一种通风管道清洗机器人

1.本发明涉及一种风管清洗设备，具体而言，涉及一种通风管道清洗机器人。


背景技术：

2.中央空调依靠风管进行通风换气，长时间使用过后，风管内会结存大量的灰尘、污渍、细菌以及各种昆虫死尸与分泌物，如果不能对空调风管内的上述异物进行有效清除，极易危害人体的呼吸健康，与此同时，也会加剧对空调设备的损害。
3.公开号为cn111266370a的中国专利申请公开了一种用于风管清洁的机器人装置及其操作方法，其机器人装置可行进到中央空调的风管内部进行清洗操作，依靠毛刷刷取风管内壁上的灰尘，同时，依靠吸尘结构将灰尘吸入自带的集尘仓中，能较好地将灰尘污渍清除，一定程度上解决了中央空调的风管清洗不便的问题；然而，实际应用过程中发现，中央空调的风道内还是会存在一些硬质残留物，如昆虫死尸体或分泌物在干化后，极易粘结在风管内壁上，上述机器人装置中的毛刷为了能清洗较大的面积，其毛刷长度通常足够大，导致毛刷末端对上述硬质残留物的清除效果较差，往往无法将该类硬质残留物清除，降低了中央空调的风管清洗效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种通风管道清洗机器人。
5.本发明的目的通过以下技术方案来实现：
6.一种通风管道清洗机器人，包括机壳，所述机壳上设有行走底盘总成、清扫装置和吸尘装置，其中，所述清扫装置用于清扫风管内壁上的灰尘；所述机壳的下端面还设有与所述吸尘装置连通的吸尘口，用以抽吸行走底盘总成下方的风管内壁上的灰尘；
7.所述机壳下端面上还设有一组位于所述吸尘口前方的刷头，用以在吸尘口抽吸前清扫行走底盘总成下方的风管内壁上的硬质残留物；所述机壳上还设有一组圆弧导轨，且所述圆弧导轨的两端向机壳底部的左右两侧延伸，所述刷头可往复运动地安装在所述圆弧导轨上。
8.在一些优选的实施方案中，所述机壳上设有用于驱动所述刷头绕圆弧导轨往复运动的驱动装置，所述驱动装置包括第一电机、安装于机壳内壁上的立柱以及一组摆臂；
9.所述摆臂可转动地套设在所述立柱上，使得所述摆臂可在平行于机壳底部的平面内往复摆动；所述摆臂具有相对的第一端和第二端；所述第一电机的输出轴设有一组驱动盘，所述驱动盘的下端面设有一组位于圆心外侧的偏心轴，所述摆臂的第一端设有一组沿摆臂长度方向延伸的长条孔，所述偏心轴插设在所述长条孔内，用以带动摆臂绕所述立柱往复摆动，所述刷头安装在所述摆臂的第二端，所述摆臂的第二端的摆动轨迹构成所述圆弧导轨。
10.在一些优选的实施方案中，所述驱动装置还通过第一带轮机构与所述刷头连接，用以驱动所述刷头的自转。
11.在一些优选的实施方案中，所述圆弧导轨还包括开设于所述机壳底部上的圆弧开口，所述摆臂设于所述机壳内部，所述刷头的上端穿过所述圆弧开口以与所述摆臂连接。
12.在一些优选的实施方案中，所述第一带轮机构包括安装在所述第一电机的输出轴上的第一齿轮、可转动地套设在所述立柱上的第二齿轮以及安装在所述刷头上端的第一带轮；所述刷头可转动地安装在所述摆臂的第二端，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮上还固定设置有套设在所述立柱上的第二带轮，所述第一带轮和第二带轮之间通过一组第二皮带连接，以通过第一电机的转动带动所述刷头的自转。
13.在一些优选的实施方案中，所述摆臂的第二端设有第二圆环，所述刷头的上端套设在所述第二圆环内，位于所述长条孔与所述第二圆环之间的摆臂表面还设有第一圆环，所述立柱穿设在所述第一圆环内。
14.在一些优选的实施方案中，所述吸尘口内还设有两组滚刷，用以清扫行走底盘总成下方的风管内壁上的灰尘；两组所述滚刷按照行走底盘总成的前后方向布置在所述吸尘口的两侧，且两组所述滚刷的前后方向相反。
15.在一些优选的实施方案中，所述驱动装置内还设有第二电机以及连接在两组所述滚刷与所述第二电机之间的第二带轮机构，用以驱动两组所述滚刷的运转；
16.所述第二带轮机构包括两组安装在机壳内壁上的第三齿轮，两组所述第三齿轮相互啮合，且每组所述第三齿轮上固定安装有一组第三带轮；所述第二电机与任意一组所述第三带轮驱动连接，两组所述第三带轮各通过一组第一皮带与一组所述滚刷连接。
