一种全自动越障消毒装置

1.本发明涉及仿真机器人技术领域，尤其涉及一种全自动越障消毒装置。


背景技术：

2.当今，对于室外空气和路面消毒，一般通过大型防疫型消毒喷洒车、喷雾消毒车进行喷洒消毒液，依托载重车辆为基，采用大功率柱塞泵将消毒液雾化为微小型细颗粒进行喷洒。而对于商场、住宅等室内场所的消毒，大多还依赖于人力喷洒方式，人员流动增加了疫情传播的风险。尤其对于无电梯的住宅楼，防疫人员需反复上、下楼梯，存在喷射效率低且劳动强度高的问题。因此，亟需一种自动化、智能化消毒装置，可用于对建筑内、室内自动喷洒消毒液，解放人力的同时大大降低了疫情传播风险。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供了一种全自动越障消毒装置，用于对室内外场所进行自动消毒，解决了现有技术人工喷洒方式导致的喷洒效率低、劳动强度大且不易于疫情控制的技术问题。
5.(二)技术仿案
6.为了达到上述目的，本发明提供了一种全自动越障消毒装置，具体技术仿案如下：
7.一种全自动越障消毒装置，
8.机架，机架上设置有驱动机构和消毒液喷洒机构；
9.行走机构，设于机架前端，与驱动机构相连，驱动机构工作能够驱动行走机构交替式上、下楼梯；
10.高度调节机构，设于机架后端，底部设有后滚轮组，高度调节机构适于伸缩调节，以使机架前、后端高度一致。
11.进一步，行走机构包括两个曲柄滑块机构，两个曲柄滑块机构对称设于机架的左、右两侧；
12.驱动机构与两个曲柄滑块机构相连，驱动机构工作能够带动两个曲柄滑块机构步进式移动。
13.具体地，任一个曲柄滑块机构包括主动曲柄、从动曲柄和滑块；
14.滑块转动连接于机架上，从动曲柄滑动连接于滑块上；
15.主动曲柄一端与驱动机构相连，另一端与从动曲柄一端相连，驱动机构工作能够驱动主动曲柄转动，进而带动从动曲柄转动及平动，以使从动曲柄的两端交替式抵接于楼梯上。
16.进一步地，任一个曲柄滑块机构还包括第一前滚轮和第二前滚轮；
17.第一前滚轮可转动地套设于第一转轴的外周，第一转轴两端分别与主动曲柄和从动曲柄的端部固定连接；
18.第二前滚轮可转动地套设于第二转轴上，第二转轴设于从动曲柄的端部。
19.具体地，驱动机构包括第一电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮和第一从动转轴；
20.第一从动转轴转动连接于机架上，两端分别与个曲柄滑块机构的主动曲柄端部相铰接，第一从动齿轮固定套设于第一从动转轴的外周；
21.第一主动齿轮与第一电机的动力输出轴相连，并与第一从动齿轮相啮合，第一电机工作能够驱动第一主动齿轮转动，进而带动与第一主动齿轮相啮合的第一从动齿轮以及与第一从动齿轮固定连接的第一从动转轴转动。
22.具体地，高度调节机构包括动力单元和直线运动单元；
23.直线运动单元滑动连接于机架上，后滚轮组设于直线运动单元的底部；
24.动力单元设于机架上，动力输出端与直线运动单元相连，动力单元工作能够驱动直线运动单元直线运动，以调节机架的后端高度。
25.优选地，直线运动单元为齿轮齿条传动机构，动力单元为第二电机；
26.其中，齿轮齿条传动机构包括第二主动齿轮、第二从动齿轮、第二从动转轴、齿条以及平行设置两个导轨和滑块；
27.两个滑块间隔设于机架上，两个导轨分别滑动连接于两个滑块上，后滚轮组设于两个导轨的底部；
28.齿条设于其中一个导轨上；
29.第二从动转轴两端分别转动连接于机架上，第二从动齿轮固定套设于第二从动转轴的外周；
30.第二主动齿轮与第二电机的动力输出端相连，第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合，第二从动齿轮与齿条相啮合。
31.进一步地，还包括制动机构，制动机构能够与第二前滚轮可选择地连接；当制动机构与第二前滚轮连接时，第二前滚轮被制动锁定。
