一种履带式中央空调管道清扫机器人

技术领域

本发明涉及中央空调管道维护机器人技术领域，具体涉及一种履带式中央空调管道清扫机器人。

背景技术

集中/半集中式空调管道（即我们日常所称的中央空调管道）和通风除尘管道中，在长期使用中会积累许多灰尘、病菌、病毒、尘螨及放射物，这些有害物质在送风过程中便污染了空气，长期被人体吸入，就会导致上述疾病。清扫中央空调管道工作往往存在管道内的有用作业半径小人员及设备难以进入、管壁死角难以被清洗等缺乏之处，机器人在管道内作业时可能会呈现打扫力度不行、摆尾的状况等问题存在。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

本发明针对中央空调管道清扫作业中存在的问题，提出了一种履带式中央空调管道清扫机器人，能够解决空间狭小难以进入、清扫力度不够等问题，高效快速的完成管道清扫作业。

本发明提供如下技术方案。

本发明提供一种履带式中央空调管道清扫机器人，其包括主体支撑结构、行进机构、转动举升机构、清扫机构和控制部分；

主体支撑结构包括车架、设置在车架顶部的顶部钣金件和设置在车架底部的底部钣金件；

行进机构包括行进电机、轴承座、轴承、后轴、主支撑轮、履带轮、副支撑轮和履带；行进电机设有两个，其对称分布于车架前端，每个行进电机的输出轴插入轴承并向外伸出至轴承外，轴承通过轴承座安装在车架前端两侧，车架后端两侧对称向外伸出设置后轴，后轴通过轴承安装在车架后端两侧安装的轴承座上，伸到车架外侧的行进电机的输出轴和后轴上从内到外依次安装主支撑轮、履带轮和副支撑轮，主支撑轮和履带轮之间、履带轮和副支撑轮之间分别紧密贴合，履带轮上安装履带；工作时，行进电机转动带动车架前端的主支撑轮、履带轮和副支撑轮同步转动，进而由履带轮带动履带移动；

转动举升机构包括转动举升支架、转动电机、止推轴承、转动平台、举升支架、转动块、电机支杆、电动推杆支架和电动推杆；紧贴顶部钣金件的上方安装转动举升支架，转动举升支架的上方安装转动平台，转动举升支架的下方安装转动电机，转动电机的上端面设置止推轴承，转动平台压在止推轴承上，转动平台通过中心孔经连接件和转动电机轴向连接；转动平台的上表面安装举升支架和电动推杆支架，举升支架的上端设置转动轴，转动轴上套设转动块，转动块和电机支杆的尾端固定连接，电动推杆的前端安装在电机支杆中间位置的耳座上，耳座轴和举升支架的转动轴平行，电动推杆的尾端安装在电动推杆支架上；

清扫机构包括第一清扫电机、第二清扫电机、清扫头、吸尘口、软管、吸尘腔体、离心风机和集尘箱；第一清扫电机设有两个，对称安装在车架的中间位置，第一清扫电机的输出轴端向下伸出到底部钣金件外，其端部安装清扫头；第二清扫电机安装在转动举升机构中电动支杆的前端，第二清扫电机的输出轴端部安装清扫头；吸尘口安装在底部钣金件内侧，和底部钣金件上的开口相适应，吸尘口通过软管和吸尘腔体连接，软管和离心风机相连，吸尘腔体下方设置集尘箱，工作时，灰尘通过吸尘口吸入，经软管到达吸尘腔体，最后落入集尘箱，完成吸尘作业；

控制部分包括控制部分安装板、电源模块、驱动器、控制主板、信号接头、车灯和摄像头；控制部分安装板安装在两个行进电机的中间，控制部分安装板上安装电源模块，电源模块通过电线分别和驱动器、控制主板、信号接头、车灯和摄像头连接， 控制主板分别和驱动器、信号接头连接，驱动器分别和两个行进电机、转动电机、两个第一清扫电机、第二清扫电机和离心风机连接；车灯设有两个，安装在机架的前端面的两侧，摄像头安装在车架前端的中心位置。

本发明中，主支撑轮、履带轮和副支撑轮和行进电机的输出轴、后轴之间通过键连接。

本发明中，转动平台通过中心孔经螺钉和转动电机轴向连接。

本发明中，集尘箱通过压板、压板紧定器固定安装在底部钣金件上。

本发明中，控制部分还包括信息接收发送模块和工控机。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的行进机构中，由行进电机转动带动车架前端的主支撑轮、履带轮和副支撑轮同步转动，进而由履带轮上带动履带移动；转动举升机构中，转动电机带动转动平台转动完成转动，电动推杆的伸缩作业使得电机支杆角度发生转变完成举升；清扫机构中，第一清扫电机对底部管道清扫，第二清扫电机对管道四周和上方进行清理，通过吸尘口吸入灰尘，完成吸尘作业；控制部分控制行进机构、转动举升机构和清扫机构的工作。本发明能够解决空间狭小难以进入、清扫力度不够等问题，高效快速的完成管道清扫作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构右视图。

