可自动调节的多功能楼梯清理机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种多功能楼梯清理机器人，尤其涉及可自动调节的多功能楼梯清理机器人及其该装置相应的机器人爬楼及楼梯清理方法。包括底座交错机构、前底座、电控机构、后底座、电源系统、交错轴伸缩机构、清理机构、底座伸缩机构。本发明专利技术利用钟摆原理，模拟了机器人的爬楼和下楼动作，机械结构简单，容易实现。本发明专利技术可以适用不同宽度的楼梯，增强机器人的适应能力。本发明专利技术利用当前广泛使用的ZigBee无线模块，实现了前底座、后底座和交错轴伸缩机构的协同配合作用，效率较高。本发明专利技术可实现对不同高度的楼梯的爬升适应性，实用性得到很大提升。

【技术实现步骤摘要】
可自动调节的多功能楼梯清理机器人
本专利技术涉及一种多功能楼梯清理机器人，尤其涉及一种可自动调节的多功能楼梯清理机器人，还涉及与该装置相应的机器人爬楼及楼梯清理方法。
技术介绍
众所周知，当前我国楼房越来越多、楼层越来越高，尽管大部分楼房都配置了电梯，但是楼梯的作用仍然不容小觑，因此不管楼层的高低，国家都规定必须设有楼梯。因此楼道和楼梯的清洁的工作明显尤为重要。但是，楼梯的清理难题，对于当前热门的楼道清扫机器人，仍然是一项艰难的任务。已走进人们日常生活的清洁机器人绝大多数只是针对室内平地或者楼道的清洁。并且由于楼梯的高度、宽度不规则，因此对于研制通用的楼梯爬升机器人带来诸多挑战。当前，国内专家、工程师对楼梯爬升机器人进行了研究，但是很多作品处于理论和图纸设计阶段，物化成实物的极少，即使当前存在少量的爬楼梯机器，也仅仅局限于在实验室的理想环境中的样机试验阶段，并没有真正的转化到实际的生活中为人类服务。另外，现有的结构大都是行星轮式、履带式、腿足式和平行四杆机构式，这些结构都有各自的缺点，并且机械机构庞大、运动效率低下。专利201410146501.0公布了一种平动旋转腿式楼梯清洁机器人及上下楼方法，包括：机身、对称分布在机身两侧的包括支撑腿与转臂的平动旋转腿机构、测距和接近传感器。上楼时，由支撑腿通过转臂撑起机身，平动旋转至上一级台阶，继续旋转转臂至支撑腿收回在机身两侧；下楼时，由机身通过旋转转臂带动支撑腿平动旋转至下一级台阶，将机身从当前台阶撑起，继续旋转转臂至机身回落在下一级台阶，且支撑腿收回在机身两侧。该专利技术的机器人及上下楼方法具有上下楼动作简洁高效，结构紧凑，便于在楼梯踏步面上来回清理，也兼顾了平地清扫功能，扩展了其应用范围。但是类似这种的专利的结构，如专利201520290572.8公布的一种梯级结构的楼梯清扫的保洁机器人等，只能适应特定的楼梯，且机器在楼梯爬升时，极易发生打滑情况，工作范围狭窄，效率低。专利技术专利201510027482.4公布了一种楼梯清洗机，该专利技术涉及清洗机械
，尤指一种既可以对地面进行清洗，又可对与地面垂直的墙角进行清洗的楼梯清洗机。通过将原有的地平面清洗增加为同时可进行对与地面垂直的墙角、墙边进行清洁工作，大大降低原有保洁人员的劳动强度，且大幅提高了劳动效率。但是该机器人只能对地面、与地面垂直的墙角进行清理，而不能对楼梯台阶进行清理，功能有限。专利201520290569.6则公布了一种多脚结构的楼梯清扫的保洁机器人，包括机器人壳体和设置在机器人壳体下表面的运动总成，其中运动总成包括N个行走脚，行走脚包括可伸缩的柱塞套装件和与柱塞套装件连接的脚垫等。行走脚表面设有用于推动行走脚移动的正向气缸、以及用于推动行走脚朝反方向移动的反向气缸。该机器可替代工人完成楼梯的清洗清洁工作但是该机器的行走脚较多，体积庞大，对于狭窄楼梯的爬升和清理非常有限，且由于靠气缸控制行走脚，使得动行走脚的动作时间过长，效率太低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种由底座交错机构，前、后底座，电源系统、交错轴伸缩机构、清理机构和底座伸缩机构组成的可自动调节的多功能楼梯清理机器人。