一种路灯灯柱清洁机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，具体的说是一种路灯灯柱清洁机器人。

背景技术：

众所周知，在学校、公园和一些大型展览馆，常常设有一些灯柱，以达到较好的观赏效果，这些灯柱与普通路灯不同，其结构通常为圆柱形，周身发亮。这些在使用一段时间后表面会留有灰尘，影响其观赏效果，因为灯柱较高，人工擦洗起来十分不方便。

目前存在一些路灯装置，但是对灯柱的清洗装置应用较少，对于灯柱的清洗装置主要问题在于如何实现装置自动攀爬，因为灯柱的形状为圆形，且灯柱的制作材料使得其本身强度一般不高，难以承受大强度的挤压，这对攀爬机构的设计带来难度。本发明提供一种路灯灯柱清洁机器人，可以对灯柱表面进行清洗，通过三个履带式的装置来实现对灯柱的攀爬，以传动链条带动皮带运动代替履带来减小对灯柱表面的破坏，防止灯柱表面受挤压过大造成破碎，设计了调节架和弹簧来调节攀爬机构和灯柱间的压力，并且通过调节，可以使攀爬机构适应不同直径大小灯柱的攀爬，通过一号槽的设计，使皮带在运动时能够形成凹面，与灯柱接触效果更好，有效防止打滑，在清洁方面利用四个有弧度的滚筒将灯柱环绕住，进行比较全面的清洁，并且可以防止压力过大造成灯柱损坏。

技术实现要素：

针对现有工作人员在积极解决上述问题，但是尚未取得有效的改善，本发明提供一种路灯灯柱清洁机器人，可以对灯柱表面进行清洗，通过三个履带式的装置来实现对灯柱的攀爬，以传动链条带动皮带代替履带来减小对灯柱表面的破坏，防止灯柱表面受挤压过大造成破碎，设计了调节架和弹簧来调节攀爬机构和灯柱间的压力，并且通过调节，可以使攀爬机构适应不同直径大小灯柱的攀爬。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种路灯灯柱清洁机器人，包括支撑机构、攀爬机构、清洁机构和灯柱。

所述的支撑机构上设有一号固定架、二号固定架、三号固定架、四号固定架和固定臂；所述的一号固定架形状为圆盘形，一号固定架由两个半环组成，一号固定架上设有一号连接块和一号连接槽，在一号连接块和一号连接槽之间安装连接螺丝，通过调节连接螺丝，使得一号连接块和一号连接槽既可以固定到一起，又可以分开，这样设计的原因是，使得一号固定架可以实现打开和闭合的功能，以此实现将支撑机构安装到灯柱上；所述的四号固定架截面形状为圆环形，四号固定架由两个半圆环组成四号固定架安装在三号固定架上，四号固定架上设有二号连接块和二号连接槽；所述的二号固定架安装在固定臂上，二号固定架的安装位置在一号固定架和三号固定架之间，二号固定架与四号固定架结构完全相同；所述的三号固定架和一号固定架同轴心安装，三号固定架的结构与一号固定架完全相同，三号固定架和一号固定架之间通过固定臂连接；支撑机构主要起支撑和固定的作用。四个固定架的主要作用是用来固定攀爬机构，同时实现将支撑机构安装到灯柱上的功能，其实现原理与一号固定架相同。固定臂安装在固定架上，其一方面将四个固定架连接到一起，使四个固定架具有一定的稳定性，另一方面作用主要为将攀爬机构安装到固定臂上。

所述的攀爬机构安装在固定臂上，攀爬机构上设有支架、运动机构、调节架、一号固定轴和调节机构；所述的支架安装在固定臂上，支架上设有二号安装孔、三号安装孔和一号移动槽；所述的二号安装孔的直径与一号安装孔相同；所述的三号安装孔的数量为两个；所述的一号移动槽设置在支架的侧面，一号移动槽的数量为六个；一号移动槽的作用是让一号固定轴可以在其内进行滑动。

