[发明专利]一种自适应楼梯清洁机器人

说明书

本发明涉及一种自适应楼梯清洁机器人，可以实现对住宅区高层建筑的楼梯台阶的高效率清洁。此自适应楼梯清洁机器人主要由楼梯攀爬机构、底盘传动机构、四轮换向机构、清扫机构、拖洗机构、传感器与工控机系统；其中楼梯攀爬机构为穿插式机构，可以平稳地攀爬楼梯；四轮换向机构可以快速精确地在正常移动与清扫楼梯间切换，从而实现在台阶上横向清洁操作；清扫与拖洗机构采用干湿分离的结构，拖洗机构具有自清洁功能，清扫拖洗可以同时进行，大幅提高清洁效率。机器人通过传感器实现防跌落、防撞等环境感知功能，传感器连接在工控机系统上；此自适应楼梯清洁机器人具有小巧、高效、稳定、智能的优点。

技术领域

本发明属于清扫机器人技术领域，特别是一种自适应楼梯清洁机器人。

背景技术

随着机器人技术的发展，机器人的应用领域越来越广。在许多居民住宅小区，清洁工有限的体力耐力可能无法胜任繁重的高层楼梯清洁工作。不仅工作质量和效率会大幅下降，繁重的清扫工作还会增加清洁工身体的风险。具有清洁楼梯功能的机器人还未广泛普及，若将机器人技术充分运用在楼梯清扫工作中，可以大幅度减小人力物力的投入，节约清洁成本，提高清洁效率，提高居民生活质量。

目前国内外对楼梯清洁机器人的设计多采用履带式或多箱体式设计，其攀爬楼梯的机构稳定性不足，另外履带会对台阶面造成损伤。对清洁机构的设计有的采用了单一的负压吸尘清洁方式，没有加入对台阶的拖洗，清洁效果难以保证；有的采用了和街道垃圾清扫车相同的“先扬尘再吸尘”的方案，不仅清洁效果不好，还会降低密闭的楼梯间的空气质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应楼梯清洁机器人，以实现对住宅区(高层)居民楼的楼梯台阶的稳定、高效率、干湿俱备的清洁。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种自适应楼梯清洁机器人，包括：

清扫机构，能够在传动机构带动下上下移动，用于对高一级台阶进行清扫；

拖洗机构，用于对低一级台阶进行拖洗；

楼梯攀爬机构，设有前端的万向轮和后端两个的攀爬机构驱动轮，能够相对机器人底盘上下移动；前端的万向轮用于支撑在高一级台阶上，攀爬机构驱动轮用于支撑在第一级台阶上；

楼梯攀爬机构下行时对机器人进行抬升动作，实现清扫机构、拖洗机构、四轮换向机构与地面分离，并能够在台阶上向前移动，带动机器人向台阶内侧移动，将四轮换向机构移动至高一级台阶上；楼梯攀爬机构上行时带动对机器人进行下降动作，实现清扫机构、拖洗机构、四轮换向机构与地面的接触；

四轮换向机构，设置在机器人底盘下端，能够在楼梯攀爬机构下行后实现90度转向，在楼梯攀爬机构上行时带动机器人横向移动，带动清扫机构和拖洗机构左右横移；完成清洗清扫后清洗动作后，带动机器人前进，实现楼梯攀爬机构向高一级台阶前进。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)穿插式攀爬楼梯台阶的机构，配合万向轮与两轮驱动机构可以平稳地攀爬标准住宅区楼梯，同时对于一定限度的非标准台阶也可自适应攀爬。

(2)丝杠多连杆式的底盘换向机构，可以快速精确地在正常移动与清扫楼梯间切换，其中正常移动状态下，四个驱动轮旋转至前后方向，可以平稳地前后行驶，需要清扫楼梯时，四个驱动轮在丝杠与多连杆的控制下旋转90°，从而在台阶上横向移动以配合进行清洁操作。

(3)干湿分离的清洁机构，采用螺旋状毛刷与吸尘器结合以实现清扫，采用具有自清洁功能的拖洗机构，并且清扫与拖洗可以同时进行，大幅提高清洁效率。

附图说明

图1是本发明一种自适应楼梯清洁机器人的整体结构示意图；

图2是整体剖面结构示意图；

图3是楼梯攀爬机构结构示意图；