申请/专利权人：安徽工程大学

申请日：2019-05-30

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN110013200B

主分类号：A47L11/38

分类号：A47L11/38;A47L11/40

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2019.08.09#实质审查的生效;2019.07.16#公开

摘要：本发明涉及一种天花板清洁机器人，包括一个笼型外壳（1），笼型外壳（1）上部套接一个圆筒状的主支撑架（2），主支撑架（2）下部的套筒与主电机安装座（3）形成转动配合，主电机安装座（3）下端与笼型外壳（1）相连；主支撑架（2）的下底面连接一组螺旋桨传动装置，螺旋桨传动轴（12）上端固定于行星齿轮（14）中部，行星齿轮（14）与太阳齿轮（15）和内齿环（16）啮合，太阳齿轮（15）通过传动轴与齿轮传动电机（18）相连；主支撑架（2）上方的清洁载具安装板（20）上设有集尘仓（22）、吸尘风扇（24）和毛刷（26），毛刷（26）通过传动装置与驱动电机（33）相连。本发明的优点是自动对天花板进行清理，并将灰尘收集，提高了清扫质量和效率，保证了人体健康。

主权项：1.一种天花板清洁机器人，其特征在于包括以下组成部分：a.一个笼型外壳（1），笼型外壳（1）的侧壁下部设有一组换气孔（1a）、底面为向心连接的一组辐射状的支撑板（1d），笼型外壳（1）的底面中部连接一个主电机安装座（3），主电机安装座（3）内设有主电机（4），主电机（4）的输出轴（4a）与其下方的主传动轴（5）相连，主传动轴（5）固定在主电机安装座（3）下部的中心孔（3a）内；b.一个圆筒状的主支撑架（2），主支撑架（2）设于笼型外壳（1）上部，且与笼型外壳（1）形成间隙配合，主支撑架（2）的下底面中部固定一个套筒（6），套筒（6）的上下端分别通过轴承（10）与主电机安装座（3）连接形成转动支撑配合，主电机（4）的上部固定在主支撑架（2）下底面；c.一组螺旋桨传动装置，包括主支撑架（2）的中部设置的太阳齿轮（15）、内壁通过防脱齿轴承（19）连接一个内齿环（16），太阳齿轮（15）和内齿环（16）之间设有一组相互啮合的行星齿轮（14），每个行星齿轮（14）的中部连接一根螺旋桨传动轴（12），螺旋桨传动轴（12）固定于主支撑架（2）下方连接的螺旋桨传动轴固定座（11）内，每根螺旋桨传动轴（12）的下端均连接一个螺旋桨（13），所述太阳齿轮（15）的中部通过齿轮传动轴（17）与齿轮传动电机（18）相连；d.一个清洁载具安装板（20），设于主支撑架（2）的上部，清洁载具安装板（20）包括一面水平的圆板（20a），圆板（20a）通过一组连接杆（21）与主支撑架（2）的底板固定相连，圆板（20a）中部设有一个内凹的集尘仓（22），集尘仓（22）两侧设有一对圆形凹槽（23），圆形凹槽（23）的侧壁与集尘仓（22）相通，每个圆形凹槽（23）内均设有一个吸尘风扇（24），吸尘风扇（24）的下端与空心杯电机（25）相连，所述齿轮传动电机（18）连接在集尘仓（22）的底部；e.一组毛刷（26），设于清洁载具安装板（20）的上方，毛刷（26）与毛刷轴（27）相连，每根毛刷轴（27）穿过圆板（20a）向下分别连接一个第一锥齿轮（29），圆板（20a）下底面固定有两对轴安装座（20b），每对轴安装座（20b）之间连接一根驱动轴（31），驱动轴（31）两端分别连接一个第二锥齿轮（30），每个第一锥齿轮（29）分别与对应的第二锥齿轮（30）啮合，每个驱动轴（31）上设有传动齿轮（32），传动齿轮（32）与电机齿轮（37）啮合，电机齿轮（37）的中部与驱动电机（33）的中心轴相连，驱动电机（33）连接在圆板（20a）的底面上；圆形凹槽（23）与集尘仓（22）相通部位的过道（36）倾斜设置；笼型外壳（1）的底部设有海绵放置卡口（1b）、侧壁上部设有一组侧面毛刷固定卡口（1c）。