所述的运动机构安装在一号固定轴上，运动机构上设有运动带、传动链、一号齿轮、二号齿轮、三号齿轮、控制箱和安装架；所述的运动带材质为橡胶皮带，运动带安装固定在传动链上；所述的传动链安装在一号齿轮上，传动链的数量为两条；所述的一号齿轮安装在一号固定轴上，一号齿轮的数量为四个，其分别安装在安装架的两端；所述的二号齿轮分别与一号齿轮和三号齿轮相啮合，二号齿轮内安装有二号固定轴；所述的二号固定轴连接在安装架上；所述的安装架安装在一号固定轴上，安装架上设有一号槽、二号槽、二号移动槽、三号槽、四号安装孔、一号弹簧和三号固定轴；所述的二号槽为矩形槽；所述的三号槽为圆形槽，三号槽的数量为四个；所述的四号安装孔的数量为两个；所述的三号齿轮安装在三号固定轴上；所述的控制箱内安装有电机，电机与三号齿轮相连接；控制箱内设有控制开关和、集成电路板以及光信号接受装置，可以通过遥控器进行远程控制；该运动机构的工作过程，电机带动三号齿轮转动，三号齿轮带动二号齿轮运动，二号齿轮带动一号齿轮转动，一号齿轮带动传动链运动，传动链带动运动带，运动带与灯柱直接接触，通过静摩擦作用，使得运动机构能够攀爬灯柱。所述的一号槽的截面形状为月牙形凹槽，这样的设计是考虑运动带与灯柱接触时受挤压，运动带会沿着一号槽的形状发生一定的内凹，灯柱的接触面是外凸的，这样使得运动带与灯柱的接触面更大，可以防止打滑。所述的一号弹簧安装在三号槽内，一号弹簧与调节机构相接触，一号弹簧的弹力作用于调节机构，使其能够在二号移动槽内进行一定的位置变动，防止接触压力过大造成灯柱破坏。

所述的调节架安装在一号固定轴上，调节架下端安装在三号安装孔内，调节架的数量为两个，其分别安装在安装架的两侧，调节架上安装有调节螺丝和二号弹簧；所述的二号弹簧安装在调节架下端，二号弹簧一端与支架相连接，其另一端与调节架上部相连接；调节架的作用是用来调节一号固定轴在一号移动槽的位置，在调节架的下端设有二号弹簧，利用弹簧的伸缩性，使得一号固定轴在一号移动槽可以滑动，从而调节运动机构的位置，使得攀爬机构能够适应不同直径的灯柱，通过旋转调节螺丝能够调节二号弹簧的大小，使攀爬机构能够在灯柱上正常攀爬。

所述的调节机构安装在二号槽内，调节机构上设有活动架、活动臂、限位片、转动架、五号安装孔和六号安装孔；所述的活动架安装在二号槽内；所述的活动臂截面形状为圆形，活动臂安装在二号移动槽内；所述的五号安装孔设置在活动架的侧面；所述的转动架安装在五号安装孔内，转动架的数量为三个，转动架上设有一号滚筒、连接端；所述的一号滚筒安装在连接端上；所述的连接端安装在五号安装孔内；所述的一号弹簧上部分安装在六号安装孔内；调节机构的作用主要是使运动带与安装架之间减小磨损，在攀爬灯柱时，运动带与一号滚筒相接触，一号滚筒转动发生滚动摩擦，利用弹簧一号弹簧的伸缩性，使得调节机构在二号移动槽内可以进行一定的位置变动，这样既可以保证一号滚筒与运动带之间始终有一点的压力，防止运动带与灯柱接触打滑，同时也不会因为压力过大而使灯柱受到破坏。所述的一号滚筒表面设有弧度，这样是为了让运动带与灯柱的接触面增大。

所述的清洁机构安装在支撑机构上，清洁机构上设有固定盖和清洁架；所述的固定盖安装在四号固定架上，固定盖上设有七号安装孔、四号槽和三号弹簧；所述的四号槽的截面形状为圆形，其数量为四个；所述的三号弹簧安装在四号槽内，三号弹簧一端与固定盖相连接，三号弹簧另一端与清洁架相连接；所述的清洁架安装在四号槽内，清洁架上设有连接架、二号转轴和二号滚筒；所述的连接架安装在四号槽内，连接架下端为圆柱形；所述的二号滚筒安装在二号转轴上，二号滚筒表面安装有清洁毛巾，二号滚筒的表面设有弧度；所述的二号转轴安装在连接架上端；清洁机构在攀爬机构攀爬灯柱的运动中对灯柱表面进行清洁，二号滚筒与灯柱发生滚动摩擦，清洁毛巾用来清洁灯柱表面的灰尘，三号弹簧的作用是让滚筒和灯柱之间具有一定的压力，同时防止压力过大对灯柱造成损坏。所述的灯柱与攀爬机构相接触。

优选的，所述的固定臂数量为三个，固定臂一侧固定在三号固定架和一号固定架上，固定臂另一侧与攀爬机构相连接，固定臂上设有三个一号安装孔，固定臂作用是用来连接固定架，其上的三个一号安装孔，可以用来调节攀爬机构的的安装位置，使整个装置平衡性更好。

