一种自适应壁面形状的全自动洗杯装置

1.本发明涉及生活用品技术领域，尤其涉及一种自适应壁面形状的全自动洗杯装置。


背景技术：

2.在日常生活中，清洗杯子时常因杯口窄、相对深度大等原因，导致杯壁面难以清洗干净，尤其是杯子的形状不规则时，如：杯口较小，而杯壁面又呈一定弧度或复杂曲面时，使得清洗杯壁面时更加困难。使用传统毛刷来清洗这类杯子时，显得无能为力。
3.而现有相关清洗杯壁面的专利（专利号：cn201620733871.9），仍需手动调节毛刷，并通过卡扣进行调节后毛刷位置的固定，最后依靠人手转动杯刷进行杯壁面的清洗。一方面调节时间长，费时；手动清洗费力。另一方面当杯壁面成一定弧度或复杂曲面时，该装置不能完全实现毛刷与杯壁面紧密贴合，清洗效果不佳。另外，通过手动转动毛刷实现清洗，力度不够，也是效果不佳的另外一个原因。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明公开了一种自适应壁面形状的全自动洗杯装置，解决了现有装置毛刷与杯壁面不能紧密贴合、人手转动毛刷力度不够，清洗效果不佳，劳动强度高的问题，具有操作方便、效率高，能自动调节毛刷适应不同杯径、不同形状的杯内壁，并能自动清洗的优点。
5.具体方案如下：一种自适应壁面形状的全自动洗杯装置，其特征在于：包括上下设置的驱动组件和变径旋转组件；所述驱动组件包括壳体，所述壳体中自上而下依次固定有电池、电机和外齿圈，所述电池的顶面配合安装有控制器，所述电机的电机轴向下设置，并配合安装有太阳轮，所述太阳轮置于外齿圈的中心位置，并与外齿圈间沿圆周方向均布有多个行星轮，所述行星轮与太阳轮以及外齿圈相啮合，所述外齿圈的下方设有用于安装行星轮的行星轮架，所述行星轮架为中轴线与电机轴的中轴线共线的圆盘状结构，其底面中部通过转轴安装有锥齿轮a，所述锥齿轮a的下方安装有电磁铁以及在电磁铁得电后可向下运动的衔铁杆，所述壳体内通过推力滚子轴承安装有锥齿轮b，所述锥齿轮b与锥齿轮a相啮合。所述变径旋转组件包括与电机轴的中轴线共线的丝杆，所述丝杆的上端固定安装有锥齿轮c，并可转动的设置在壳体下端内，外部螺纹连接有丝杆螺母，下端设有花键槽b，并通过轴承d转动连接有底座，所述锥齿轮c与锥齿轮b相啮合，所述丝杆的中部沿轴线方向设有穿孔，所述穿孔中穿设有花键杆，所述花键杆通过轴承a、轴承b和轴承c设置在丝杆内，其上端伸出丝杆并设有花键a，下端伸出丝杆并设有花键b，所述花键a置于锥齿轮c的上方，其与锥齿轮c间设有定位圆环，所述定位圆环中设有花键槽a，且定位圆环与壳体固定连接，所述花键杆的上端还套有复位弹簧，所述复位弹簧的上端与固定在花键杆上的弹簧挡片相抵，下端与固定在丝杆内部的推力圆柱轴承相抵，所述底座为圆盘状结构，其中部设有通孔，所述通孔中设有花
键槽c，所述花键a与花键槽a相适配，所述花键b与花键槽b以及花键槽c相适配，所述丝杆螺母与底座之间沿圆周方向均布有多个可沿径向方向运动的挡板。
6.作为本发明的进一步改进，所述壳体由外壳a和外壳b组成，且壳体的上端配合安装有电池盖，所述电池盖上设有供启动开关滑动的档位滑孔，所述档位滑孔的两端分别为on挡位和off挡位，所述启动开关与控制器配合连接。
7.作为本发明的进一步改进，所述挡板为弧形板，且内侧的上下两端对称铰接有支撑杆，其中，位于上方的支撑杆，其一端与挡板铰接，另一端与丝杆螺母铰接，位于下方的支撑杆，其一端与挡板铰接，另一端与底座铰接。所述挡板的外侧自上而下均匀布置有多个弧形刷板，所述弧形刷板的内侧通过伸缩杆与挡板连接，外侧均布有毛刷，所述伸缩杆外套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与挡板的外侧以及弧形刷板的内侧相抵。
8.作为本发明的进一步改进，所述挡板和支撑杆的铰链处设有压力传感器a，所述花键b的顶面设有压力传感器c，底面中部设有压力传感器b。
9.作为本发明的进一步改进，所述丝杆的上端外设有行程开关。
10.作为本发明的进一步改进，所述行星轮有三个。所述挡板有四个。可根据实际需要分别调整行星轮以及挡板的数量。