全文数据：一种天花板清洁机器人技术领域本发明涉及智能化清洁用品技术领域，尤其涉及一种天花板清洁机器人。背景技术随着科技的进步与发展，智能化逐渐渗透到每个家庭当中，但是，现在天花板清洁或者厂房顶部依然基本全由人来打扫，人力操作费时费力、效率低，除此之外，最主要的是人力操作时会吸入大量灰尘，从而对人的肺部造成伤害，长期以往可能会引发呼吸道疾病。在家庭打扫卫生的情况下，对天花板进行清扫时大多会用鸡毛掸子，同理，灰尘落下时仍然存在被人吸入肺部的可能，而且还要对落下的灰尘进行二次清扫。发明内容本发明的目的就是为了解决现有天花板清洁装置费时费力、效率低，且对人体会产生不良影响的问题，提供了一种天花板清洁机器人，不仅可以自动对天花板进行清理工作，而且可以将清扫后的灰尘收集，提高了清扫质量和效率，同时保证了人体的健康。为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种天花板清洁机器人，其特征在于：包括一个笼型外壳，笼型外壳上部套接一个圆筒状的主支撑架；主支撑架的下底面固定一个套筒，套筒通过轴承与一个主电机安装座相连，二者形成转动配合，主电机安装座内设有一个主电机，主电机的上部固定在主支撑架下底面，主电机的输出轴与其下方的主传动轴相连，主传动轴固定在主电机安装座下部的中心孔内，主电机安装座下端通过螺栓与笼型外壳底部相连；主支撑架的下底面还固定一组螺旋桨传动轴固定座，每个螺旋桨传动轴固定座内设有一根螺旋桨传动轴，每根螺旋桨传动轴的下端均连接一个螺旋桨、上端固定于主支撑架内部的行星齿轮中部，每个行星齿轮均与中心的太阳齿轮和周围的内齿环相互啮合，太阳齿轮的中部与一根齿轮传动轴相连，齿轮传动轴的上部与齿轮传动电机相连，以通过带动行星齿轮使螺旋桨旋转、从而为整个清洁机器人提供升力；内齿环的外周通过防脱齿轴承与主支撑架的内壁相连，以用来预防整个太阳行星齿轮在高速运转中出现齿轮啮合松动的情况。主支撑架的上部设有一个清洁载具安装板，清洁载具安装板包括一个水平的圆板，圆板通过一组连接杆与主支撑架的底板固定相连，圆板下底面设有一组轴安装座，清洁载具安装板的中部设有一个内凹的集尘仓，所述齿轮传动电机连接在集尘仓的底部；清洁载具安装板上还设有一对圆形凹槽，圆形凹槽的侧壁与集尘仓相通，每个圆形凹槽内均设有一个吸尘风扇，吸尘风扇的下端与空心杯电机相连，以带动吸尘风扇将灰尘吸入并收集至集尘仓内；清洁载具安装板上方设有一组毛刷，毛刷与毛刷轴相连，毛刷轴上套有止动环，以防止毛刷在旋转中脱落；每根毛刷轴穿过清洁载具安装板的圆板，其下端均分别连接一个第一锥齿轮，每个第一锥齿轮与对应的第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与驱动轴相连，驱动轴连接在轴安装座内，并通过传动齿轮与驱动电机相连，驱动电机连接在圆板的底部，以为毛刷提供旋转动力。所述主支撑架顶部内圈的凹槽内设有第一活性炭，集尘仓的中部设有第二活性炭，以便于对灰尘进行有效吸附和清理。所述笼型外壳的侧壁下部设有一组换气孔、侧壁上部设有一组侧面毛刷固定卡口、底部为向中心连接的一组辐射状的支撑板，以方便螺旋桨旋转时的气流输入输出。圆形凹槽与集尘仓相通部位的过道倾斜设置，以有利于凹槽内收集的灰尘进入集尘仓。本发明的天花板清洁机器人还可内置激光传感器，使机器人具备简单的避障功能。本发明的技术方案中，通过主电机的输出轴带动主传动轴和主电机安装座转动，从而带动笼型外壳旋转，以便于笼型外壳侧壁上的毛刷对侧方墙壁的清理；此外，齿轮传动电机通过齿轮传动轴带动太阳齿轮运转，从而带动行星齿轮与其中部的螺旋桨传动轴转动，最后带动螺旋桨旋转，为整个清洁机器人提供升力；同时，驱动电机通过传动齿轮带动驱动轴，从而带动毛刷运转，达到清理天花板的目的。本发明的有益效果是：（1）拥有侧面墙体清洁毛刷载具，可以对除了顶面以外墙面进行清扫，同时毛刷较宽，可以在清洁过程中将蜘蛛网旋转卷下；（2）顶部清洁机构由活性炭、毛刷及吸尘风扇组成，可以对灰尘进行有效清扫和吸附，防止灰尘落下；（3）活性炭放置为固定卡口，方便使用后替换；（4）整个天花板清洁机器人主动力装置由电机加太阳行星齿轮提供，舍弃了类似于无人机的动力方案，同时转向时有笼型外壳扭转提供扭力实现螺旋式前进，保障了清洁过程的平稳性能；（5）采用红外线避障，相比超声波避障模块减小了墙面凹凸不平所造成的影响。附图说明图1为本发明的一种天花板清洁机器人的立体结构示意图；图2为本发明的一种天花板清洁机器人的内部剖视图；图3为本发明的笼型外壳结构示意图；图4为图1的结构去掉图3后的结构示意图；图5为图4去掉圆筒状的主支撑架的结构示意图；图6为本发明的太阳行星齿轮内部传动结构图；图7为本发明的圆筒状的主支撑架结构图；图8为本发明的清洁载具安装板的结构示意图。