清洗机器人的制作方法

1.本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种清洗机器人。


背景技术：

2.目前，行业内广泛采用清洗机器人来代替人工实现风塔等设备的清洗，但是，现有的清洗机器人的曲面适应力普遍较差，通常适于在平整壁面或者小曲率壁面上行走及清洁，而不适于复杂壁面的作业要求。而风塔等设备又大多具有大曲率、变曲率复杂壁面，因此，现有清洗机器人在对风塔等设备进行清洗作业时，难免存在清洁效果不佳的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种清洗机器人，以解决现有清洗机器人的曲面适应力较差，不适于清洁复杂壁面，清洁效果不佳的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种清洗机器人，包括：
5.机架；
6.清洗机构，包括转动连接于所述机架的前侧的清洗支架，以及通过弹性件连接于所述清洗支架下侧的多个清洗组件，各所述清洗组件沿左右方向依次布置，且相邻两所述清洗组件之间转动连接。
7.在一个实施例中，所述清洗机器人还包括：
8.两个第一行走机构，两个所述第一行走机构分设于所述机架的左右两侧，所述第一行走机构包括驱动组件、磁吸附组件和两个主动轮，所述磁吸附组件安装于所述驱动组件下侧，两个所述主动轮分设于所述驱动组件的左右两侧且分别与所述驱动组件的输出端连接，所述驱动组件转动连接于所述机架，所述主动轮的下侧凸出于所述磁吸附组件的下侧；
9.第二行走机构，安装于所述机架的后侧。
10.在一个实施例中，所述磁吸附组件包括永磁体、磁铁保护套和导磁轭铁块，所述导磁轭铁块固定于所述驱动组件的下侧，所述磁铁保护套套接于所述永磁体外周，并固定于所述导磁轭铁块的下侧。
11.在一个实施例中，所述永磁体在垂直于左右方向的截面的形状呈梯形。
12.在一个实施例中，所述主动轮包括轮毂和包覆于所述轮毂外周的橡胶皮，所述橡胶皮的外表面设有防滑花纹。
13.在一个实施例中，所述清洗支架可绕所述机架的前侧向上转动预设角度而切换至收纳状态，所述清洗支架在所述收纳状态与所述机架成夹角设置并相对于所述机架固定。
14.在一个实施例中，所述清洗组件包括罩壳和安装于所述罩壳内的清洗刷；
15.所述清洗机构还包括用于驱动所述清洗刷转动的驱动电机。
16.在一个实施例中，所述清洗机构的相对两侧设有辅助行走机构，所述辅助行走机构安装于所述罩壳。
17.在一个实施例中，至少一个所述清洗组件的所述罩壳上设有给水口和回收口。
18.在一个实施例中，所述机架的前侧设有两个相对的第一转接部，两所述第一转接部之间支撑有转轴；
19.所述清洗支架的后侧设有转动连接于所述转轴的第二转接部；
20.所述第一转接部朝向所述第二转接部的一侧凸设有用于止挡所述第二转接部向下转动的止挡部。
21.本发明提供的有益效果在于：
22.本发明实施例提供的清洗机器人，通过清洗机构的清洗支架转动连接于机架的前侧，以及多个清洗组件通过弹性件连接于清洗支架下侧，且各清洗组件沿左右方向依次布置，且相邻两清洗组件之间转动连接，基于此，在该清洗机器人对壁面进行清洗作业的期间，当清洗机构的作业壁面出现大曲率、变曲率情况时，通过清洗支架随着壁面适应性地绕机架上下摆动以及各清洗组件相互之间随着各自对应的壁面适应性地转动，再综合弹性件产生的弹力，则能够使各清洗组件维持紧贴于壁面并对壁面进行有效地清洁。
23.因此，该清洗机器人其清洗机构可以基于所清洁壁面的变化而自适应，具有较强的曲面适应能力，能够有效地对壁面进行清洁，清洁效果较好。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明提供的清洗机器人的一视角的立体图；