11.本发明的有益效果在于：通过机械结构实现了洗杯装置对杯径及杯壁面形状的自适应，毛刷与杯壁面能充分接触，清洗效果好，应用范围广；清洗过程自动化，降低了劳动强度，省时省力；结构简单，安全可靠，使用方便，对操作人员几乎无技术上的要求。
附图说明
12.图1为本发明的示意图。
13.图2为本发明中挡板的放大图。
14.图3为本发明去除壳体后的示意图。
15.图4为本发明中行星轮的放大图。
16.图5为本发明中锥齿轮的啮合示意图。
17.图6为本发明中变径旋转组件去除丝杆后的示意图。
18.图7为本发明中压力传感器a的放大图。
19.图8为本发明中丝杆和底座的配合示意图。
20.图9为图8中a-a'的剖视图。
21.图10为本发明中丝杆与花键杆下端配合的放大图。
22.图11为本发明中底座与花键杆的配合示意图。
23.图12为图11中b-b'的剖视图。
24.图13为本发明中花键杆的示意图。
25.图14为本发明中底座的示意图。
26.附图标记列表：1-启动开关，11-on挡位，111-off挡位，12-电池盖，13-外壳a，131-花键槽a，14-外壳b，15-控制器，16-电池，17-电机，2-丝杆，21-丝杆螺母，22-支撑杆，23-挡板，24-弹簧，25-毛刷，26-行程开关，27-压力传感器a，28-花键槽b，3-底座，31-花键槽c，4-外齿圈，41-太阳轮，42-行星轮，43-行星轮架，5-锥齿轮a，51-电磁铁，511-衔铁杆，52-锥齿轮b，53-推
力滚子轴承，54-花键a，541-轴承a，542-复位弹簧，5421-弹簧挡片，543-推力圆柱轴承，544-轴承b，545-轴承c，546-轴承d，547-花键b，548-压力传感器b，549-压力传感器c，55-锥齿轮c，56-花键杆。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
28.如图所示，一种自适应壁面形状的全自动洗杯装置，包括上下设置的驱动组件和变径旋转组件；驱动组件包括壳体，壳体中自上而下依次固定有电池16、电机17和外齿圈4，电池16的顶面配合安装有控制器15，电机17的电机轴向下设置，并配合安装有太阳轮41，太阳轮41置于外齿圈4的中心位置，并与外齿圈4间沿圆周方向均布有多个行星轮42，行星轮42与太阳轮41以及外齿圈4相啮合，外齿圈4的下方设有用于安装行星轮42的行星轮架43，行星轮架43为中轴线与电机轴的中轴线共线的圆盘状结构，其底面中部通过转轴安装有锥齿轮a5，锥齿轮a5的下方安装有电磁铁51以及在电磁铁51得电后可向下运动的衔铁杆511，壳体内通过推力滚子轴承53安装有锥齿轮b52，锥齿轮b52与锥齿轮a5相啮合。变径旋转组件包括与电机轴的中轴线共线的丝杆2，丝杆2的上端固定安装有锥齿轮c55，并可转动的设置在壳体下端内，外部螺纹连接有丝杆螺母21，下端设有花键槽b28，并通过轴承d546转动连接有底座3，锥齿轮c55与锥齿轮b52相啮合，丝杆2的中部沿轴线方向设有穿孔，穿孔中穿设有花键杆56，花键杆56通过轴承a541、轴承b544和轴承c545设置在丝杆2内，其上端伸出丝杆2并设有花键a54，下端伸出丝杆2并设有花键b547，花键a54置于锥齿轮c55的上方，其与锥齿轮c55间设有定位圆环，定位圆环中设有花键槽a131，且定位圆环与壳体固定连接，花键杆56的上端还套有复位弹簧542，复位弹簧542的上端与固定在花键杆56上的弹簧挡片5421相抵，下端与固定在丝杆2内部的推力圆柱轴承543相抵，底座3为圆盘状结构，其中部设有通孔，通孔中设有花键槽c31，花键a54与花键槽a131相适配，花键b547与花键槽b28以及花键槽c31相适配，丝杆螺母21与底座3之间沿圆周方向均布有多个可沿径向方向运动的挡板23。
29.在本实施例中，壳体由外壳a13和外壳b14组成，且壳体的上端配合安装有电池盖12，电池盖12上设有供启动开关1滑动的档位滑孔，档位滑孔的两端分别为on挡位11和off挡位111，启动开关1与控制器15配合连接。
30.在本实施例中，挡板23为弧形板，且内侧的上下两端对称铰接有支撑杆22，其中，位于上方的支撑杆22，其一端与挡板23铰接，另一端与丝杆螺母21铰接，位于下方的支撑杆22，其一端与挡板23铰接，另一端与底座3铰接。挡板23的外侧自上而下均匀布置有多个弧形刷板，弧形刷板的内侧通过伸缩杆与挡板23连接，外侧均布有毛刷25，伸缩杆外套设有弹簧24，弹簧24的两端分别与挡板23的外侧以及弧形刷板的内侧相抵。
