一种卧式洗发机器人的制作方法

1.本发明属于个人卫生护理领域，尤其涉及一种卧式洗发机器人。


背景技术：

2.日常生活中，洗头往往都是手工完成，不仅麻烦，而且又是不可缺的个人卫生护理方面，对于长发的女性来说更是个非常麻烦的事情。
3.目前的自动洗头机大多数都是利用高压水流对头发进行冲洗，该冲洗方式对头皮有较好的按摩作用，并且对头皮又具有无人为的伤害等优点，但是由于在整个冲洗过程中均让洗发液完全与水混合，导致洗发液的浓度过低，同时缺乏相关部件对头发头皮的机械性揉搓和按摩功能，在整个洗发的全过程只能依靠高压水流进行冲洗，导致冲洗效果低下、以及严重浪费水源和洗发液等，造成美发店的营业成本增加。
4.上述的自动洗头机在实际中未被广泛应用：
5.如：1.sarobot莎奴博智能科技有限公司研发的全自动洗头机，其的主体清洗装置为两根“摆臂”，机器运作时，清洗用水便从两根“摆臂”上的出水喷口喷洒而出，把清洗用水和预先就混合好的洗发清洗液高压喷射到头发上。同时，两根“摆臂”又以轴心不间断地自由旋转，从而实现对使用者整个头部进行清洗，由于该全自动洗头机对头发头皮没有采用模拟人工的揉搓、按摩功能，仅仅单纯的依靠水流冲洗，所以无法达到较好的清洗效果，且浪费了自然资源。
6.2.天工智能科技有限公司的洗头机(jaceslin杰丝林气囊机械手式洗头机)，其主体结构是一个环形清洗臂，内部镶嵌两排接触式气囊，同时也设置有冲洗孔用以喷洒清水和洗发水。该洗头机运作时，头发头皮与两排气囊接触，随着环形清洗臂的不断绕轴旋转，通过接触式气囊的作用，以完成对使用者的洗头作业。除此之外，还通过清洗水池中的四个气囊头枕可以起到对头部、颈部的支撑保护作用。但是还存在很大的缺陷：一是安全隐患，气囊机械手与头皮直接接触不可避免地产生安全问题；二是不具备普适性，因为清洗气囊的固定性，它不能自主适应不同头型大小的客户。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种卧式洗发机器人，操作简单、清洗效果好，具有降低作业成本，提高工作效率。
8.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
9.一种卧式洗发机器人，包括第一驱动装置、第二驱动装置、揉搓按摩机构和弧形摆臂，所述弧形摆臂的两个端部外侧分别对称转动连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置设在清洗池上，第一驱动装置可以带动弧形摆臂往返摆动，所述弧形摆臂的两个端部内侧分别对称设有揉搓按摩机构，所述揉搓按摩机构内设有用于引水冲洗头部的清水管道和洗发液输出管道。
10.进一步地，所述揉搓按摩机构，包括第二驱动装置、驱动连杆机构、末端执行机构
和橡胶手指，所述第二驱动装置通过驱动连杆机构与末端执行机构连接，末端执行机构与橡胶手指连接，所述第二驱动装置通过安装箱设置在弧形摆臂上，由第二驱动装置带动驱动连杆机构的伸展调整运作。
11.进一步地，所述第二驱动装置，包括第一直流伺服电机运行机构和第二直流伺服电机运行机构，所述第一直流伺服电机运行机构，包括直流伺服减速马达、减速器和联轴器，所述直流伺服减速马达与减速器连接，减速器通过联轴器与驱动连杆机构的伸缩杆连接。
12.进一步地，所述第二直流伺服电机运行机构与第一直流伺服电机运行机构的构成部件及连接方式均相同。
13.进一步地，所述驱动连杆机构，包括第一伸缩杆、第二伸缩杆、连接件、第一弧形件、第二弧形件、第一转动销轴和第二转动销轴，所述第一伸缩杆一端与第一直流伺服电机运行机构的联轴器连接，另一端通过第一转动销轴分别与连接件、第一弧形件的中部可转动性连接，所述第二伸缩杆的一端与第二直流伺服电机运行机构的联轴器连接，另一端通过第二转动销轴分别与连接件、第二弧形件的中部可转动性连接，所述第一伸缩杆通过第一直流伺服电机运行机构的直流伺服减速马达带动进行伸缩运作，所述第二伸缩杆通过第二直流伺服电机运行机构的直流伺服减速马达带动进行伸缩运作，所述第一弧形件与第二弧形件的两个弧端部分别通过保护箱连接有末端执行机构。