优选的，所述的四号固定架截面形状为圆环形，四号固定架由两个半圆环组成，四号固定架安装在三号固定架上，四号固定架上设有二号连接块和二号连接槽；所述的二号固定架安装在固定臂上，二号固定架的安装位置在一号固定架和三号固定架之间，二号固定架与四号固定架结构完全相同，四号固定架设计是为了方便安装和拆卸，便于将该装置安装到灯柱上。

优选的，所述的运动带材质为橡胶皮带，运动带安装固定在传动链上；所述的传动链安装在一号齿轮上，传动链的数量为两条，采用橡胶皮带具有一定的耐磨性，传动链主要是用来带动运动带转动。

优选的，所述的二号移动槽设置在二号槽的侧面，二号移动槽的数量为六个，二号移动槽的截面形状为键槽形，作用是使调节机构能够进行一定的位置变动。

优选的，所述的转动架安装在限位片之间，所述的限位片的数量为六个，限位片的作用是限制转动架的位置，防止其卡死。

优选的，所述的调节架安装在一号固定轴上，调节架下端安装在三号安装孔内，调节架的数量为两个，其分别安装在安装架的两侧，调节架上安装有调节螺丝和二号弹簧；所述的二号弹簧安装在调节架下端，二号弹簧一端与支架相连接，其另一端与调节架上部相连接，调节架的作用是用来调节一号固定轴在一号移动槽的位置，在调节架的下端设有二号弹簧，利用弹簧的伸缩性，使得一号固定轴在一号移动槽可以滑动，从而调节运动机构的位置，使得攀爬机构能够适应不同直径的灯柱，通过旋转调节螺丝能够调节二号弹簧的大小，使攀爬机构能够在灯柱上正常攀爬。

本发明的有益效果是：本发明提供一种路灯灯柱清洁机器人，可以对灯柱表面进行清洗，通过三个履带式的装置来实现对灯柱的攀爬，以传动链条带动皮带运动代替履带来减小对灯柱表面的破坏，防止灯柱表面受挤压过大造成破碎，设计了调节架和弹簧来调节攀爬机构和灯柱间的压力，并且通过调节，可以使攀爬机构适应不同直径大小灯柱的攀爬，通过一号槽的设计，使皮带在运动时能够形成凹面，与灯柱接触效果更好，有效防止打滑，在清洁方面利用四个有弧度的滚筒将灯柱环绕住，进行比较全面的清洁，并且可以防止压力过大在清洁时造成灯柱损坏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的正视图；

图3是本发明的安装结构示意图；

图4是本发明的侧视图；

图5、图6是本发明的攀爬机构的结构示意图；

图7是本发明攀爬机构的正视图；

图8是本发明图7的a-a面剖视图；

图9是本发明攀爬机构的侧视图；

图10是本发明攀爬机构的后视图；

图11是本发明攀爬机构无支架的安装示意图；

图12、图13是本发明运动机构的结构示意图；

图14是本发明的运动机构的正视图；

图15是本发明图14的b-b面剖视图；

图16是本发明图14的c-c面的剖视图；

图17、图18是本发明调节机构的结构示意图；

图19、图20是本发明转动架的结构示意图；

图21、图22是本发明的清洁机构的结构示意图；

图23是本发明22的d-d面的剖视图；

图24是本发明清洁架的结构示意图；

图25是本发明清洁架的正视图；

图中：支撑机构(1)、攀爬机构(2)、清洁机构(3)、灯柱(4)、一号固定架(11)、二号固定架(12)、三号固定架(13)、四号固定架(14)、固定臂(15)、支架(21)、运动机构(22)、调节架(23)、一号固定轴(24)、调节机构(25)、固定盖(31)、清洁架(32)、一号连接块(111)、一号连接槽(112)、二号连接块(141)、二号连接槽(142)、二号安装孔(211)、三号安装孔(212)、一号移动槽(213)、运动带(221)、传动链(222)、一号齿轮(223)、二号齿轮(224)、三号齿轮(225)、控制箱(226)、安装架(227)、调节螺丝(231)、二号弹簧(232)、活动架(251)、活动臂(252)、限位片(253)、转动架(254)、五号安装孔(255)、六号安装孔(256)、七号安装孔(311)、四号槽(312)、三号弹簧(313)、连接架(321)、二号转轴(322)、二号滚筒(323)、二号固定轴(2241)、一号槽(2271)、二号槽(2272)、二号移动槽(2273)、三号槽(2274)、四号安装孔(2275)、一号弹簧(2276)、三号固定轴(2277)、一号滚筒(2541)、连接端(2542)、清洁毛巾(3231)。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种路灯灯柱清洁机器人，包括支撑机构1、攀爬机构2、清洁机构3和灯柱4。