32.具体地，制动机构包括制动棘轮、制动棘爪和复位弹簧；
33.制动棘爪一端转动连接于第二前滚轮的轮毂上，另一端通过复位弹簧与第二前滚轮轮毂相连；
34.制动棘轮固定套设于第二转轴的外周，制动棘爪能够与制动棘轮单向啮合，当制动棘爪与制动棘轮啮合时，第二前滚轮被制动。
35.进一步地，还包括陀螺仪传感器和控制器；
36.陀螺仪传感器与控制器通讯连接，控制器与驱动机构、高度调节机构和消毒液喷洒机构通讯连接；
37.陀螺仪传感器用于采集机架的姿态信息，并将姿态信息传输给控制器，控制器根据接收到的姿态信息控制驱动机构和高度调节机构动作；
38.控制器还可控制消毒液喷洒机构喷洒消毒液。
39.(三)有益效果
40.本发明所公开的全自动越障消毒装置，能够有效解决现有技术的不足。
41.本发明提供的全自动越障消毒装置适于对室内外场所及楼梯间进行自动消毒，将消毒液喷洒机构设于机架上，将行走机构设于机架前端，将高度调节机构设于机架后端，将后滚轮设于高度调节机构的底部。其中，行走机构模拟人的左右脚设置，作为驱动端可带动
后滚轮在地面滚动前进，以实现消毒装置的位置移动，可适于平坦路面的行驶需求。
42.本发明通过设置高度调节机构，高度调节机构适于伸缩调节，在翻越障碍或上下楼梯时，通过高度调节机构调节机架的后端高度，使机架的前后端高度一致，以使消毒液喷洒机构始终处于竖直状态，保证消毒装置的重心位置不变，防止重心后移导致后倾，且翻越障碍或上下楼梯时，无需人工辅助，进而实现了对室内外场所的自动消毒，提高了消毒装置的自动化和智能化程度，大大解放了人力，提高了防疫效率。
附图说明
43.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：
44.图1为具体实施仿式中全自动越障消毒装置的结构示意图；
45.图2为具体实施仿式中全自动越障消毒装置的局部结构示意图；
46.图3为具体实施仿式中后滚轮组的结构示意图；
47.图4为具体实施仿式中曲柄滑块机构的结构示意图；
48.图5为具体实施仿式中制动机构的结构示意图；
49.图6为具体实施仿式中全自动越障消毒装置的爬楼过程中的第一位置图；
50.图7为具体实施仿式中全自动越障消毒装置的爬楼过程中的第二位置图。
51.【附图标记说明】
52.1、机架；
53.2、行走机构；
54.210、曲柄滑块机构；211、主动曲柄；212、从动曲柄；213、滑块；214、第一前滚轮；215、第二前滚轮；216、第一转轴；217、第二转轴；
55.220、驱动机构；221、第一电机；222、第一主动齿轮；223、第一从动齿轮；224、第一从动转轴；
56.3、高度调节机构；
57.310、第二电机；
58.320、直线运动单元；321、第二主动齿轮；322、第二从动齿轮；323、第二从动转轴；324、齿条；325、导轨；326、滑块；
59.4、制动机构；410、制动棘爪；420、制动棘轮；430、复位弹簧；
60.5、后滚轮组；510、后滚轮；520、安装架；530、差速驱动机构；
61.6、控制器；7、图像采集装置；8、陀螺仪传感器；9、消毒液喷洒机构。
62.具体实施仿式
63.为使本发明的目的、技术仿案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优
64.选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术仿案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
65.在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的仿位或位置关系为基于附图所示的仿位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的仿位、以特定的仿位构造和操作，因此不能理解为对本实施例保护范围的限制。
