電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，清潔機(jī)器人由基殼體、兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、前端右輥輪、后端左輥輪、前端左齒形帶輪、前端右齒形帶輪、后端左齒形帶輪、后端右齒形帶輪、左側(cè)齒形帶及右側(cè)齒形帶組成；所述基殼體上分布著前端左支架、前端中支架、前端右支架、后端左支架、后端中支架、后端右支架；所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于：前端左支架和前端中支架之間安裝著步進(jìn)電機(jī)，后端右支架和后端中支架之間安裝著另一同樣結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)；該種步進(jìn)電機(jī)定子在電機(jī)中心，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子則繞定子軸線回轉(zhuǎn)；前端右支架和前端中支架之間安裝著前端右輥輪，后端左支架和后端中支架之間安裝著與前端右輥輪結(jié)構(gòu)相同的后端左輥輪，使清潔機(jī)小型化，輕量化。
【專利說明】
電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001 ]本發(fā)明涉及一種泳池清潔機(jī)器人，用于泳池池水，池底和池壁的有序清潔。
【背景技術(shù)】
:
[0002]目前，應(yīng)用于泳池清潔的機(jī)器人有單電機(jī)的吸污機(jī)及三電機(jī)的清潔機(jī)器人。單電機(jī)泳池吸污機(jī)，電機(jī)位于基殼體內(nèi)的中心上部。電機(jī)具雙伸軸且水平布置，在兩側(cè)軸頸分別固定著一個(gè)吸水渦輪。在電機(jī)下方有過濾器。當(dāng)電機(jī)順時(shí)針回轉(zhuǎn)時(shí)，一側(cè)的渦輪吸水且其對(duì)應(yīng)的出水流道打開。另一側(cè)的渦輪無作用且其對(duì)應(yīng)的出水流道關(guān)閉。在工作渦輪的作用下，污水由吸污機(jī)底部流入到基殼體。污物被阻留在過濾器中，而清水則經(jīng)葉輪，由出水流道流回泳池。出水的反力則驅(qū)動(dòng)吸污機(jī)前進(jìn)。當(dāng)電機(jī)逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，工作原理類似，但工作渦輪不同，且吸污機(jī)運(yùn)動(dòng)方向相反。吸污機(jī)的清潔路徑為隨機(jī)路徑。且不能清潔池壁。三電機(jī)清潔機(jī)器人，兩個(gè)電機(jī)為行走電機(jī)，一個(gè)電機(jī)為吸水渦輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)。渦輪電機(jī)垂直布置于基殼體中心上部，電機(jī)軸頸固定著吸水渦輪。吸水渦輪的下方前后兩側(cè)分別布置著過濾器。在基殼體渦輪電機(jī)的左右兩側(cè)分別布置著行走電機(jī)。行走電機(jī)水平布置，經(jīng)兩級(jí)圓柱齒輪減速器輸出。輸出軸伸出基殼體。在基殼體外，減速器輸出軸上固定著齒形帶輪。在基殼體外的前端和后端分別設(shè)計(jì)有左側(cè)輥輪及右側(cè)輥輪。左側(cè)輥輪及右側(cè)輥輪分別各連著一個(gè)齒形帶輪。左側(cè)齒形帶及右側(cè)齒形帶分別繞過三個(gè)齒形帶輪。在減速器輸出軸齒形帶輪兩側(cè)還布置兩個(gè)壓緊輪。當(dāng)左側(cè)兩輥輪及右側(cè)兩輥輪行走速度相同，清潔機(jī)器人前進(jìn)或后退。當(dāng)兩側(cè)輥輪速度不同或一個(gè)輥輪不運(yùn)動(dòng)，則清潔機(jī)器人轉(zhuǎn)彎。三電機(jī)清潔機(jī)器人行走路徑可以人為規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)有序清潔。由于吸水電機(jī)垂直布置，出水反力壓向機(jī)器下部，可以對(duì)池壁進(jìn)行清潔。
[0003]主要技術(shù)問題:
[0004]1.由于行走電機(jī)位于基殼體內(nèi)部，占據(jù)了大量基殼體空間。難于實(shí)現(xiàn)機(jī)器的小型化及輕量化。
[0005]2.由于行走電機(jī)位于基殼體內(nèi)部，使水流通道彎曲迂回，使水流阻力增大，影響了吸污效率。
[0006]3.左側(cè)齒形帶及右側(cè)齒形帶分別繞過三個(gè)齒形帶輪，且分別還有兩個(gè)壓緊輪，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0007]4.由于齒形帶繞行復(fù)雜，齒形帶繞行一周受到多次交變應(yīng)力作用，齒形帶易疲勞破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0008]本發(fā)明提出電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人。清潔機(jī)器人基殼體為一殼狀結(jié)構(gòu)，其前端及后端各有左支架，中支架及右支架。