26.图2是本发明提供的清洗机器人的另一视角的立体图；
27.图3是本发明提供的清洗机器人的一视角的爆炸图；
28.图4是本发明提供的清洗机器人的另一视角的爆炸图；
29.图5是本发明提供的第一行走机构的爆炸图；
30.图6是本发明提供的清洗机构的一视角立体图；
31.图7是本发明提供的清洗机构的另一视角立体图。
32.附图标号说明：
33.10
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机架；11
‑
第一转接部；111
‑
止挡部；20
‑
清洗机构；21
‑
清洗支架；211
‑
第二转接部；22
‑
弹性件；23
‑
清洗组件；231
‑
罩壳；232
‑
清洗刷；2321
‑
转盘；2322
‑
毛刷；24
‑
驱动电机；25
‑
辅助行走机构；26
‑
给水口；27
‑
回收口；28
‑
合页；291
‑
第一同步轮；292
‑
第二同步轮；30
‑
第一行走机构；31
‑
驱动组件；311
‑
电机；312
‑
减速器；313
‑
保护壳体；3131
‑
壳体主体；3132
‑
辅助支架；32
‑
磁吸附组件；321
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永磁体；322
‑
磁铁保护套；323
‑
导磁轭铁块；33
‑
主动轮；331
‑
轮毂；332
‑
橡胶皮；40
‑
第二行走机构；50
‑
挂靠部；60
‑
控制机构。
具体实施方式
34.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
36.还需要说明的是，本发明实施例中，按照图1中所建立的xyz直角坐标系定义：位于x轴正方向的一侧定义为前方，位于x轴负方向的一侧定义为后方；位于y轴正方向的一侧定义为左方，位于y轴负方向的一侧定义为右方；位于z轴正方向的一侧定义为上方，位于z轴负方向的一侧定义为下方。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行更加详细的描述：
40.请参阅图1至图4，本发明实施例提供了一种清洗机器人，该清洗机器人可适用于对大曲率、变曲率等复杂壁面进行清洗作业，尤其适用于对风塔的外表面进行清洗。
41.该清洗机器人包括机架10和清洗机构20。
42.其中，清洗机构20包括通过铰接等方式转动连接于机架10的前侧的清洗支架21，以及通过气弹簧、弹簧等弹性件22连接于清洗支架21下侧的多个清洗组件23，各清洗组件23沿左右方向依次布置，且相邻两清洗组件23之间通过合页28等结构转动连接。
43.在此需要说明的是，在该清洗机器人对壁面进行清洗作业的期间，弹性件22处于压缩状态，基于此，通过弹性件22产生的弹力能够使得各清洗组件23紧贴于壁面，进而保障各清洗组件23能够对壁面进行有效地清洁。
44.并且，在该清洗机器人对壁面进行清洗作业的期间，当清洗机构20的前侧壁面出现大曲率、变曲率情况时，清洗支架21可以随着壁面适应性地绕机架10上下摆动，再综合弹性件22产生的弹力，则能够使各清洗组件23维持紧贴于壁面并对壁面进行有效地清洁。
45.类似地，在该清洗机器人对壁面进行清洗作业的期间，当清洗机构20的左侧和/或右侧的壁面出现大曲率、变曲率情况时，各清洗组件23相互之间即可随着各自对应的壁面适应性地转动，再综合弹性件22产生的弹力，则能够使各清洗组件23维持紧贴于壁面并对壁面进行有效地清洁。