图3为本发明的行进机构示意图。

图4为本发明的转动举升机构示意图。

图5为本发明的内部结构示意图。

图6为本发明的内部结构俯视图。

图7为本发明的轴承座结构示意图。

图8为本发明的清扫机构结构示意图。

图9为本发明的整体结构仰视图。

图10为本发明的内部结构示意图。

图11为本发明的控制部分示意图。

图中标号：100-主体支撑结构、101-车架、102-底部钣金件、103-顶部钣金件、200-行进机构、201-行进电机、202-轴承座、203-轴承、204-卡簧、205-后轴、206-主支撑轮、207-履带轮、208-副支撑轮、209-履带、210-键、300-转动举升机构、301-转动举升支架、302-转动电机、303-止推轴承、304-转动平台、305-举升支架、306-转动块、307-电机支杆、308-电机端盖、309-电动推杆支架、310-电动推杆、400-清扫机构、401-清扫电机支撑板、402-第一清扫电机、403-清扫头、404-吸尘口、405-软管、406-吸尘腔体、407-离心风机、408-集尘箱、409-第二清扫电机、410-压板、411-压板紧定器、500-控制部分、501-电源模块、502-控制部分主支架、503-驱动器、504-控制部分副支架、505-控制板支撑杆、506-控制主板、507-信号接头、508-车灯、509-摄像头、510-控制部分安装板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

一种履带式中央空调管道清扫机器人，包括主体支撑结构100、行进机构200、转动举升机构300、清扫机构400和控制部分500。

主体支撑结构100包括车架101、底部钣金件102和顶部钣金件103。车架101作为本发明的主要支撑部件，其上分布众多安装孔位。底部钣金件102将与车架101底部贴合。顶部钣金件103车架101顶部贴合。

行进机构200包括行进电机201、轴承座202、轴承203、卡簧204、后轴205、主支撑轮206、履带轮207、副支撑轮208、履带209、键210。行进电机201设有两个，分布于车架101前端安装位置，呈对称布置，其出轴端均与车架101出轴孔同轴。轴承座202设有四个，分别位于车架101外侧，与车架101四个出轴孔同轴，且通过四颗螺钉与车架101连接。轴承203设有四个，分别位于轴承座202内。卡簧204设有四个，分别位于轴承座202内，具体位于轴承203为外侧面前端，起到限制轴承203轴向移动的功能。后轴205设有两个，位于车架101后侧出轴孔内。主支撑轮206设有四个，分别与行进电机201和后轴205配合，位于车架101的外侧。履带轮207设有四个，分别安装至主支撑轮206的外侧。副支撑轮208设有四个，分别与履带轮207外侧面贴合安装。履带209设有两根，位于车架101的两侧，与履带轮207配合安装。键210设有四根，确保主支撑轮206、副支撑轮208分别与行进电机201和后轴205之间不发生周向转动，确保其运行同步。

转动举升机构300包括转动举升支架301、转动电机302、止推轴承303、转动平台304、举升支架305、转动块306、电机支杆307、电机端盖308、电动推杆支架309、电动推杆310。转动举升支架301设有两根，呈对称安装，安装至车架101顶部的四个安装孔内。转动电机302位于转动举升支架301的下侧，通过螺钉与转动举升支架301连接。止推轴承303位于转动电机302的上端面，且与转动电机302周同轴心。转动平台304压在止推轴承303的上侧，其上中心孔与转动电机302同轴，且通过螺钉与转动电机302进行轴向连接。举升支架305位于转动平台304的上表面中心位置。转动块306与举升支架305上侧的安装孔同轴心。电机支杆307尾部与所述转动块306惊醒螺纹配合。电机端盖308位于电机支杆307的前端面。电动推杆支架309位于转动平台304的上表面前侧位置。电动推杆310其尾部安装孔与所述电动推杆支架309上端的安装孔配合，其前端安装孔与电机支杆307中间部位的耳座同轴。