如图1、图3、图6、图7、图8所示，所述的支撑机构1上设有一号固定架11、二号固定架12、三号固定架13、四号固定架14和固定臂15；所述的一号固定架11形状为圆盘形，一号固定架11由两个半环组成，一号固定架11上设有一号连接块111和一号连接槽112，在一号连接块111和一号连接槽112之间安装连接螺丝，通过调节连接螺丝，使得一号连接块111和一号连接槽112既可以固定到一起，又可以分开，这样设计的原因是，使得一号固定架11可以实现打开和闭合的功能，以此实现将支撑机构1安装到灯柱上；所述的四号固定架14截面形状为圆环形，四号固定架14由两个半圆环组成四号固定架14安装在三号固定架13上，四号固定架14上设有二号连接块141和二号连接槽142；所述的二号固定架12安装在固定臂15上，二号固定架12的安装位置在一号固定架11和三号固定架13之间，二号固定架12与四号固定架14结构完全相同；所述的三号固定架13和一号固定架11同轴心安装，三号固定架13的结构与一号固定架11完全相同，三号固定架13和一号固定架11之间通过固定臂15连接；支撑机构1主要起支撑和固定的作用。四个固定架的主要作用是用来固定攀爬机构，同时实现将支撑机构1安装到灯柱上的功能，其实现原理与一号固定架11相同。固定臂15安装在固定架上，其一方面将四个固定架连接到一起，使四个固定架具有一定的稳定性，另一方面作用主要为将攀爬机构安装到固定臂15上。

如图1、图7、图9、图11、图13所示，所述的攀爬机构2安装在固定臂15上，攀爬机构2上设有支架21、运动机构22、调节架23、一号固定轴24和调节机构25；所述的支架21安装在固定臂15上，支架21上设有二号安装孔211、三号安装孔212和一号移动槽213；所述的二号安装孔211的直径与一号安装孔151相同；所述的三号安装孔212的数量为两个；所述的一号移动槽213设置在支架21的侧面，一号移动槽213的数量为六个；一号移动槽213的作用是让一号固定轴24可以在其内进行滑动。

如图1、图4、图8、图12、图14、图17、图19所示，所述的运动机构22安装在一号固定轴24上，运动机构22上设有运动带221、传动链222、一号齿轮223、二号齿轮224、三号齿轮225、控制箱226和安装架227；所述的运动带221材质为橡胶皮带，运动带221安装固定在传动链222上；所述的传动链222安装在一号齿轮223上，传动链222的数量为两条；所述的一号齿轮223安装在一号固定轴24上，一号齿轮223的数量为四个，其分别安装在安装架227的两端；所述的二号齿轮224分别与一号齿轮223和三号齿轮225相啮合，二号齿轮224内安装有二号固定轴2241；所述的二号固定轴2241连接在安装架227上；所述的安装架227安装在一号固定轴24上，安装架227上设有一号槽2271、二号槽2272、二号移动槽2273、三号槽2274、四号安装孔2275、一号弹簧2276和三号固定轴2277；所述的二号槽2272为矩形槽；所述的三号槽2274为圆形槽，三号槽2274的数量为四个；所述的四号安装孔2275的数量为两个；所述的三号齿轮225安装在三号固定轴2277上；所述的控制箱226内安装有电机，电机与三号齿轮225相连接；控制箱226内设有控制开关和、集成电路板以及光信号接受装置，可以通过遥控器进行远程控制；该运动机构的工作过程，电机带动三号齿轮225转动，三号齿轮225带动二号齿轮224运动，二号齿轮224带动一号齿轮223转动，一号齿轮223带动传动链222运动，传动链222带动运动带221，运动带221与灯柱4直接接触，通过静摩擦作用，使得运动机构22能够攀爬灯柱。所述的一号槽2271的截面形状为月牙形凹槽，这样的设计是考虑运动带与灯柱接触时受挤压，运动带会沿着一号槽2271的形状发生一定的内凹，灯柱的接触面是外凸的，这样使得运动带与灯柱的接触面更大，可以防止打滑。所述的一号弹簧安装在三号槽2274内，一号弹簧2276与调节机构25相接触，一号弹簧2276的弹力作用于调节机构，使其能够在二号移动槽内2273进行一定的位置变动，防止接触压力过大造成灯柱破坏。