该机器人结构简单、实用，控制流程简单、机器人的上下楼梯迅速、工作效率高，还涉及一种相应的楼梯爬升及楼梯卫生清理方法。一种可自动调节的多功能楼梯清理机器人，包括：底座交错机构1、前底座2、电控机构3、后底座4、电源系统5、交错轴伸缩机构6、清理机构7、底座伸缩机构8。所述底座交错机构1包括：前底座摆动机构1-1、后底座摆动机构1-2。进一步的，所述底座交错机构1中的前底座摆动机构1-1包括：前底座摆动舵机1-1a、前底座减速齿轮箱1-1b、前底座转轴1-1c。相应的，所述底座交错机构1中的后底座摆动机构1-2包括：后底座摆动舵机1-2a，后底座减速齿轮箱1-2b、后底座转轴1-2c。所述电控机构3包括：第一控制器3-1、前底座摆动机构驱动器3-2、后底座摆动机构驱动器3-3、底座交错机构驱动器3-4、前底座ZigBee模块3-5、后底座ZigBee模块3-6、第二控制器3-7和底座交错机构ZigBee模块3-8。所述电源系统5包括：前底座锂电池5-1、后底座锂电池5-2、交错轴伸缩机构锂电池5-3。所述交错轴伸缩机构6包括：前伸缩杆6-1、伸缩舵机6-2、后伸缩杆6-3。所述清理机构7包括：吸尘系统7-1和清扫系统7-2。所述底座伸缩机构8包括：交叉杆8-1、转轴8-2、电动伸缩杆8-3。本专利技术是通过如下技术方案实现的：Ⅰ.对于机械部分的描述：所述底座交错机构1中的前底座摆动机构1-1和后底座摆动机构1-2通过交错轴伸缩机构6连接，且交错轴伸缩机构6为两套，从前底座摆动机构1-1的左右两侧分别和后底座摆动机构1-2的左右两侧连接。前底座摆动舵机1-1a、前底座减速齿轮箱1-1b和前底座转轴1-1c安装固定在前底座2上，且前底座摆动舵机1-1a和前底座减速齿轮箱1-1b连接，前底座减速齿轮箱1-1b和前底座转轴1-1c连接，且前底座转轴1-1c和前伸缩杆6-1连接；通过前底座摆动舵机1-1a的转动间接地带动前伸缩杆6-1摆动。与其对应的是后底座摆动机构1-2。后底座摆动舵机1-2a、后底座减速齿轮箱1-2b和后底座转轴1-2c安装固定在后底座4上，且后底座摆动舵机1-2a和后底座减速齿轮箱1-2b连接，后底座减速齿轮箱1-2b和后底座转轴1-2c连接，且后底座转轴1-2c和后伸缩杆6-2连接；通过后底座摆动舵机1-2a的转动间接地带动后伸缩杆6-2摆动。进一步的，所述交错轴伸缩机构6中前伸缩杆6-1一端和前底座转轴1-1c连接，另一端和伸缩舵机6-2连接；同时，后伸缩杆6-3一端和后底座转轴1-2c，另一端和伸缩舵机6-2连接。即效果为：①前伸缩杆6-1摆动，可以通过伸缩舵机6-2的连接作用，带动后伸缩杆6-3摆动，进而带动整个后底座4的运动；②相反的，后伸缩杆6-2摆动，可以通过伸缩舵机6-2的连接作用，带动前伸缩杆6-2摆动，进而带动整个前底座2的运动；③前伸缩杆6-1的伸缩运动，可以改变前底座转轴1-1c和后底座转轴1-2c的距离，进而改变前底座2和后底座4距离，从而使得机器人的步幅改变，实现对不同高度的楼梯的爬升适应性。上述机构的总体效果为：由于前底座2中的机械和电气结构带动前伸缩杆6-1摆动，则会带动整套后底座4摆动，最终会使得后底座4相对前底座2并以前底座2两侧中心点为圆心、以当前的前伸缩杆6-1和的后伸缩杆6-2之间的实际距离为圆心做一定角度的圆周运动，从而使得后底座4相对前底座2产生向前上方的位移运动，实现爬楼的模拟动作；当下楼时，动作相反。进一步的，所述清理机构7中的吸尘系统7-1和清扫系统7-2为普通吸尘器或者卫生清理机构的装置，起作用为清理垃圾纸屑等。更一进步的，所述底座伸缩机构8中的交叉杆8-1在前底座2和后底座4均有设置，各为4根。例如，在前底座2中，2根交叉杆8-1为一对，交叉设置，且在前底座2中两个侧面均有设置，并通过转轴8-2连接。同样，电动伸缩杆8-3在前底座2和后底座4均有设置，各为2根，并连接每对交叉杆8-1的水平横向的中心位置处。此结构的具体效果为：电本文档来自技高网...