17.在一些优选的实施方案中，所述清扫装置和所述吸尘装置均设于所述机壳的顶部，其中，所述清扫装置通过一组支撑臂支撑于所述机壳上方，其中，所述支撑臂的下端铰接于所述机壳上，所述支撑臂与机壳之间还通过一组电缸连接，用以调整清扫装置在机壳上方的支撑高度。
18.在一些优选的实施方案中，所述吸尘装置内设有两组用于收集灰尘的集尘仓，两组所述集尘仓分设于所述支撑臂的两侧；两组所述集尘仓之间通过一组u型管连接；所述机壳内部设有与所述吸尘口连通的吸尘管，所述u型管通过一组设于所述机壳外部的连接管与所述吸尘管相连接。
19.本发明具有以下优点：
20.本发明的通风管道清洗机器人中，在机壳下端的吸尘口前方还设有一组专门清理硬质残留物的刷头，由于刷头设置在整个机器人的底部，便于对风管内壁上的硬质残留物进行直接作用，通过刷头的往复摆动的动作作用于硬质残留物上，可有效地将硬质残留物从风管内壁上剥离，提高风管内壁的清洗效率。
附图说明
21.图1为本发明的通风管道清洗机器人的立体图；
22.图2为本发明的通风管道清洗机器人的仰视图；
23.图3为本发明的通风管道清洗机器人的机壳内部结构示意图；
24.图4为图3的a部分的放大图；
25.图5为本发明的摆臂结构示意图；
26.图中：1-机壳，10-行走底盘总成，11-吸尘装置，110-u型管，12-连接管，13-支撑
臂，130-电缸，131-耳座，14-清扫装置，140-连接臂，15-吸尘口，150-吸尘管，16-圆弧开口，17-紫外线消毒灯，18-实时定位与地图创建系统，2-辅助清扫机构，20-滚刷，21-刷头，210-第一带轮，3-驱动装置，30-第一电机，300-输出轴，301-第一齿轮，302-驱动盘，303-偏心轴，31-立柱，310-第二齿轮，311-第二带轮，32-第二电机，320-第三带轮，321-第一皮带，322-第三齿轮，33-摆臂，330-长条孔，331-第一圆环，332-第二圆环，34-第二皮带。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
28.参照图1至图5，本发明公开了一种通风管道清洗机器人，包括机壳1，所述机壳1上设有行走底盘总成10、吸尘装置11以及清扫装置14。
29.其中，所述行走底盘总成10采用履带式驱动结构，运行更平稳可靠，同时，由于风管的特殊性，针对不同构建形式的风管清洗现场，由于没有现成已经建模的地图直接使用，风管内也无法使用gps进行定位，导致风管内的机器人无法定位以及自动循迹；因此，为了提高该机器人的智能化程度，在该机器人中引入人工智能算法，使该机器人设备具有实时定位与地图创建系统18(simultaneous localization and map building，slam2)的能力，其为现有技术，在此不再赘述。
30.同时，在该机器人壳体1上设置有视频采集摄像头，可将采集到的视频信息传递至控制系统中进行存储，方便使用人员实时监测机器人的作业状态、作业环境，以及根据需要对存储的视频进行回放。
31.此外，本发明的机器人中，在机壳1的外部设计有紫外线消毒灯17，其采用250-270nm波段，可对风管内部环境进行有效的杀毒灭菌。
32.所述机壳1的下端面还设有与所述吸尘装置11连通的吸尘口15，用以抽吸行走底盘总成10下方的风管内壁上的灰尘，本实施例中，为解决传统风管清洗机器人在清洗过程中，无法有效去除风管内壁上的硬质残留物的问题，特提出如下改进：
33.参照图1和图2，所述机壳1下端面上还设有一组位于所述吸尘口15前方的刷头21，刷头21可设置铁丝毛刷，用以在吸尘口15抽吸前清扫行走底盘总成10下方的风管内壁上的硬质残留物，在机器人行进过程中，可先于吸尘口15进行抽吸之前，先将硬质残留物从风管内壁上清除，便于吸尘口15的抽吸清理。
34.此外，所述机壳1上还设有一组圆弧导轨，所述圆弧导轨的两端向机壳1底部的左右两侧延伸，将所述刷头21安装在圆弧导轨上，可便于刷头21的移动，提高刷头21清理的覆盖范围，同时，刷头21的移动，可在与硬质残留物相接触时，反复地推动或擦除，能有效地将硬质残留物从风管内壁上剥离。
