[發明專利]一種自適應樓梯清掃機器人

在審

• 申請號: 202110187190.2
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112998585A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 袁湘月;張郅卓;秦祎晗;王中煜;陳高翔;于澤源
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: A47L11/24
• 分類號: A47L11/24;A47L11/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自適應樓梯清掃機器人，其特征在于，機身分為前中后三部分，中部機身為主體，前部機身為分塊滑軌清掃裝置，后部機身為伸縮擦洗裝置，前部機身和后部機身分別同中部機身之間通過兩組抬升臂連接；所述中部機身的兩側裝有共四個三星齒輪系和相連的共十二個驅動輪，所述三星齒輪系由其后方機身的四個直流電機驅動，直流電機由單片機控制。所述中部機身的內部裝有收集灰塵的集塵袋，供水的小型水箱和供電的鋰電池；所述后部機身為上、中、下三層結構，上層構件(1)設有一級齒條(4)和一級滑軌(3)，中層構件(5)設有多個一級齒輪、二級齒條(8)、二級滑軌(11)、皮帶(6)、皮帶輪(7)和多個突出的立柱；其中一級齒輪、二級齒條(8)、皮帶(6)和皮帶輪(7)負責傳動，二級滑軌(11)負責導向，多個突出的立柱負責阻擋在下層構件(18)的左擋板(16)和右擋板(17)的移動，完成進一步的功能；下層構件(18)設有由直流電機(12)連接著的聯軸器(13)驅動的換向機構、多個二級齒輪和三級齒條(27)，直流電機(12)由單片機控制；換向機構包括長導桿(14)，連接在長導桿(14)兩端的左擋板(16)和右擋板(17)，多個換向齒輪、微型滑塊(26)、小滑軌(28)和轉動的微型滑軌(15)等多種裝置的組合。

2.如權利要求1所述的一種自適應樓梯清掃機器人，其特征在于，所述后部機身為三層片層式結構，俯視形狀為矩形，矩形長端所在平面與樓梯臺階面平行，矩形短端所在平面與樓梯臺階面垂直；下層構件(18)為主動，上層構件(1)固定；工作時，下層構件(18)固定的多個二級齒輪轉動，帶動中層構件(5)的齒條左右平移，同時中層構件(5)固定的齒輪因為中層構件(5)的齒條平移同時自身又與下層構件(18)的齒條嚙合，因此會在下層構件(18)的齒條上滾動，中層構件(5)固定的齒輪與上層構件(1)的齒條嚙合，致使中層構件(5)固定的齒輪同時在上層構件(1)齒條和下層構件(18)齒條上同時滾動；上層構件(1)與中層構件(5)，中層構件(5)與下層構件(18)之間各有一組二級滑軌(11)起到水平的導向作用和固定作用，允許三層在長端方向進行左右滑動；因此，整體三層片層式結構在下層構件(18)的二級齒輪轉動時呈現出抽屜狀的抽拉狀態；不工作時，三層處于重合狀態。

3.如權利要求1所述的一種自適應樓梯清掃機器人，其特征在于，所述后部機身下層構件(18)的換向機構通過兩種觸發方式移動長導桿(14)，長導桿(14)一側通過一根固定在下層構件(18)的小滑軌(28)與下層構件(18)相連接，因此可實現長導桿(14)本身沿著下層構件(18)的長端方向平移；另一側的一個固定孔位裝有可以繞此孔轉動的微型滑塊(26)，微型滑塊(26)可在下層構件(18)的另一組轉動的微型滑軌(15)上滑動；轉動的微型滑軌(15)的另一端繞直流電機(12)輸出的傳動軸轉動，傳動軸所在的平面與長導桿(14)所在的平面不重合；當長導桿(14)因受外力發生平移時，所裝的微型滑塊(26)在沿轉動的微型滑軌(15)滑動的同時，也會推動轉動的微型滑軌(15)本身，以傳動軸為軸心周轉，類似于擺桿機構；轉動的微型滑軌(15)在一側與微型滑塊(26)配合連接的同時，另一側也是沿長度方向固定了換向齒輪1(22)和換向齒輪4(25)，換向齒輪4(25)與傳動軸連接，是主動，換向齒輪1(22)與其嚙合，是從動，兩個換向齒輪和轉動的微型滑軌(15)構成了行星輪系；當從動換向齒輪1(22)，也就是行星輪位置發生變化時，它會接入不同齒輪數的傳動系統，更改傳動系統齒輪的數量，完成輸出軸轉向的改變。

4.如權利要求1所述的一種自適應樓梯清掃機器人，其特征在于，所述后部機身的左擋板(16)和右擋板(17)可以與樓梯側壁或者中層構件(5)突出的立柱發生接觸，樓梯側壁或多個突出的立柱阻擋了長導桿(14)的進一步隨著下層構件(18)本身一起前進，將長導桿(14)往回牽拉，長導桿(14)與下層構件(18)發生相對滑動，實現左擋板(16)和右擋板(17)在下層構件(18)長端方向的移動。

5.如權利要求1所述的一種自適應樓梯清掃機器人，其特征在于，所述中部機身的抬升臂分成兩節，與前、后部機身直接相連部分為Y字形結構，與中部機身直接相連部分為桿狀結構，關節之間采用鉸鏈連接。

6.如權利要求1所述的一種自適應樓梯清掃機器人，其特征在于，所述后部機身的左擋板(16)和右擋板(17)不與樓梯側壁及中層構件(5)中突出的立柱發生接觸時，直流電機(12)可以接收單片機的信號，自主改變旋轉方向，實現整個后部機身運動方向的自主切換。