專利名稱：自動樓梯清掃機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于清潔用具技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自動樓梯清掃機。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，高層建筑日益增多。雖然大多安裝電梯，但為防斷電和人群擁擠 導致事故的發(fā)生，樓梯也是必不可少的?，F(xiàn)高層建筑物內(nèi)的樓梯都由人工清掃，工作強度 高、時間長、效率低。中國專利200720184487. 9公開了一種樓梯清掃機，底板上通過電機支架連接設(shè) 置一組電機，各電機通過聯(lián)軸器與齒輪傳動配合，齒輪一側(cè)設(shè)置與其嚙合傳動的上下齒條， 上下齒條設(shè)置在齒條支座上，齒條支座下端連接設(shè)置萬向輪，齒條支座與固定在底板上的 齒條支架上下滑動配合，底板下部連接設(shè)置一組驅(qū)動電機，各驅(qū)動電機通過聯(lián)軸器與驅(qū)動 輪傳動配合，底板下方配合設(shè)置清掃機體，連接桿固定在底板上，橫向支架與連接桿固定連 接，橫向支架外端與豎向支架下部配合連接，豎向支架底部連接設(shè)置支撐板。該樓梯清掃機 通過上下驅(qū)動電機、前后驅(qū)動電機、電機、驅(qū)動電機和清掃機體實現(xiàn)移動和清掃，純粹依靠 電機驅(qū)動，且移動和清掃是分步進行，效率低，且該樓梯清掃機無扶手除塵機構(gòu)，無法對扶 手進行清掃。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種新型樓梯清掃機， 主要動力源為機器自身重力，以電機為輔助動力，綠色節(jié)能，行走和清掃過程連續(xù)進行，工 作效率高。一種自動樓梯清掃機，其特征在于機身上設(shè)有第一電機，第一電機的輸出軸上連 接蝸桿，蝸桿與蝸輪相嚙合，蝸輪設(shè)置于主軸的中間，主軸橫向安裝在機身上，主軸的兩端 從中心向外依次設(shè)有滾輪、大齒輪，大齒輪連接惰輪，惰輪連接小齒輪，與小齒輪同軸連接 設(shè)置有齒輪軸，齒輪軸上連接轉(zhuǎn)盤型曲柄，曲柄上設(shè)置連桿，兩個連桿之間由樓梯刷毛相連 接；機身的一側(cè)固定有支撐臂，支撐臂上設(shè)有第二電機，第二電機的輸出軸與扶手刷毛軸依 次用四個錐齒輪連接，扶手刷毛軸上連接有扶手刷毛。進一步地，機身上還設(shè)有支撐架，支撐架上具有支撐塊，分別用于支撐連桿。為了收集掃落的垃圾，機身上可以安裝垃圾收集裝置，垃圾收集裝置具有一開口， 開口的底面延長至樓梯刷毛下方。樓梯清掃機還可以裝有感應裝置，當感應裝置感應到有行人途徑時將停止工作， 等待行人通過或離開后繼續(xù)開始清掃樓梯。感應裝置可以是紅外線感應裝置。本實用新型的樓梯清掃機主要包括機身、行走機構(gòu)、樓梯清掃機構(gòu)和扶手除塵機 構(gòu)。行走機構(gòu)采用蝸輪蝸桿機構(gòu)和四齒滾輪。利用蝸輪蝸桿機構(gòu)來實現(xiàn)自鎖，可起到 安全保護作用，使清掃機能在樓梯上平穩(wěn)的勻速運動，防止其向下滾落。