46.综上，本发明实施例提供的清洗机器人，通过清洗机构20的清洗支架21转动连接于机架10的前侧，以及多个清洗组件23通过弹性件22连接于清洗支架21下侧，且各清洗组件23沿左右方向依次布置，且相邻两清洗组件23之间转动连接，基于此，在该清洗机器人对
壁面进行清洗作业的期间，当清洗机构20的作业壁面出现大曲率、变曲率情况时，通过清洗支架21随着壁面适应性地绕机架10上下摆动以及各清洗组件23相互之间随着各自对应的壁面适应性地转动，再综合弹性件22产生的弹力，则能够使各清洗组件23维持紧贴于壁面并对壁面进行有效地清洁。
47.因此，该清洗机器人其清洗机构20可以基于所清洁壁面的变化而自适应，具有较强的曲面适应能力，能够有效地对壁面进行清洁，清洁效果较好。
48.请参阅图1至图5，在本实施例中，清洗机器人还包括两个第一行走机构30和第二行走机构40。基于两个第一行走机构30和第二行走机构40的配合，可实现整个清洗机器人的行走。
49.其中，两个第一行走机构30分设于机架10的左右两侧，第一行走机构30包括驱动组件31、磁吸附组件32和两个主动轮33，磁吸附组件32安装于驱动组件31下侧，两个主动轮33分设于驱动组件31的左右两侧且分别与驱动组件31的输出端连接，驱动组件31通过铰接等方式转动连接于机架10，主动轮33的下侧凸出于磁吸附组件32的下侧；第二行走机构40安装于机架10的后侧。
50.在此需要说明的是，每个第一行走机构30的驱动组件31均转动连接至机架10，基于此，两个第一行走机构30将能够各自独立地相对于机架10进行转动，如此，在行走过程中，两个第一行走机构30即能够分别随壁面的曲率进行一定角度的摆幅，而使清洗机器人可适配行走于各种壁面进行清洗作业，尤其适配行走于大曲率、变曲率等复杂壁面进行清洗作业，使清洗机器人具有较强的曲面自适应能力。
51.具体地，在行走过程中，第一行走机构30的主动轮33可在驱动组件31的驱动下，贴着壁面滚动，而实现带动清洁机器人移动，期间，第一行走机构30的磁吸附组件32可与(金属)壁面形成磁吸附效果，而促使清洁机器人能够可靠地吸附行走于壁面上，而不至于跌落、掉落、倾倒。
52.其中，主动轮33的下侧凸出于磁吸附组件32的下侧，基于此，在主动轮33贴着壁面滚动时，磁吸附组件32将与壁面维持一定的间隙，并形成磁吸附效果，这样，可在保障吸附效果的基础上，降低磁吸附对行走的阻碍影响。
53.在此还需要说明的是，设于架体后侧的第二吸附行走机构可配合分设于架体左右两侧的两个第一吸附行走机构形成三角形稳定分布，进而使得清洗机器人能够稳定地行走在壁面上。
54.其中，第二行走机构40可为但不限于为万向磁轮，基于此，第二行走机构40可以实现360度旋转，这样，第二行走机构40即可根据两个第一行走机构30的行走路径，自行摆动至合适的角度配合行走，进而可使清洗机器人行走更平稳。
55.此外，在本实施例中，两个第一行走机构30对称分布，基于此，利于平衡两个第一行走机构30，而降低清洗机器人朝向一侧倾倒、倾覆的风险，可有效地提高整个清洗机器人的稳定性。
56.此外，在本实施例中，驱动组件31包括电机311、减速器312和保护壳体313，电机311与减速器312的输入端连接。保护壳体313包括罩设于电机311外侧的壳体主体3131以及从壳体主体3131的后侧向后延伸形成的两个辅助支架3132，两个辅助支架3132共同用于支撑减速器312的输出端。基于此，驱动组件31可通过减速器312精准控制电机311的转速，并
通过电机311驱动主动轮33转动，而实现带动清洗机器人灵活移动、拐弯。并且，电机311直接与减速器312连接，结构简单且控制更方便。驱动组件31还通过保护壳体313对电机311进行防尘、防水防护，以保障并延长电机311的使用寿命，尤其清洗机器人需长时间在高湿度的环境中工作。
