梯形形状的刷毛还可以起到更好的刷到车窗上沿的部分，增加刷洗干净程度的作用。

另外，该设备壳体10包括侧壁体11以及顶盖13，其中侧壁体11形成至少设有单侧开口的容置腔室12，顶盖13置于侧壁体11顶侧，多角度自由变化清洗刷置于容置腔室12内。此时，当多角度自由变化清洗刷被收纳在容置腔室12内时，无人洗车设备的尺寸仅仅控制为设备壳体10的尺寸大小即可。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。