利用清掃機自重向下滾落的趨勢、以電機驅(qū)動為推力的四齒向下運動滾輪，其工作可靠且平穩(wěn)，四齒滾輪的弧 長為樓梯的寬度，齒高為臺階的高度，四個齒與樓梯臺階不斷嚙合，驅(qū)動力由蝸輪蝸桿通過 主軸傳遞到滾輪。本實用新型自動樓梯清掃機主要利用的動力不是電機，而是機器本身的 自重。若清掃機無蝸輪蝸桿設(shè)計，會向下加速運動，蝸輪蝸桿可以起到阻止其向下加速運動 的作用。蝸桿與電機輸出端相連，蝸桿上動力的作用是為了解除蝸輪蝸桿之間的自鎖，只有 蝸桿轉(zhuǎn)動了，蝸輪才能動，反之蝸輪想動卻被蝸桿鎖住了，所以電機動力的作用是不斷的解 除蝸輪蝸桿之間的自鎖。因此，本實用新型具有綠色節(jié)能的優(yōu)點。樓梯清掃機構(gòu)采用曲柄滑塊機構(gòu)，通過主軸傳動到大齒輪，由大齒輪帶動惰輪到 小齒輪中，它們的傳動比為1 4。當主軸轉(zhuǎn)四分之一圈(相當于滾輪轉(zhuǎn)過一個樓梯口) 時，曲柄轉(zhuǎn)一圈，樓梯毛刷來回往復一次，正好完成一級臺階的清掃。在多層建筑樓梯中，扶手很容易沾染灰塵。本實用新型中，扶手除塵機構(gòu)采用三面 扶手除塵機構(gòu)，其驅(qū)動力由第二電機直接輸出，通過錐齒輪傳動將動力傳到扶手刷毛軸，扶 手刷毛軸不斷回轉(zhuǎn)帶動扶手刷毛運動，完成對扶手兩個側(cè)面和頂面的除塵工作。本實用新型具有以下優(yōu)點(1)工作平穩(wěn)，節(jié)能低耗，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作方便，環(huán)境適應性強。(2)行走和清掃過程連續(xù)進行，工作效率高；蝸輪蝸桿機構(gòu)實現(xiàn)自鎖功能，使機器 勻速下樓梯，防止在自重作用下滾落。(3)扶手清洗機構(gòu)與樓梯清掃機構(gòu)同時工作，可達到雙重清掃目的。(4)垃圾收集裝置開口的底面延長至樓梯刷毛下方，以便于垃圾能夠順利地掃入 垃圾桶中，防止塵土飛揚。(5)感應裝置感應到有行人時可自動停止工作。
圖1是本實用新型一種具體實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是蝸桿蝸輪剖視圖；圖4是圖1所示自動樓梯清掃機的左視圖。其中1-機身；2-主軸；3，3’ -滾輪；4，4’ -大齒輪；5，5’ _惰輪；6，6’ -小齒輪; 7，7’ -齒輪軸；8，8，-曲柄；9，9，-連桿；10-樓梯刷毛；11-電機座；12-第-電機；13-鍋 桿；14-蝸輪；15-滾動軸承；16，16’-支撐架；17，17’-支撐塊；18-支撐臂；19-第二電機； 20-扶手刷毛軸；21-錐齒輪；22-扶手刷毛；23-垃圾收集裝置；下面將結(jié)合附圖對本實用新型作詳細的介紹
具體實施方式
實施例1如圖1-4所示的自動樓梯清掃機，機身1中間有一電機座11，其上安裝第一電機 12，第一電機的輸出軸上連接蝸桿13，蝸桿與蝸輪14相嚙合，蝸輪設(shè)置于主軸2的中間，主 軸橫向安裝在機身1上。主軸上設(shè)有四個滾動軸承15，滾動軸承與機身1相連。主軸的兩端從中心向外依次設(shè)有滾輪3， 、大齒輪4，4’，大齒輪連接惰輪5，5’，惰輪連接小齒輪6，6’，與小齒輪同軸連接設(shè)置有齒輪軸7，7’，齒輪軸上連接轉(zhuǎn)盤型曲柄8， 8’，曲柄上設(shè)置連桿9，9’，兩個連桿之間由樓梯刷毛10相連接。