31.在本实施例中，挡板23和支撑杆22的铰链处设有压力传感器a27，花键b547的顶面设有压力传感器c549，底面中部设有压力传感器b548。
32.在本实施例中，丝杆2的上端外设有行程开关26。
33.在本实施例中，行星轮42有三个。挡板23有四个。可根据实际需要分别调整行星轮以及挡板的数量。
34.本发明的工作原理如下：1、初始状态下（启动开关1处于off挡位111，3个行星轮42与太阳轮41、外齿圈4啮合，外齿圈4与外壳13固连，锥齿轮a5通过轴和键与太阳轮41连接，电磁铁51位于锥齿轮a5的下方，锥齿轮b52和锥齿轮a5、锥齿轮c55啮合，推力滚子轴承53一面与锥齿轮b52连接、另一面与外壳b14固定连接，锥齿轮c55与丝杆2固定连接，花键杆56位于丝杆2内部，通过轴承a541、轴承b544、轴承c545与丝杆2连接，花键杆56上端套有复位弹簧542，复位弹簧542一端与丝杆2内部的推力圆柱轴承543连接，另一端与花键杆56上的弹簧挡片5421连接，弹簧挡片5421与花键杆固连。花键杆56上端的花键a54与外壳a13内部的花键槽a131处于分离状态，下端的花键b547与丝杆2底部的花键槽b28、底座3内的花键槽c31分别啮合，丝杆2通过轴承d546与底座3连接，丝杆螺母21位于行程开关26处，行程开关26位于丝杆2顶端，支撑杆22和4个挡板23处于收紧状态，支撑杆22与丝杆螺母21、底座3铰链连接，压力传感器a27位于挡板23与支撑杆22铰链连接处，8个支撑杆22与挡板23铰链连接处都有压力传感器a27，压力传感器b548处于花键b547底端，压力传感器c549处于花键b547上端），手持于外壳上端，将毛刷放置杯内。
35.2、将启动开关1拨到on挡位11处，装置供电，控制器15发出指令，电磁铁51得电，衔铁杆511推动花键杆56沿丝杆2内部的槽向下运动，当花键杆56运动到底座3花键槽c31底部时，压力传感器b548发出信号此时，花键杆56上端的花键a54与外壳a13内的花键槽a131啮合；下端的花键b547与丝杆2下端的花键槽b28脱开，与底座3内的花键槽c31处于啮合状态，控制器15得到信号后，电机17得电，开始正转（缓慢转动速度v1），太阳轮41正转，通过行星轮42和行星轮架43带动锥齿轮a5正转（行星轮系起减速作用），进而带动锥齿轮b52和锥齿轮c55转动，带动丝杆2正转（丝杆2自转），丝杆螺母21向下运动，8根支撑杆22向外扩张，带动挡板23和毛刷25向外扩张，当毛刷25碰到杯壁面时，支撑杆22继续向外扩张，弹簧24受力压缩，当支撑杆22受力达到一定值时（已经实现对杯径及杯壁面形状自适应），压力传感器a27发出信号，电机17停止转动（丝杆2停止自转，支撑杆22不再向外扩张），丝杆2和丝杆螺母21处于自锁状态，电磁铁51失电，花键杆56在复位弹簧542的作用下向上运动，当花键杆56下端的花键b547与丝杆2下端的花键槽b28啮合后，压力传感器c549发出信号（此时花键杆56上端的花键a54与外壳13内部的花键槽a131脱开，下端的花键b547与丝杆2下端的花键槽b28啮合，与底座3内的花键槽c31仍处于啮合状态），控制器15接收到信号后，电机17正转（清洗转动速度v2），通过行星轮系和锥齿轮传动，带动丝杆2正转（丝杆2与花键杆56、底座3同时转动）开始清洗杯壁面。
36.3、清洗杯壁面结束后，将启动开关1拨到off挡位111，控制器15得到信号，电机17停止转动，电磁铁51得电，花键杆56向下运动，压力传感器b548发出信号，控制器15得到信号后，电机17反转（缓慢转动速度v1），通过行星轮系和锥齿路传动，带动丝杆2反转，丝杆螺母21向上运动，8根支撑杆22向内收缩，带动挡板23和毛刷25向内收缩，当丝杆螺母21触碰到行程开关26时，电机16停止转动，装置断电。将装置取出杯子，整个清洗过程结束。
37.本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。