66.参见图1至图7，根据本技术的实施例，一种全自动越障消毒装置，包括机架1、消毒液喷洒机构9、驱动机构220、行走机构2、高度调节机构3 和后滚轮510。其中，消毒液喷洒机构9和驱动机构220设于机架1上，行走机构2设于机架1前端，并与驱动机构220相连，驱动机构220工作能够驱动行走机构2交替式上、下楼梯。后滚轮510设于高度调节机构3的底部，并位于机架1后端，高度调节机构3适于伸缩调节，用于调节机架1的后端高度，以使机架1前、后端高度一致。本实施例的消毒装置可对室内外场所进行自动消毒，当用于楼梯间消毒时，在上下楼梯过程中无需人工控制，大大解放了人力，提高了防疫效率。
67.其中，行走机构2模拟人的左、右脚设置，可在平坦地面及凹凸地面行驶，也可上、下楼梯、翻越障碍，可适于不同场所及不同高度的楼梯的使用需求。行走机构2作为驱动端，可带动后滚轮510在地面上滚动，实现全自动越障消毒装置的整体移动。本实施例行走机构2的交替式步行方式，对接触地面的冲击较小，可有效对接触地面进行防护，防止接触地面表面破损。
68.高度调节机构3适于伸缩调节，在平坦地面行驶时，高度调节机构3不工作，在凹凸地面及上、下楼梯时，高度调节机构3工作，在行走机构2翻越障碍或攀爬楼梯时，高度调节机构3伸缩以调节机架1的后端高度，使机架1前后端高度一致，使消毒液喷洒机构始终处于竖直状态，从而有效避免全自动消毒装置重心后移导致倾翻，保证了消毒装置的使用安全。
69.消毒液喷洒机构9设于机架1上，消毒液喷洒机构9可以为任意现有结构，也可在现有结构的基础上做适应性改进，本实施例不做具体限定。消毒液喷洒机构9通过将消毒液雾化成细小颗粒，在行进的同时对前、后、左、右四个方向进行喷洒消毒，代替传统的人工喷洒方式，具有较高的喷洒效率。
70.作为优选方案，如图2及图4所示，本实施例的行走机构2包括两个曲柄滑块机构210，两个曲柄滑块机构210对称设于机架1的左、右两侧，驱动机构220的动力输出端与两个曲柄滑块机构210相连，两个曲柄滑块机构 210在驱动机构220的带动下能够交替式上、下楼梯。
71.具体地，曲柄滑块机构210包括主动曲柄211、从动曲柄212和滑块213，其中，滑块213转动连接于机架1上，从动曲柄212滑动连接于滑块213上，主动曲柄211一端与驱动机构220的动力输出端相连，另一端与从动曲柄212 一端固定连接，驱动机构220工作能够驱动主动曲柄211转动，进而带动从动曲柄212转动的同时沿滑块213滑动，以使从动曲柄212的两端交替式抵接于楼梯上。
72.在上楼梯时，如图6及图7所示，主动曲柄211和从动曲柄212在驱动机构220的带动下往复运动，以从动曲柄212一端为支点，另一端向上抬起后落至下一节楼梯上，与此同时，高度调节机构3进行伸缩调节，调整机架 1的后端高度，以保持整体重心位置不变。然后继续重复之前的运动方式进行爬楼。同样可实现全自动越障消毒装置的下楼过程，此处不再赘述。全自动越障消毒装置上下楼过程平稳流畅，对楼梯表面冲击较小。
73.在一些实施方式中，如图2及图4所示，曲柄滑块机构210还包括第一前滚轮214和第二前滚轮215，其中，第一前滚轮214可转动地套设于第一转轴216的外周，第一转轴216两端分别与主动曲柄211和从动曲柄212的端部固定连接，第二前滚轮215可转动地套设于第二转轴217的外周，第二转轴217设于从动曲柄212的端部。
74.本公开实施例中，第一前滚轮214与第一转轴216的固定连接方式可以通过平键连接，也可通过方轴、方孔进行连接。第一转轴216的两端分别为方轴，主动曲柄211和从动曲柄212与第一转轴216的连接端对应设置有方孔，方轴插设于方孔内，以实现第一转轴216与主动曲柄211和从动曲柄212 的固定连接。
75.本实施例通过设置第一前滚轮214和第二前滚轮215，将主动曲柄211 和从动曲柄212与地面及楼梯表面的刚性接触方式变为了弹性接触方式，增加了接触面积，从而有效避免了对地面及楼梯表面的冲击损坏。