機身1兩側(cè)分別設(shè)有支撐架16，16’，支撐架上具有支撐塊17，17’，分別用于支撐 連桿9，9’。機身1的一側(cè)固定有倒U字形支撐臂18，支撐臂上設(shè)有第二電機19，第二電機的 輸出軸與扶手刷毛軸20依次用四個錐齒輪21連接，扶手刷毛軸上連接有扶手刷毛22。機身1上安裝有垃圾收集裝置23，垃圾收集裝置具有一開口，開口的底面延長至 樓梯刷毛10的下方。樓梯清掃機裝有紅外線感應裝置(未示出)，當感應裝置感應到有行人途徑時可 以停止工作，等待行人通過或離開后繼續(xù)開始清掃樓梯。本實用新型設(shè)計機械運動和清掃的范圍要滿足樓梯的尺寸要求，以便不影響清掃 機向下運動的穩(wěn)定性。蝸輪蝸桿必須根據(jù)所受的力滿足清掃機運動的自鎖性，驅(qū)動電機輸 出功率必須滿足行走和清掃的要求。以樓梯高為80mm，寬為150mm，長為670mm為例，為能使清掃機能夠在樓梯上平穩(wěn) 的移動、獲得具有較大的傳動比，保證結(jié)構(gòu)緊湊，自鎖性好，工作可靠，噪聲小等特點，本實 施例中各部件采用的參數(shù)如下1、齒輪傳動的參數(shù)模數(shù)m = 1. 5 小齒輪Z3 = 15 惰輪Z2 = 16 大齒輪Zl = 60壓力角20° 傳動比il3=l/42、蝸輪蝸桿傳動的參數(shù)模數(shù)m = 2 蝸輪齒數(shù)Z = 20 蝸桿頭數(shù)=1傳動比i =蝸輪齒數(shù)/桿頭數(shù)=203、有關(guān)蝸輪蝸桿嚙合電機的選擇U = 12V, η = 25r/min 的電機，功率為 25W.4、動作執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計計算說明(1)行程設(shè)計計算電機轉(zhuǎn)速為η Λ= 25r/min，輸出部分的傳動比為(蝸輪蝸桿 的傳動比)i = 1/4，由傳動比公式得i = n_/n主軸=蝸桿頭數(shù)/輪齒數(shù)=20，η主軸=1. 25r/min即主軸的轉(zhuǎn)速為1. 25r/min，主軸轉(zhuǎn)一圈下四節(jié)樓梯，那么整個清掃機每分鐘下5 節(jié)的樓梯。(2)曲柄滑塊機構(gòu)此機構(gòu)中動力輸出部分是安裝在主軸上的兩個大齒輪。大齒輪的主要參數(shù)模數(shù)m = 1. 5 Zl = 60 nl = 1. 25r/min從動部分為小齒輪模數(shù)m = 1. 5 Z2 = 15由傳動比公式得:i12 = Z2XZ1 = ηΛη2 = 0. 25r/min, n2 = 5r/min小齒輪和曲柄同軸，那么他們的轉(zhuǎn)速為5r/min。曲柄桿的長度為75mm，回轉(zhuǎn)一周正好是完成了一個長度為150mm的工作回程。5、滾輪運動計算說明滾輪四齒外弧長等于樓梯面長度，當處于起始位置時，上一級樓梯面正好與滾輪 弧線相切，滾輪齒尖端接觸樓梯面，隨著滾輪的不斷向下滾動，上弧線脫開，下弧線繼續(xù)向下運動。 本實用新型樓梯清掃機的工作過程啟動按鈕，第一電機的驅(qū)動力由蝸輪蝸桿通 過主軸傳遞到四齒滾輪，因滾輪的弧長為樓梯的寬度、齒高為臺階的高度，四個齒與樓梯臺 階不斷嚙合，清掃機沿樓梯自上而下運動，蝸輪蝸桿機構(gòu)來實現(xiàn)自鎖，可起到安全保護作 用，使清掃機能在樓梯上平穩(wěn)的勻速運動，防止其向下滾落。