具体实施方式为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种天花板清洁机器人进一步说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。一种天花板清洁机器人，其特征在于包括以下组成部分：a.参见图1、图2、图3，一个笼型外壳1，所述笼型外壳1的侧壁下部设有一组换气孔1a、底部设有一组海绵放置卡口1b、侧壁上部设有一组侧面毛刷固定卡口1c、底面为一组向中心连接的辐射状的支撑板1d，以方便螺旋桨旋转时的气流输入输出；笼型外壳1的中部通过螺栓固定一个主电机安装座3，主电机安装座3内设有主电机4，主电机4的输出轴4a与其下方的主传动轴5相连，主传动轴5固定在主电机安装座3下部的中心孔3a内；b.参见图2、图7，一个圆筒状的主支撑架2，设于笼型外壳1的上部，且与笼型外壳1形成间隙配合，主电机4的上部连接在主支撑架2的下底面，主支撑架2的下部固定一个套筒6，套筒6的上下端分别通过轴承10与主电机安装座3相连形成转动配合，；参见图2、图3，所述轴承10固定在主电机安装座3外壁上的轴承固定槽7内，每个轴承固定槽7连接一个卡簧放置槽8，每个卡簧放置槽8内均设有一个卡簧9，以用来固定轴承10、防止轴承10滑动；c.参见图2、图4、图5和图6，一个螺旋桨传动装置，主支撑架2的下底面固定四个螺旋桨传动轴固定座11，每个螺旋桨传动轴固定座11内设有一根螺旋桨传动轴12，每根螺旋桨传动轴12的下端均连接一个螺旋桨13，每根螺旋桨传动轴12的上端固定于主支撑架2内部的行星齿轮14中部，每个行星齿轮14均与中心的太阳齿轮15和周围的内齿环16相互啮合，太阳齿轮15的中部与一根齿轮传动轴17相连，齿轮传动轴17的上部与齿轮传动电机18相连，以通过带动行星齿轮14使螺旋桨13旋转、从而为整个清洁机器人提供升力；参见图2、图6，内齿环16的外周通过防脱齿轴承19与主支撑架2的内壁相连，以用来预防整个太阳行星齿轮在高速运转中出现齿轮啮合松动的情况。d.参见图1、图2、图5和图8，一个清洁载具安装板20，设于主支撑架2的上部，清洁载具安装板20包括一个水平的圆板20a，圆板20a通过四根连接杆21与主支撑架2的底板固定相连，圆板20a的中部设有一个内凹的集尘仓22，集尘仓22两侧的圆板20a上设有一对圆形凹槽23，圆形凹槽23与集尘仓22之间相通的过道36倾斜设置，每个圆形凹槽23内均设有一个吸尘风扇24，吸尘风扇24的下端与空心杯电机25相连，以带动吸尘风扇24将灰尘吸入并收集至集尘仓22内；所述齿轮传动电机18连接在圆板20a的下底面。e.参见图1、图2、图5，四个毛刷26，设于清洁载具安装板20上方，毛刷26与毛刷轴27相连，毛刷轴27上套有止动环28，以防止毛刷26在旋转中脱落；参见图5、图6，每根毛刷轴27穿过清洁载具安装板20的圆板20a，且其下端均分别连接一个第一锥齿轮29，圆板20a的下底面固定有两对轴安装座36，每对轴安装座36之间设有一根驱动轴31，每根驱动轴31的两端分别设有一个第二锥齿轮30，每个第一锥齿轮29与对应的第二锥齿轮30啮合，驱动轴31上设有传动齿轮32，传动齿轮32与电机齿轮37啮合，电机齿轮37与驱动电机33的中心轴相连，以为毛刷26提供旋转动力。参见图1、图2，所述主支撑架2顶部内圈的凹槽内设有第一活性炭34，集尘仓22的中部设有第二活性炭35，以便于对灰尘进行有效吸附和清理。本发明的天花板清洁机器人还可内置激光传感器，使机器人具备简单的避障功能，且整体构架由钛合金制作而成，减轻装置的质量，让其在较小的升力下也可以上升。本发明中，齿轮传动电机18带动太阳齿轮15转动，驱动行星齿轮14带动螺旋桨传动轴12使螺旋桨13转动，带动整个清洁机器人上升；在运动过程中，驱动电机33带动驱动轴31与第一、第二锥齿轮30为毛刷26提供动力，从而使其开始旋转对顶部天花板进行清洁；同时，吸尘风扇24将扫落的灰尘吸收进集尘仓22中，第一活性炭34也吸附没有被吸尘风扇24吸收的灰尘。在运动过程中，激光传感器会对与墙体距离进行记录，使机器人整体拥有简单的避开障碍的功能，主支撑架2到达固定位置时，主电机4开始带动主传动轴5运转，从而带动主电机安装座3和笼型外壳1旋转，为机器人提供一个扭力让机器以螺旋姿态前进；笼型外壳1的侧面毛刷固定卡口1c可以用来固定毛刷清洁侧面墙体。如果机器发生意外，笼型外壳1底部海绵放置卡口1内的海绵会给机器提供缓冲减震的作用。此外，设计将主支撑架2与笼型外壳1的动力装置完全分开，分别独立，可以实现拆卸笼型外壳1后剩余的构架单独工作。