清扫机构400包括清扫电机支撑板401、第一清扫电机402、清扫头403、吸尘口404、软管405、吸尘腔体406、离心风机407、集尘箱408、第二清扫电机409、压板410、压板紧定器411。清扫电机支撑板401设有两块，位于所述车架101的中间位置且呈对称布置，与车架101通过螺钉固定。第一清扫电机402设有两个，与清扫电机支撑板401通过螺钉连接，且位于第一清扫电机支撑板402的中心位置。清扫头403安装在第一清扫电机402的电机出轴端，具体是位于底部钣金件102的下侧。吸尘口404安装在底部钣金件102的内侧，其与底部钣金件102底面的矩形孔配合。吸尘腔体406位于车架101的尾部，其上侧的四个安装脚与车架101贴合，通过螺钉与车架101连接。软管405一端与吸尘口404上侧的接头配合，另一端与吸尘腔体406前端的接头配合，使吸尘口404和吸尘腔体406连接成一体。离心风机407位于吸尘腔体406的尾部，其安装至底部钣金件102尾部外表面，且与吸尘腔体406配合。集尘箱408位于吸尘腔体406的下侧，与吸尘腔体406配合，确保吸尘头、吸尘腔体406、离心风机407、软管405之间构成一封闭通道，便于完成清扫作业中的吸尘部分。第二清扫电机409安装至电机支杆307的前端，第二清扫电机409位于电机端盖308的后侧。压板410位于底部钣金件102下侧靠前的两安装槽内，其作用是起到托住集尘箱408的作用。压板紧定器411位于底部钣金件102下侧靠后的两安装槽上，其通过螺纹配合压紧压板410防止运行过程中集尘箱408脱落。

控制部分500包括电源模块501、控制部分主支架502、驱动器503、控制部分副支架504、控制板支撑杆505、控制主板506、信号接头507、车灯508、摄像头509、控制部分安装板510。控制部分安装板510位于车架101前端的中间侧，具体是位于两行进电机201的中间，其作为控制部分500的主要安装结构。电源模块501底面与控制部分安装板510贴合。控制部分主支架502与控制部分安装板510通过螺钉连接压紧电源模块501。驱动器503安装在控制部分主支架502的上端凹槽内。控制部分副支架504与控制部分主支架502通过螺钉连接，压紧驱动器503。控制板支撑杆505设有四根，其一端均与控制部分副支架504连接。控制主板506位于四根控制著支撑板的上表面，且配合安装于一体。信号接头507位于机器人的尾端，安装至底部钣金件102的尾部中间位置。车灯508设有两个，分别位于机器人的前端面的两侧，与车架101通过螺钉连接。摄像头509位于机器人前端面的中心位置，与车架101通过螺钉连接。本发明的能源供给来自与信号接头507连接的外部电源。本发明具备实时信号接收和反馈能力。本发明配备专用的工控机及缆绳盘。

实施方案：

工作人员在使用前检查设备的完整性，并将本发明与外部工控机及线缆盘连接。工作人员打开中央空调管道检修口，经本发明放至中央空调管道内。工作人员通过控制外部工控机控制本装置进行作业，通过工控机发出清扫、行进等信号。

当本发明接收到外部行进信号时，控制主板506将信号进行处理后传输至驱动器503，驱动器503接受到行进信号驱动行进电机201转动，行进电机201带动主支撑轮206进行转动，履带轮207及副支撑轮208也被驱使转动，由于履带209且与履带轮207配合，履带209也发生转动，趋使本发明完成移动作业。当本发明接收到转向信号时，驱动器503将驱动两电机进行差速转动，由于两侧履带209转速不同，本发明将会进行单侧偏转从而完成转向作业。

当本发明接收到清扫作业信号时，驱动器503驱动第一清扫电机402、第二清扫电机409和离心风机407进行转动，两第一清扫电机402转动方向相反，带动清扫头403将管壁底端灰尘扫动至本发明的中间部位，此时离心风机407处于工作状态，将中央空调管道底部的灰尘通过吸尘口404吸入，经软管405到达吸尘腔体406，最后落入集尘箱408，完成吸尘作业。同时第二清扫电机409也发生转动带动清扫头403转动，工作人员通过摄像头509监测中央空调管道内部的分布情况，通过工控机控制机器人转动举升机构300工作完成高处杂物的清理，当控制主板506接收到工控机控制转动举升机构300转动信号时，驱动器503驱动转动电机302转动，转动平台304与转动电机302轴向配合，可完成同步转向作业，从而带动第二清扫电机409和清扫头403发生空间位置转变。当控制主板506接收到工控机控制转动举升机构300举升信号时，电动推杆310将会进行伸缩作业，使得电机支杆307角度发生转变。可完成中央空调管道高处的杂物清理作业，待灰尘沉降后，本发明再次通过行驶路段，清除管道底部杂物，即可完成空调管道的清理作业。

完成清扫作业后，工作人员将本发明装置收回，将机器架高，松下压板紧定器411，抽出压板410，取下集尘箱408，将杂物倒出，再将集尘箱408装回压紧压板410，拆除外接线缆，将机器人收回，结束清扫作业。