【技术保护点】
可自动调节的多功能楼梯清理机器人，其特征在于：包括底座交错机构、前底座、电控机构、后底座、电源系统、交错轴伸缩机构、清理机构、底座伸缩机构，所述底座交错机构、前底座、电控机构、后底座、电源系统、交错轴伸缩机构、清理机构、底座伸缩机构相互连接，所述底座交错机构包括前底座摆动机构、后底座摆动机构，所述前底座摆动机构包括前底座摆动舵机、前底座减速齿轮箱、前底座转轴；所述后底座摆动机构包括后底座摆动舵机、后底座减速齿轮箱、后底座转轴。

【技术特征摘要】
1.可自动调节的多功能楼梯清理机器人，其特征在于：包括底座交错机构、前底座、电控机构、后底座、电源系统、交错轴伸缩机构、清理机构、底座伸缩机构，所述底座交错机构、前底座、电控机构、后底座、电源系统、交错轴伸缩机构、清理机构、底座伸缩机构相互连接，所述底座交错机构包括前底座摆动机构、后底座摆动机构，所述前底座摆动机构包括前底座摆动舵机、前底座减速齿轮箱、前底座转轴；所述后底座摆动机构包括后底座摆动舵机、后底座减速齿轮箱、后底座转轴；所述电控机构包括第一控制器、前底座摆动机构驱动器、后底座摆动机构驱动器、底座交错机构驱动器、前底座ZigBee模块、后底座ZigBee模块、第二控制器和底座交错机构ZigBee模块；所述清理机构包括吸尘系统和清扫系统；所述交错轴伸缩机构包括前伸缩杆、伸缩舵机、后伸缩杆，所述交错轴伸缩机构中前伸缩杆一端和前底座转轴连接，另一端和伸缩舵机连接；后伸缩杆一端和后底座转轴连接，另一端和伸缩舵机连接。2.根据权利要求1所述的可自动调节的多功能楼梯清理机器人，其特征在于：所述电源系统包括前底座锂电池、后底座锂电池、交错轴伸缩机构锂电池。3.根据权利要求1所述的可自动调节的多功能楼梯清理机器人，其特征在于：所述底座伸缩机构包括交叉杆、转轴、电动伸缩杆，所述底座伸缩机构中的交叉杆在前底座和后底座均有设置，各为4根。4.根据权利要求3所述的可自动调节的多功能楼梯清理机器人，其特征在于：在前底座中，2根交叉杆为一对，交叉设置，且在前底座中两个侧面均有设置，并通过转轴连接；电动伸缩杆在前底座和后底座均有设置，各为2根，并连接每对交叉杆的水平横向的中心位置处。5.根据权利要求1所述的可自动调节的多功能楼梯清理机器人，其特征在于：所述多功能楼梯清理机器人工作步骤包括：(1)第一控制器控制吸尘系统和清扫系统实现对前底座所在楼梯的垃圾清理工作，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍明松，郭亭亭，
申请(专利权)人：山东国兴智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37