如图1、图3、图6、图10、图14、图17、图25所示，所述的调节架23安装在一号固定轴24上，调节架23下端安装在三号安装孔212内，调节架23的数量为两个，其分别安装在安装架227的两侧，调节架23上安装有调节螺丝231和二号弹簧232；所述的二号弹簧232安装在调节架23下端，二号弹簧232一端与支架21相连接，其另一端与调节架23上部相连接；调节架23的作用是用来调节一号固定轴24在一号移动槽213的位置，在调节架23的下端设有二号弹簧232，利用弹簧的伸缩性，使得一号固定轴24在一号移动槽213可以滑动，从而调节运动机构22的位置，使得攀爬机构2能够适应不同直径的灯柱，通过旋转调节螺丝231能够调节二号弹簧232的大小，使攀爬机构2能够在灯柱上正常攀爬。

如图1、图3、图10、图14、图18、图20、图23所示，所述的调节机构25安装在二号槽2272内，调节机构25上设有活动架251、活动臂252、限位片253、转动架254、五号安装孔255和六号安装孔256；所述的活动架251安装在二号槽2272内；所述的活动臂252截面形状为圆形，活动臂252安装在二号移动槽2273内；所述的五号安装孔255设置在活动架251的侧面；所述的限位片253的数量为六个；所述的转动架254安装在五号安装孔255内，转动架254安装在限位片253之间，转动架254的数量为三个，转动架254上设有一号滚筒2541、连接端2542；所述的一号滚筒2541安装在连接端2542上，所述的一号滚筒2541表面设有弧度，这样是为了让运动带与灯柱的接触面增大；所述的连接端2542安装在五号安装孔255内；所述的一号弹簧2276上部分安装在六号安装孔256内；调节机构25的作用主要是使运动带221与安装架227之间减小磨损，在攀爬灯柱时，运动带221与一号滚筒2541相接触，一号滚筒2541转动发生滚动摩擦，利用弹簧一号弹簧2276的伸缩性，使得调节机构25在二号移动槽2273内可以进行一定的位置变动，这样既可以保证一号滚筒2541与运动带221之间始终有一点的压力，防止运动带221与灯柱接触打滑，同时也不会因为压力过大而使灯柱受到破坏。

如图1、图3、图6、图20、图21、图23、图25所示，所述的清洁机构3安装在支撑机构1上，清洁机构3上设有固定盖31和清洁架32；所述的固定盖31安装在四号固定架14上，固定盖31上设有七号安装孔311、四号槽312和三号弹簧313；所述的四号槽312的截面形状为圆形，其数量为四个；所述的三号弹簧313安装在四号槽312内，三号弹簧313一端与固定盖31相连接，三号弹簧313另一端与清洁架32相连接；所述的清洁架32安装在四号槽312内，清洁架32上设有连接架321、二号转轴322和二号滚筒323；所述的连接架321安装在四号槽312内，连接架321下端为圆柱形；所述的二号滚筒323安装在二号转轴322上，二号滚筒323表面安装有清洁毛巾3231，二号滚筒323的表面设有弧度；所述的二号转轴322安装在连接架321上端；清洁机构3在攀爬机构2攀爬灯柱的运动中对灯柱表面进行清洁，二号滚筒323与灯柱发生滚动摩擦，清洁毛巾3231用来清洁灯柱表面的灰尘，三号弹簧313的作用是让滚筒323和灯柱之间具有一定的压力，同时防止压力过大对灯柱造成损坏。所述的灯柱4与攀爬机构2相接触。

本实施例的一种路灯灯柱清洁机器人在使用时，首先打开固定架，将装置的三个攀爬机构2的运动带221与灯柱4相接触，然后将固定架闭合；然后打开固定盖31，将清洁机构3安装到灯柱上，其次将清洁机构3安装到四号固定架14上；启动电机，电机带动三号齿轮225转动，三号齿轮225带动二号齿轮224运动，二号齿轮224带动一号齿轮223转动，一号齿轮223带动传动链222运动，传动链222带动运动带221，运动带221与灯柱4直接接触，通过静摩擦作用，使得运动机构22灯柱上攀升，清洁机构3在攀爬机构2攀爬灯柱的运动中对灯柱表面进行清洁，二号滚筒323与灯柱发生滚动摩擦，清洁毛巾3231用来清洁灯柱表面的灰尘。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。