权利要求：1.一种天花板清洁机器人，其特征在于包括以下组成部分：a.一个笼型外壳（1），笼型外壳（1）的侧壁下部设有一组换气孔（1a）、底面为向心连接的一组辐射状的支撑板（1d），笼型外壳（1）的底面中部连接一个主电机安装座（3），主电机安装座（3）内设有主电机（4），主电机（4）的输出轴（4a）与其下方的主传动轴（5）相连，主传动轴（5）固定在主电机安装座（3）下部的中心孔（3a）内；b.一个圆筒状的主支撑架（2），主支撑架（2）设于笼型外壳（1）上部，且与笼型外壳（1）形成间隙配合，主支撑架（2）的下底面中部固定一个套筒（6），套筒（6）的上下端分别通过轴承（10）与主电机安装座（3）连接形成转动支撑配合，主电机（4）的上部固定在主支撑架（2）下底面；c.一组螺旋桨传动装置，包括主支撑架（2）的中部设置的太阳齿轮（15）、内壁通过防脱齿轴承（19）连接一个内齿环（16），太阳齿轮（15）和内齿环（16）之间设有一组相互啮合的行星齿轮（14），每个行星齿轮（14）的中部连接一根螺旋桨传动轴（12），螺旋桨传动轴（12）固定于主支撑架（2）下方连接的螺旋桨传动轴固定座（11）内，每根螺旋桨传动轴（12）的下端均连接一个螺旋桨（13），所述太阳齿轮（15）的中部通过齿轮传动轴（17）与齿轮传动电机（18）相连；c.一个清洁载具安装板（20），设于主支撑架（2）的上部，清洁载具安装板（20）包括一面水平的圆板（20a），圆板（20a）通过一组连接杆（21）与主支撑架（2）的底板固定相连，圆板（20a）中部设有一个内凹的集尘仓（22），集尘仓（22）两侧设有一对圆形凹槽（23），圆形凹槽（23）的侧壁与集尘仓（22）相通，每个圆形凹槽（23）内均设有一个吸尘风扇（24），吸尘风扇（24）的下端与空心杯电机（25）相连，所述齿轮传动电机（18）连接在集尘仓（22）的底部；d.一组毛刷（26），设于清洁载具安装板（20）的上方，毛刷（26）与毛刷轴（27）相连，每根毛刷轴（27）穿过圆板（20a）向下分别连接一个第一锥齿轮（29），圆板（20a）下底面固定有两对轴安装座（20b），每对轴安装座（20b）之间连接一根驱动轴（31），驱动轴（31）两端分别连接一个第二锥齿轮（30），每个第一锥齿轮（29）分别与对应的第二锥齿轮（30）啮合，每个驱动轴（31）上设有传动齿轮（32），传动齿轮（32）与电机齿轮（37）啮合，电机齿轮（37）的中部与驱动电机（33）的中心轴相连，驱动电机（33）连接在圆板（20a）的底面上。2.根据权利要求1所述的一种天花板清洁机器人，其特征在于：圆形凹槽（23）与集尘仓（22）相通部位的过道（36）倾斜设置。3.根据权利要求1或2所述的一种天花板清洁机器人，其特征在于：主支撑架（2）顶部内圈的凹槽内设有第一活性炭（34），集尘仓（22）的中部设有第二活性炭（35）。4.根据权利要求1、2或3所述的一种天花板清洁机器人，其特征在于：笼型外壳（1）的底部设有海绵放置卡口（1b）、侧壁上部设有一组侧面毛刷固定卡口（1c）。5.根据权利要求4所述的一种天花板清洁机器人，其特征在于：毛刷轴（27）上套有止动环（28）。

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