14.进一步地，所述末端执行机构，包括减速马达、减速齿轮和连轴器，所述减速马达固定在保护箱内，所述减速马达与减速齿轮连接，减速齿轮通过轮轴与连轴器连接，连轴器与手指支架上的连接轴连接，所述手指支架上对称设有两个橡胶手指，减速马达通过减速齿轮带动手指支架转动，手指支架带动橡胶手指转动工作。
15.进一步地，所述第一驱动装置，包括两相步进电机、行星减速器和传动皮带，所述两相步进电机通过传动皮带与行星减速减速马达连接，行星减速减速马达通过输出轴与弧形摆臂连接，由两相步进电机带动行星减速器、行星减速器带动弧形摆臂摆动，所述两相步进电机和行星减速器分别通过机座设在清洗池的池壁上。
16.进一步地，所述弧形摆臂在使用者的头部顶侧范围的摆动幅度为150
°
。
17.进一步地，所述清水管道的出水口朝向使用者的头部顶侧位置。
18.进一步地，所述洗发液输出管道与设置在安装箱内的洗发液储存瓶连接。
19.与现有技术相比，本发明的优点是：
20.(1)本发明的末端执行器采用橡胶手指旋转来模拟揉搓头发和按摩头部的过程，替代现有的气囊机械手直接接触头皮存在的安全问题，并且让揉搓变得更为安全。
21.(2)工作空间更具有普遍适应性。人体头部是一个不规则的球体，本设计根据查阅国家标准——中国成年人头、面部尺寸(gb/t2428
‑
1998)和用于技术设计的人体测量基础项目(gb/t 5703
‑
2010)，做出工作空间的设计大小，同时橡胶手指的末端内部配有弹簧，更适合绝大多数人群。
22.(3)采用环臂式橡胶手指和协同控制出水口，既能够节约用水，同时能够保证清洗效果。
23.(4)清洗装置采用四连杆机构，达到清洗效果的同时简化了机械结构，使投资成本降低。
附图说明
24.图1为本发明的整体结构示意图；
25.图2为本发明的第一驱动装置和第二驱动装置结构示意图；
26.图3为本发明的第二驱动装置与驱动连杆机构连接结构示意图；
27.图4为本发明的揉搓按摩机构的结构示意图；
28.图5为本发明的末端执行机构和橡胶手指的连接结构示意图；
29.图6为本发明的第二驱动装置剖切结构示意图；
30.图7为本发明的第一驱动装置与清洗池安装连接结构示意图；
31.图8为本发明的使用状态的俯视图；
32.图9为本发明的使用状态的侧视图；
33.图10为本发明的控制系统结构图；
34.图11为本发明的操作原理流程图。
35.图中：1清洗池、2床体、3弧形摆臂、4清水管道、5洗发液输出管道、6橡胶手指、7第一直流伺服电机运行机构、8第二直流伺服电机运行机构、9减速器、10联轴器、11第一伸缩杆、12第二伸缩杆、13连接件、14第一弧形件、15第二弧形件、16第一转动销轴、17第二转动销轴、18减速马达、19减速齿轮、20连轴器、21手指支架、22两相步进电机、23行星减速器、24传动皮带、25安装箱、26保护箱。
具体实施方式
36.下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
37.如图1
‑
11所示，一种卧式洗发机器人，包括第一驱动装置、第二驱动装置、揉搓按摩机构和弧形摆臂3，所述弧形摆臂3的两个端部外侧分别对称转动连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置设在清洗池1上，第一驱动装置可以带动弧形摆臂3往返摆动，以达到给使用者的头部进行全方位的清洗揉搓和按摩作用，所述弧形摆臂3的两个端部内侧分别对称设有揉搓按摩机构，揉搓按摩机构用于对使用者的头部进行清洗、揉搓及按摩的工作，所述清洗池1与床体2连接，床体2可以让使用者的身体部分以仰卧的方式躺在上面，使用者的头部刚好能够伸入清洗池1内接受揉搓按摩机构的清洗揉搓和按摩，以满足使用者的舒适使用要求，所述揉搓按摩机构内设有用于引水冲洗头部的清水管道4和洗发液输出管道5，所述第一驱动装置、第二驱动装置、揉搓按摩机构均分别与控制系统连接，由设在清洗池1外部的控制系统进行控制第一驱动装置、第二驱动装置和揉搓按摩机构的运作。