35.所述机壳1内部设有驱动装置3用以驱动刷头21的往复式移动，所述机壳1上设有用于驱动所述刷头21绕圆弧导轨往复运动的驱动装置3。
36.参照图3和图4，所述驱动装置3包括第一电机30、安装于机壳1内壁上的立柱31以及一组摆臂33。
37.参照图5，其中，所述摆臂33具有相对的第一端和第二端，所述摆臂33的第一端设有一组长条孔330，且长条孔330的长度方向与所述摆臂33的延伸方向一致，所述摆臂33的
第二端设有第二圆环332，位于所述长条孔330与所述第二圆环332之间的摆臂33表面还设有第一圆环331。
38.安装时，所述第一电机30以及立柱31均安装在所述机壳1的内顶部，所述摆臂33中间的第一圆环331可转动地套设在所述立柱31上，使得所述摆臂33摆动的圆弧轨道的圆心在立柱31的轴线上，同时，使得所述摆臂33可在平行于机壳1底部的平面内往复摆动。
39.参照图4，所述第一电机30的输出轴300上设有一组驱动盘302，所述驱动盘302的下端面设有一组位于盘面的圆心外侧的偏心轴303，所述偏心轴303插设在所述长条孔330内，第一电机30的转动，带动偏心轴303绕输出轴300的轴线进行转动，同时带动摆臂33绕所述立柱31往复摆动，所述刷头21安装在所述摆臂33第二端的第二圆环332中，所述摆臂33的第二端的摆动轨迹构成所述圆弧导轨。
40.与此同时，所述驱动装置3还通过第一带轮机构与所述刷头21连接，用以驱动所述刷头21的自转；本实施例中，所述第一带轮机构包括安装在所述第一电机30的输出轴300上的第一齿轮301、可转动地套设在所述立柱31上的第二齿轮310以及安装在所述刷头21上端的第一带轮210；所述刷头21可转动地安装在所述摆臂33第二端的第二圆环332内；其中，所述第一齿轮301与第二齿轮310相啮合，所述第二齿轮310上还固定设置有套设在所述立柱31上的第二带轮311，所述第一带轮210和第二带轮311之间通过一组第二皮带34连接，以通过第一电机30的转动带动所述刷头21的自转。
41.在清理硬质残留物过程中，刷头21除了可以实现往复式摆动外，还可以实现高速自转，将硬质残留物的痕迹清理的更加干净。
42.参照图2和图3，所述圆弧导轨还包括开设于所述机壳1底部上的圆弧开口16，所述摆臂33设于所述机壳1内部，所述刷头21的上端穿过所述圆弧开口16以与所述摆臂33连接。
43.在另一个优选实施例中，参照图3，为了进一步提高灰尘的清扫效果，所述吸尘口15内还设有两组滚刷20，用以清扫行走底盘总成10下方的风管内壁上的灰尘；两组所述滚刷20按照行走底盘总成10的前后方向布置在所述吸尘口15的两侧，且两组所述滚刷20的前后方向相反，即两组滚刷20分布在图3所示的吸尘口15的左右两侧，左侧的滚刷20逆时针转动，右侧的滚刷20顺时针转动，可利用滚刷20将蜘蛛网或硬质残留物卷入吸尘口15之中。
44.为实现上述两组滚刷20的转动方式，参照图3和图4，所述驱动装置3内还设有第二电机32以及连接在两组所述滚刷20与所述第二电机32之间的第二带轮机构；具体地，所述第二带轮机构包括两组安装在机壳1内壁上的第三齿轮322，两组所述第三齿轮322相互啮合，且每组所述第三齿轮322上固定安装有一组第三带轮320；所述第二电机32与任意一组所述第三带轮320驱动连接，两组所述第三带轮320各通过一组第一皮带321与一组所述滚刷20连接，即可实现上述两组滚刷20的转动效果。
45.两组所述滚刷20与刷图21构成用于清扫行走底盘结构10底部的风道表面灰尘和残留物的辅助清扫机构2。
46.参照图1和图2，所述吸尘装置11和清扫装置14均设于所述机壳1的顶部，其中，所述清扫装置14通过一组支撑臂13支撑于所述机壳1上方，其中，所述支撑臂13的下端铰接于所述机壳1上，所述支撑臂13与机壳1之间还通过一组电缸130连接，电缸130的输出轴(300)设有一组耳座131，耳座131可沿着支撑臂13长度方向滑动地安装在所述支撑臂上，通过电缸130的伸缩，可调整清扫装置14在机壳1上方的支撑高度。