樓梯清掃機構(gòu)采用曲柄滑塊機 構(gòu)，通過主軸傳動到大齒輪，由大齒輪帶動惰輪到小齒輪中，它們的傳動比為1 4。當主軸 轉(zhuǎn)四分之一圈(相當于滾輪轉(zhuǎn)過一個樓梯口)時，曲柄轉(zhuǎn)一圈，帶動連桿和樓梯毛刷來回往 復一次，正好完成一級臺階的清掃。扶手除塵機構(gòu)的驅(qū)動力由第二電機直接輸出，通過錐齒 輪傳動將動力傳到扶手刷毛軸，扶手刷毛軸不斷回轉(zhuǎn)帶動扶手刷毛運動，完成對扶手兩個 側(cè)面和頂面的除塵工作。
權(quán)利要求一種自動樓梯清掃機，其特征在于機身(1)上設(shè)有第一電機(12)，第一電機的輸出軸上連接蝸桿(13)，蝸桿與蝸輪(14)相嚙合，蝸輪設(shè)置于主軸(2)的中間，主軸橫向安裝在機身(1)上，主軸的兩端從中心向外依次設(shè)有滾輪(3，3’)、大齒輪(4，4’)，大齒輪連接惰輪(5，5’)，惰輪連接小齒輪(6，6’)，與小齒輪同軸連接設(shè)置有齒輪軸(7，7’)，齒輪軸上連接轉(zhuǎn)盤型曲柄(8，8’)，曲柄上設(shè)置連桿(9，9’)，兩個連桿之間由樓梯刷毛(10)相連接；機身(1)的一側(cè)固定有支撐臂(18)，支撐臂上設(shè)有第二電機(19)，第二電機的輸出軸與扶手刷毛軸(20)依次用四個錐齒輪(21)連接，扶手刷毛軸上連接有扶手刷毛(22)。
2.如權(quán)利要求1所述的自動樓梯清掃機，特征在于所述的機身(1)上還設(shè)有支撐架 (16，16’)，支撐架上具有支撐塊(17，17’)，分別用于支撐連桿(9,9' ) ο
3.如權(quán)利要求1所述的自動樓梯清掃機，特征在于所述的機身(1)上安裝有垃圾收集 裝置(23)，垃圾收集裝置具有一開口，開口的底面延長至樓梯刷毛(10)的下方。
4.如權(quán)利要求1所述的自動樓梯清掃機，特征在于所述的樓梯清掃機還裝有感應裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種新型樓梯清掃機，機身上設(shè)有第一電機，第一電機的輸出軸上連接蝸桿，蝸桿與蝸輪相嚙合，蝸輪設(shè)置于主軸的中間，主軸橫向安裝在機身上，主軸的兩端從中心向外依次設(shè)有滾輪、大齒輪，大齒輪連接惰輪，惰輪連接小齒輪，與小齒輪同軸連接設(shè)置有齒輪軸，齒輪軸上連接轉(zhuǎn)盤型曲柄，曲柄上設(shè)置連桿，兩個連桿之間由樓梯刷毛相連接；機身的一側(cè)固定有支撐臂，支撐臂上設(shè)有第二電機，第二電機的輸出軸與扶手刷毛軸依次用四個錐齒輪連接，扶手刷毛軸上連接有扶手刷毛。本實用新型主要動力源為機器自身重力，以電機為輔助動力，綠色節(jié)能，行走和清掃過程連續(xù)進行，扶手清洗機構(gòu)與樓梯清掃機構(gòu)同時工作，工作效率高，可達到雙重清掃目的。
文檔編號A47L11/24GK201658329SQ201020126510
公開日2010年12月1日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者丁斌龍, 周純江, 孫毅, 張麗娜, 謝科珂, 黃明鈞 申請人:浙江機電職業(yè)技術(shù)學院