38.所述揉搓按摩机构，包括第二驱动装置、驱动连杆机构、末端执行机构和橡胶手指6，所述第二驱动装置通过驱动连杆机构与末端执行机构连接，末端执行机构与橡胶手指6连接，所述第二驱动装置通过安装箱25设置在弧形摆臂3上，由第二驱动装置带动驱动连杆机构的伸展调整运作，以满足使用者不同的头部形状的使用要求，并由末端执行机构带动橡胶手指6的旋转揉搓按摩运作。
39.所述第二驱动装置，包括第一直流伺服电机运行机构7和第二直流伺服电机运行机构8，所述第一直流伺服电机运行机构7，包括直流伺服减速马达18、减速器9和联轴器10，所述直流伺服减速马达18与减速器9连接，减速器9通过联轴器10与驱动连杆机构的伸缩杆连接，所述联轴器10通过套筒状的内螺纹与减速器9的输出轴的外螺纹连接，所述减速器9
通过输出轴的外螺纹在联轴器10的内螺纹内依顺或逆时针转动，从而达到带动驱动连杆机构进行的伸缩运作。
40.所述第二直流伺服电机运行机构8与第一直流伺服电机运行机构7的构成部件及连接方式均相同。
41.所述驱动连杆机构，包括第一伸缩杆11、第二伸缩杆12、连接件13、第一弧形件14、第二弧形件15、第一转动销轴16和第二转动销轴17，所述第一伸缩杆11一端与第一直流伺服电机运行机构7的联轴器10连接，另一端通过第一转动销轴16分别与连接件13、第一弧形件14的中部可转动性连接，所述第二伸缩杆12的一端与第二直流伺服电机运行机构8的联轴器10连接，另一端通过第二转动销轴17分别与连接件13、第二弧形件15的中部可转动性连接，所述第一伸缩杆11通过第一直流伺服电机运行机构7的直流伺服减速马达18带动进行伸缩运作，所述第二伸缩杆12通过第二直流伺服电机运行机构8的直流伺服减速马达18带动进行伸缩运作，所述第一伸缩杆11进行伸缩运作时，可以使第一弧形件14和第二弧形件15分别绕第一转动销轴16和第二转动销轴17作稍微的调整动作，所述第二伸缩杆12进行伸缩动作进，可以使第一弧形件14和第二弧形件15分别绕第一转动销轴16和第二转动销轴17作稍微的调整动作，从而达到给头部进行清洗、揉搓及按摩的力度，以及满足使用者不同的头部形状的使用要求，所述第一弧形件14与第二弧形件15的两个弧端部分别通过保护箱26连接有末端执行机构。
42.所述末端执行机构，包括减速马达18、减速齿轮19和连轴器20，所述减速马达18固定在保护箱26内，所述减速马达18与减速齿轮19连接，减速齿轮19通过轮轴与连轴器20连接，连轴器20与手指支架21上的连接轴连接，所述手指支架21上对称设有两个橡胶手指6，减速马达18通过减速齿轮19带动手指支架21转动，手指支架21带动橡胶手指6转动工作，从而使得橡胶手指6达到给使用才的头部进行揉搓和按摩的效果。
43.所述第一驱动装置，包括两相步进电机22、行星减速器23和传动皮带24，所述两相步进电机22通过传动皮带24与行星减速减速马达18连接，行星减速减速马达18通过输出轴与弧形摆臂3连接，由两相步进电机22带动行星减速器23、行星减速器23带动弧形摆臂3摆动，所述两相步进电机22和行星减速器23分别通过机座设在清洗池1的池壁上。
44.所述弧形摆臂3在使用者的头部顶侧范围的摆动幅度为150
°
。
45.所述清水管道4的出水口朝向使用者的头部顶侧位置，所述清水管道4与生活水源中的水龙头连接，由水龙头为清水管道4提供水源。
46.所述洗发液输出管道5与设置在安装箱25内的洗发液储存瓶连接，由洗发液储存瓶为洗发液输出管道5提供所需的输出洗发液。
47.所述控制系统，包括单片机，通过单片机来控制第一驱动装置、第二驱动装置和揉搓按摩机构的运作，通过单片机来控制冲水电磁阀和洗发液电磁阀的打开及关闭动作，所述单片机为arduino uno单片机，其控制系统的结构如图10所示。
48.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。