47.本实施例中，所述清扫装置14包括两组毛刷，两组所述毛刷分设于支撑臂13上端的两侧，两组毛刷通过无刷直流电机进行驱动，可通过毛刷的高速运转，清理掉风管内壁上的灰尘等残留物，同时，同电缸130控制支撑臂13的升降，可调整清扫装置14的工作高度，从而有效地应对不同的风管内部环境，清理更加彻底。
48.此外，所述吸尘装置11包括抽吸风机及两组用于收集灰尘的集尘仓，两组所述集尘仓分设于所述支撑臂13两侧的机壳1顶部，相较于传统的风管清理设备，集尘仓采用机器人背负式结构，机器人无需牵引较长的吸尘管道，使得机器人的移动更加灵活，同时，该集尘仓采用可拆卸式的结构，便于及时清理掉其中的灰尘杂物。
49.参照图3，两组所述集尘仓之间通过一组u型管110连接；所述机壳1内部设有与所述吸尘口15连通的吸尘管150，所述u型管110通过一组设于所述机壳1外部的连接管12与所述吸尘管150相连接。
50.本发明的通风管道清洗机器人可进入风管内部进行全封闭清洗，不用在风管上到处开孔，不影响客户正常工作；其能彻底去除风管内长期结存的灰尘、污渍、细菌、各种昆虫死尸与分泌物，有效防止尘污重新积聚，可有效防御空调病，彻底断绝病菌传播途径，并可去除中央空调风管内各种异味，提高送风空气质量与风量；同时，由于设置有视频采集摄像头等装置，可实现清洗过程中的全程电子监控，对于人眼不能弯视的地方更是具有极大优势。
51.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在本发明的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种通风管道清洗机器人，包括机壳(1)，所述机壳(1)上设有行走底盘总成(10)、吸尘装置(11)和清扫装置(14)，其中，所述清扫装置(14)用于清扫风管内壁上的灰尘；所述机壳(1)的下端面还设有与所述吸尘装置(11)连通的吸尘口(15)，用以抽吸行走底盘总成(10)下方的风管内壁上的灰尘，其特征在于：所述机壳(1)的下端面上还设有一组位于所述吸尘口(15)前方的刷头(21)，用以在吸尘口(15)抽吸前清扫行走底盘总成(10)下方的风管内壁上的硬质残留物；所述机壳(1)上还设有一组圆弧导轨，所述圆弧导轨的两端向机壳(1)底部的左右两侧延伸，所述刷头(21)可往复运动地安装在所述圆弧导轨上。2.根据权利要求1所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述机壳(1)上设有用于驱动所述刷头(21)绕圆弧导轨往复运动的驱动装置(3)，所述驱动装置(3)包括第一电机(30)、安装于机壳(1)内壁上的立柱(31)以及一组摆臂(33)；所述摆臂(33)可转动地套设在所述立柱(31)上，使得所述摆臂(33)可在平行于机壳(1)底部的平面内往复摆动；所述摆臂(33)具有相对的第一端和第二端；所述第一电机(30)的输出轴(300)设有一组驱动盘(302)，所述驱动盘(302)的下端面设有一组位于圆心外侧的偏心轴(303)，所述摆臂(33)的第一端设有一组沿摆臂(33)长度方向延伸的长条孔(330)，所述偏心轴(303)插设在所述长条孔(330)内，用以带动摆臂(33)绕所述立柱(31)往复摆动，所述刷头(21)安装在所述摆臂(33)的第二端，所述摆臂(33)的第二端的摆动轨迹构成所述圆弧导轨。3.根据权利要求2所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述驱动装置(3)还通过第一带轮机构与所述刷头(21)连接，用以驱动所述刷头(21)的自转。4.根据权利要求2或3所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述圆弧导轨还包括开设于所述机壳(1)底部上的圆弧开口(16)，所述摆臂(33)设于所述机壳(1)内部，所述刷头(21)的上端穿过所述圆弧开口(16)以与所述摆臂(33)连接。5.