76.在本公开实施例中，如图2所示，驱动机构220包括第一电机221、第一主动齿轮222、第一从动齿轮223和第一从动转轴224。其中，第一从动转轴224转动连接于机架1上，两端分别与两个曲柄滑块机构210的主动曲柄211的端部相铰接，第一从动齿轮223固定套设于第一从动转轴224的外周，第一主动齿轮222与第一电机221的动力输出轴相连，并与第一从动齿轮223相啮合，第一电机221工作能够驱动第一主动齿轮222转动，进而带动与第一主动齿轮222相啮合的第一从动齿轮223以及与第一从动齿轮223 固定连接的第一从动转轴224转动，第一从动转轴224再带动两个曲柄滑块机构210往复运动，以实现交替式上下楼梯。
77.在一些实施方式中，如图5所示，全自动越障消毒装置还包括制动机构4，制动机构4能够与第二前滚轮215可选择地连接，当制动机构4与第二前滚轮215连接时，第二前滚轮215被锁定，防止第二前滚轮215因径向摩擦力不足而引起打滑，保证了全自动越障消毒装置的使用安全性。
78.具体地，制动机构4包括制动棘轮420、制动棘爪410和复位弹簧430。其中，制动棘爪410一端转动连接于第二前滚轮215的轮毂上，另一端通过复位弹簧430与第二前滚轮215轮毂相连，制动棘轮420固定套设于第二转轴217的外周，制动棘爪410能够与制动棘轮420啮合连接，当制动棘爪410 与制动棘轮420啮合时，第二前滚轮215制动。
79.第二前滚轮215的轮毂上设置有安装孔，制动棘爪410端部设置有连接轴，连接轴通过轴承转动连接于安装孔内。制动棘轮420通过平键套设于第二转轴217的外周，制动棘爪410的活动端一侧通过复位弹簧430与第二前滚轮215的轮毂内圈相连，另一侧能够与制动棘轮420单向啮合，用于限定第二前滚轮215的转动方向。
80.当第二前滚轮215正向转动时，制动棘爪410与制动棘轮420不啮合，第二前滚轮215可自由滚动，当第二前滚轮215反向打滑时，制动棘爪410 与制动棘轮420相啮合，第二前滚轮215被锁定，从而有效避免从楼梯上滑落，使全自动越障消毒装置停留在指定位置。
81.如图2及图5所示，在实施例的高度调节机构3包括动力单元和直线运动单元320。其中，动力单元设于机架1上，直线运动单元320滑动连接于机架1上，后滚轮组5设于直线运动单元320的底部，动力单元的动力输出端与其直线运动单元320相连，动力单元工作能够驱动直线运动单元320直线运动，以调节机架1的后端高度。
82.需要说明的是，本实施例的直线运动单元320可以为滚珠丝杠、齿轮齿条、液压缸、
气缸或电动缸的任意一种，对应地动力单元为电机、液压站、气站或伺服电机。在进行高度调节时，动力单元输出动力，推动直线运动单元320进行直线运动，带动机架1向上或向下移动，以使机架1的前后端高度一致。
83.作为其中一种优选方式，如图2及图3所示，直线运动单元320为齿轮齿条结构，动力单元对应为第二电机310。
84.直线运动单元320具体包括第二主动齿轮321、第二从动齿轮322、第二从动转轴323、齿条324以及平行设置的两个导轨325和滑块326。其中，两个滑块326间隔设于机架1上，两个导轨325分别滑动连接于两个滑块326 上，后滚轮组5设于两个导轨325的底部。齿条324设于其中一个导轨325 上，第二从动转轴323两端分别转动连接于机架1上，第二从动齿轮322固定套设于第二从动转轴323的外周，第二主动齿轮321固定套设于第二电机 310的动力输出轴上，并与第二从动齿轮322相啮合，第二从动齿轮322与齿条324相啮合。