57.此外，在本实施例中，该清洗机器人还包括固定于驱动组件31上部的挂靠部50。具体地，在清洗机器人对风塔等需要高空作业的设备进行清洁时，可以将挂钩等结构的一端连接到挂靠部50，另一端固定到设备的顶端，基于此，可在清洗机器人因风力等外力意外脱离壁面时，即时拉住清洗机器人，而有效地降低所清洁设备时从高空中掉落、摔坏的风险。
58.此外，在本实施例中，该清洗机器人还包括控制机构60，该控制机构60分别与两个第一吸附行走机构和清洗机构20电连接，控制机构60可以但不限于设置在机架10上。基于此，可通过控制机构60，控制行走机构、清洗机构20等不同模块互不干涉又互相配合，从而保障并提高清洗机器人的使用性能。并且，各模块在安装和维修时可分块拆卸更换组装，而提高拆装便利性。
59.请参阅图5，在本实施例中，磁吸附组件32包括永磁体321、磁铁保护套322和导磁轭铁块323，导磁轭铁块323固定于驱动组件31的下侧，磁铁保护套322套接于永磁体321外周，并固定于导磁轭铁块323的下侧。
60.通过采用上述方案，磁吸附组件32可通过导磁轭铁块323支撑、固定永磁体321，并通过永磁体321持久产生磁吸力，且还通过磁铁保护套322包覆永磁体321而降低永磁体321与壁面等发生摩擦接触的风险，从而保障并提高了磁吸附组件32的磁吸附性能，保障并延长了磁吸附组件32的使用寿命，进而利于保障并延长清洗机器人的使用寿命。
61.具体地，永磁体321优选为钕铁硼永磁体321，基于此，可使永磁体321具有极高的磁能积、矫顽力等优异的磁性能，而在清洗机器人处于低温、强风等恶劣环境时依然能够可靠地吸附于金属壁面上，从而可提高清洗机器人的应用场景。
62.请参阅图5，在本实施例中，永磁体321在垂直于左右方向的截面的形状呈梯形，其中梯形的短边位于下侧。通过采用上述方案，当第一行走机构30遇到焊缝等障碍物，且磁吸附组件32与壁面、障碍物之间的间隙较小时，截面形状呈梯形的永磁体321可引导着整个磁吸附组件32越过障碍物，提高磁吸附组件32乃至清洗机器人的越障能力。
63.请参阅图5，在本实施例中，主动轮33包括轮毂331和包覆于轮毂331外周的橡胶皮332，橡胶皮332的外表面设有防滑花纹。
64.基于此，当主动轮33遇到焊缝等障碍物时，柔软的橡胶皮332可随障碍物发生一定程度的压缩变形，并具有弹性恢复趋势，基于此，可保障并提高主动轮33乃至清洗机器人的越障能力，且还可有效降低主动轮33划损的风险，进而可保障并延长主动轮33的使用寿命。
65.期间，防滑花纹可保障主动轮33与壁面具有足够摩擦力，而有效降低主动轮33发生打滑的风险。
66.其中，轮毂331可为金属轮毂331，优选为铝合金轮毂331，如此，可在保障主动轮33的强度和刚度的基础上，显著减轻主动轮33的重量。
67.请参阅图1，在本实施例中，清洗支架21可绕机架10的前侧向上转动预设角度而切换至收纳状态，清洗支架21在收纳状态与机架10成夹角设置并相对于机架10固定。基于此，当清洗机器人未处于作业状态时，通过清洗支架21绕机架10的前侧向上转动预设角度而切
换至收纳状态，此时，整个清洗机构20与机架10成夹角设置并相对于机架10固定，如此，可以有效地降低清洗组件23磨损、因外力对清洗组件23的触碰而损坏的风险，有效提高清洗组件23的使用寿命。此外，还可以减少清洗机器人的体积，更便于包装、运输及存储。
68.请参阅图6至图7，在本实施例中，清洗组件23包括罩壳231和安装于罩壳231内的清洗刷232，清洗机构20还包括用于驱动清洗刷232转动的驱动电机24。基于此，清洗组件23通过设有罩壳231，便于将各个清洗组件23之间进行转动连接，同时也可以对清洗刷232进行保护，且通过驱动电机24驱动清洗刷232的转动，使得清洗刷232对壁面进行清洁，使用简单、方便。