根据权利要求3所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述第一带轮机构包括安装在所述第一电机(30)的输出轴(300)上的第一齿轮(301)、可转动地套设在所述立柱(31)上的第二齿轮(310)以及安装在所述刷头(21)上端的第一带轮(210)；所述刷头(21)可转动地安装在所述摆臂(33)的第二端，所述第一齿轮(301)与第二齿轮(310)相啮合，所述第二齿轮(310)上还固定设置有套设在所述立柱(31)上的第二带轮(311)，所述第一带轮(210)和第二带轮(311)之间通过一组第二皮带(34)连接，以通过第一电机(30)的转动带动所述刷头(21)的自转。6.根据权利要求5所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述摆臂(33)的第二端设有第二圆环(332)，所述刷头(21)的上端套设在所述第二圆环(332)内，位于所述长条孔(330)与所述第二圆环(332)之间的摆臂(33)表面还设有第一圆环(331)，所述立柱(31)穿设在所述第一圆环(331)内。7.根据权利要求2、3、5或6所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述吸尘口(15)内还设有两组滚刷(20)，用以清扫行走底盘总成(10)下方的风管内壁上的灰尘；两组所述滚刷(20)按照行走底盘总成(10)的前后方向布置在所述吸尘口(15)的两侧，且两组所述滚刷(20)的前后方向相反。8.根据权利要求7所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述驱动装置(3)内还设
有第二电机(32)以及连接在两组所述滚刷(20)与所述第二电机(32)之间的第二带轮机构，用以驱动两组所述滚刷(20)的运转；所述第二带轮机构包括两组安装在机壳(1)内壁上的第三齿轮(322)，两组所述第三齿轮(322)相互啮合，且每组所述第三齿轮(322)上固定安装有一组第三带轮(320)；所述第二电机(32)与任意一组所述第三带轮(320)驱动连接，两组所述第三带轮(320)各通过一组第一皮带(321)与一组所述滚刷(20)连接。9.根据权利要求1、2或3所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述清扫装置(14)和所述吸尘装置(11)均设于所述机壳(1)的顶部，其中，所述清扫装置(14)通过一组支撑臂(13)支撑于所述机壳(1)上方，其中，所述支撑臂(13)的下端铰接于所述机壳(1)上，所述支撑臂(13)与机壳(1)之间还通过一组电缸(130)连接，用以调整清扫装置(14)在机壳(1)上方的支撑高度。10.根据权利要求9所述的通风管道清洗机器人，其特征在于：所述吸尘装置(11)内设有两组用于收集灰尘的集尘仓，两组所述集尘仓分设于所述支撑臂(13)的两侧；两组所述集尘仓之间通过一组u型管(110)连接；所述机壳(1)内部设有与所述吸尘口(15)连通的吸尘管(150)，所述u型管(110)通过一组设于所述机壳(1)外部的连接管(12)与所述吸尘管(150)相连接。

技术总结
本发明公开了一种通风管道清洗机器人，包括机壳，机壳上设有行走底盘总成、清扫装置和吸尘装置，清扫装置用于清扫风管内壁上的灰尘；机壳的下端面还设有与所述吸尘装置连通的吸尘口，用以抽吸行走底盘总成下方的风管内壁上的灰尘；机壳下端面上还设有一组位于吸尘口前方的刷头，用以在吸尘口抽吸前清扫行走底盘总成下方的风管内壁上的硬质残留物；机壳上还设有一组圆弧导轨，圆弧导轨的两端向机壳底部的左右两侧延伸，刷头可往复运动地安装在所述圆弧导轨上；本发明的通风管道清洗机器人中，由于刷头设置在整个机器人的底部，通过刷头的往复摆动的动作作用于硬质残留物，可有效地将硬质残留物从风管内壁上剥离，提高风管内壁的清洗效率。清洗效率。清洗效率。


技术研发人员：李杰
受保护的技术使用者：成都工贸职业技术学院
技术研发日：2022.03.10
技术公布日：2022/5/25