85.在进行高度调节时，控制第二电机310启动，第二电机310带动第二主动齿轮321转动，第二主动齿轮321与第二从动齿轮322啮合传动，第二从动齿轮322与齿条324啮合传动，齿条324上、下移动带动导轨325沿滑块 326滑动，带动机架1的后端上升或下降，以保持机架1整体高度一致。本实施例可通过控制第二电机310的旋转方向控制第二主动齿轮321和第二从动齿轮322的旋转方向，控制齿条324相对于机架1向上或向下滑动，进而实现机架1后端的上升或下降，以满足全自动越障消毒装置的上、下楼梯的使用需求。
86.本实施例中，齿条324设于其中一个导轨325上，直线运动单元320采用的是单边控制方式，可避免不同步导致机架1受力损坏。其次，通过设置一组动力单元还可大大降低消毒装置的整体重量，进而增加消毒液喷洒机构 9的消毒液承载量。
87.具体地，如图3所示，本实施例的后滚轮组5包括安装架520、两个后滚轮510和差速驱动机构530，安装架520与两个齿条324的底端相连，两个后滚轮510分别固定套设于后转轴的外周，两个后转轴分别通过联轴器与差速驱动机构530相连，差速驱动机构530用于驱动两个后滚轮510转动，以实现全自动越障消毒装置的整体移动。当需要改变行驶方向时，控制差速驱动机构530带动两个后滚轮510差速转动，以实现全自动越障消毒装置的转向及换向行驶。
88.需要说明的是，本实施例的差速驱动机构530为现有结构，本实施例只是根据具体使用需求进行适用性放缩或改进，因此，本实施例对差速驱动机构530的结构不做具体限定。
89.进一步地，本实施例的全自动越障消毒装置还包括陀螺仪传感器8、图像采集装置7和控制器6，陀螺仪传感器8和图像采集装置7均设于机架1 上，陀螺仪传感器8和图像采集装置7分别与控制器6通讯连接，控制器6 与消毒液喷洒机构9、驱动机构220、高度调节机构3和差速驱动机构530 通讯连接。其中，陀螺仪传感器8用于采集实时路况信息，并将实时路况信息转换为机架1姿态信息，并将姿态信息传输给控制器6，控制器6根据接收到的机架1的姿态信息控制驱动机构220和高度调节机构3工作。图像采集装置7用于采集消毒区域的影像信息，并将影像信息传输给控制器6，控制器6进行对应存储，当遇到障碍物或需要转向时，控制器6控制差速驱动系统带动两个后滚轮510差速转动进行转向。
90.在全自动越障消毒装置在行进的同时，控制器6还可控制消毒液喷洒机构9向行驶区域周向喷洒消毒液，对所行驶区域进行防疫消毒。
91.本实施例的控制器6为设置于移动终端上的专用软件，也可为远程控制中心，可通过移动终端或远程控制中心进行远程控制，无需防疫人员靠近，从而有效降低了疫情传播风险。
92.具体到本实施例中，当陀螺仪传感器8采集到机架1姿态信息为倾斜时，控制器6接收机架1的倾斜姿态信息，并将接收到机架1的倾斜姿态信息进行处理，获得高度调节机构3的控制信息，控制器6根据控制信息控制高度调节机构3进行伸缩调节，调节机架1的后端高度，使机架1前后端高度一致，保证消毒装置整体重心位置不变，避免重心后移导致消毒装置倾翻损坏，以满足坑洼路面及楼梯间的使用需求。
93.上述为本实施例全自动越障消毒装置的具体结构，行走机构2的双曲柄滑块机构的结构设计可实现步进式前进，相较于传统的行星齿轮及履带式爬楼结构设计，行走机构2对接触地面的冲击较小，可有效对行驶地面进行防护。本实施例通过高度调节机构3的设置，可适于坑洼路面及楼梯间的使用需求，在越障或上下楼梯时，高度调节机构3调节机架1后端高度，使消毒装置整体重心位置不变，可有效避免重心后移导致消毒装置倾翻，进而保证了消毒装置的使用安全性。上下楼梯或翻越障碍时，无需人工辅助，实现了自动化爬楼越障和喷洒消毒，填补了市场自动化、智能化消毒设备的空白，解决了人力喷洒式消毒方式导致防疫效率低的问题。
94.以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施仿式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术仿案及其发明构思加以等同替换或改变，都涵盖在本发明的保护范围内。