69.此外，在本实施例中，清洗机构20还包括与驱动电机24输出轴端连接的第一同步轮291以及与各个清洗刷232连接的第二同步轮292，第一同步轮291与第二同步轮292通过同步带(图中未示出)连接，基于此，通过驱动电机24驱动第一同步轮291主动转动并带动第二同步轮292从动转动，进而带动清洗刷232转动，有效地保障清洗刷232转动的平稳性，使得清洗刷232对壁面进行有效地清洁，且，安装简单，维修与保养方便。
70.此外，本实施例中，清洗刷232包括转盘2321和设于转盘2321下侧的多个毛刷2322，各毛刷2322绕转盘2321的中轴线等角度圆周布置，基于此，通过驱动电机24驱动转盘2321转动带动各毛刷2322转动，使得毛刷2322对壁面进行清洁，且各毛刷2322绕转盘2321的中轴线等角度圆周布置，有效地保障清洗组件23的有效清洁面积，此外，通过设有多个毛刷2322，当部分毛刷2322损坏时，清洗组件23仍然可以完成清洁作业，从而提高了使用寿命。
71.请参阅图6至图7，在本实施例中，清洗机构20的相对两侧设有辅助行走机构25，辅助行走机构25安装于罩壳231。通过采用上述方案，当清洗机器人对壁面进行清洗作业时，由于，清洗机构20的相对两侧设有的辅助行走机构25，可以有效地降低因清洗刷232与壁面接触过深而无法转动导致无法对壁面进行有效清洁的风险，从而确保了良好的清洁效果。
72.此外，辅助行走机构25可为但不限于为万向轮，基于此，辅助行走机构25可以实现360度旋转，这样，辅助行走机构25即可根据壁面曲率的变化，自行摆动至合适的角度配合行走。
73.请参阅图6，在本实施例中，至少一个清洗组件23的罩壳231上设有给水口26和回收口27。
74.通过采用上述方案，在清洗机器人进行清洗作业时，通过给水口26外接水泵等设备，向罩壳231内喷洒清洗液而浸湿清洗刷232，进而可对壁面进行有效清洁；通过回收口27外接回收设备，使得清洗过程中产生的废液可以通过回收口27回收至回收设备，有效地降低废液再污染设备表面或废液对环境造成污染的风险。
75.请参阅图3至图4，在本实施例中，机架10的前侧设有两个相对的第一转接部11，两第一转接部11之间支撑有转轴(图中未示出)；清洗支架21的后侧设有转动连接于转轴的第二转接部211；第一转接部11朝向第二转接部211的一侧凸设有用于止挡第二转接部211向下转动的止挡部111。
76.通过采用上述方案，在该清洗机器人对壁面进行清洗作业的期间，当清洗机构20的前侧壁面出现大曲率、变曲率情况时，通过第二转接部211绕第一转接部11转动，进而带动清洗支架21可以随着壁面适应性地绕机架10上下摆动，使得清洗机器人具有较强的曲面
适应能力。
77.此外，当清洗机器人未处于作业状态时，也便于通过第二转接部211绕第一转接部11转动预设角度而切换至收纳状态，使得清洗支架21与机架10成夹角设置并相对于机架10固定，此时，整个清洗机构20与机架10成夹角设置并相对于机架10固定，如此，可以有效地降低清洗组件23磨损、因外力对清洗组件23的触碰而损坏的风险，有效提高清洗组件23的使用寿命。此外，还可以减少清洗机器人的体积，更便于包装、运输及存储。
78.此外，通过设有止挡第二转接部211转动的止挡部111，使得清洗机构20不会无限制的朝向下侧转动，在清洗机器人未进行清洗作业时，可以使得清洗机构20与壁面具有一定的间隙，有效地降低清洗机构20与壁面摩擦而导致磨损的风险，提高了使用寿命。
79.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。