[0009]機(jī)器人前端結(jié)構(gòu)為:前端左支架和中支架之間安裝著專用的步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)為感應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。但電機(jī)轉(zhuǎn)子及定子位置互換。原電機(jī)的定子位于電機(jī)的軸心處。定子上開有多個(gè)槽，槽內(nèi)安裝有銅漆包線繞組。繞組導(dǎo)線由電機(jī)內(nèi)沿軸向引出。原電機(jī)的轉(zhuǎn)子則繞軸心旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子即是輥輪，前端的步進(jìn)電機(jī)作為前端左輥輪。轉(zhuǎn)子的軸向槽內(nèi)安裝有永磁條。當(dāng)定子繞組順序?qū)?，轉(zhuǎn)子磁條受定子繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)的作用，進(jìn)行對(duì)正運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子即相對(duì)于電機(jī)軸線產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電機(jī)定子線圈繞組驅(qū)動(dòng)脈沖頻率的高低決定了輥輪的轉(zhuǎn)速。由步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性可知，在低速段，電機(jī)可以輸出較大力矩。這正好符合清潔機(jī)器人對(duì)電機(jī)的機(jī)械特性要求。電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩端孔內(nèi)安裝有滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承的外圈在徑向與電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端的孔過度配合聯(lián)接。轉(zhuǎn)子兩端孔的臺(tái)階對(duì)軸承外圈沿電機(jī)內(nèi)側(cè)進(jìn)行軸向定位。兩側(cè)端蓋對(duì)軸承外圈的另一側(cè)進(jìn)行軸向定位。兩滾動(dòng)軸承內(nèi)圈在徑向與定子軸過度配合。定子軸兩側(cè)的臺(tái)階對(duì)軸承內(nèi)圈進(jìn)行一個(gè)方向的軸向定位。兩滾動(dòng)軸承內(nèi)圈外側(cè)靠軸用彈性卡圈在定子軸上進(jìn)行另一方向的軸向定位。轉(zhuǎn)子側(cè)端蓋具有空心延長(zhǎng)軸，延長(zhǎng)軸套裝有滾動(dòng)軸承，該滾動(dòng)軸承的外圈裝于軸承盒內(nèi)。軸承盒通過螺釘安裝于清潔機(jī)基殼體的左支架上。前端左齒形帶輪安裝在端蓋延長(zhǎng)軸最左側(cè)，兩者靠花鍵連接并傳遞運(yùn)動(dòng)。基殼體前端中支架夾持著步進(jìn)電機(jī)的定子軸右段。步進(jìn)電機(jī)左端蓋及右端蓋開有溝槽，內(nèi)嵌密封圈，以保證電機(jī)的水密性。前端右半軸上套裝著前端右輥輪。前端右輥輪的外徑與前端左輥輪相同。前端右輥輪兩側(cè)分別與右輥輪兩側(cè)端蓋通過螺釘聯(lián)接。前端右輥輪兩側(cè)面的孔內(nèi)裝有滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承外圈與孔過渡配合聯(lián)接，端蓋的側(cè)面對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位。前端右輥輪的右端蓋空心延長(zhǎng)軸套裝有滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承外圈安裝于前端右軸承盒中，而軸承盒通過螺釘安裝于前端右支架內(nèi)。前端右齒形帶輪通過花鍵與右端蓋延長(zhǎng)軸聯(lián)接。
[0010]機(jī)器人后端結(jié)構(gòu)為:后端右支架和后端中支架之間安裝著與前端結(jié)構(gòu)相同的另一個(gè)專用的步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)后端右齒形帶輪。后端左支架與后端中支架安裝著與前端右棍輪結(jié)構(gòu)相同的后端左棍輪，后端左棍輪帶動(dòng)后端左齒形帶輪。
[0011 ]左側(cè)齒形帶套裝在前端左齒形帶輪與后端左齒形帶輪上，用于在兩者之間傳遞運(yùn)動(dòng)。右側(cè)齒形帶套裝在前端右齒形帶輪與后端右齒形帶輪上，用于兩者之間傳遞運(yùn)動(dòng)。同步齒形帶的外周也加工有齒形，用于幫助行走或越過障礙物。
[0012]軸流栗電機(jī)垂直安裝于基殼體內(nèi)部中心上端。電機(jī)軸上安裝著吸水渦輪。電機(jī)下端安裝著兩個(gè)過濾盒。在基殼體的底部有兩個(gè)長(zhǎng)方形孔，長(zhǎng)方形孔的四面為圍壁。在圍壁的上部安裝有壓蓋。壓蓋與圍壁之間用回轉(zhuǎn)軸連接。當(dāng)壓蓋處于關(guān)閉狀態(tài)，基殼體內(nèi)部與外部不通。當(dāng)壓蓋處于開啟狀態(tài)，基殼體內(nèi)部與外部連通。有一扭轉(zhuǎn)彈簧套在壓蓋回轉(zhuǎn)軸上，使壓蓋處于常閉狀態(tài)。兩個(gè)過濾盒分別套在兩個(gè)圍壁外。過濾盒的四壁為過濾網(wǎng)。當(dāng)軸流栗電機(jī)回轉(zhuǎn)時(shí)，葉片渦輪吸取基殼體底面下的污水。污水沖開底孔圍壁上的壓蓋，污物被阻留在過濾盒中，清水則由葉片渦輪推出流道，進(jìn)入泳池。水的反作用力作用于前后輥輪上，使其壓緊在池底上。
[0013]發(fā)明的優(yōu)越性:
[0014]1.行走電機(jī)位于基殼體外部，省去了很大的基殼體內(nèi)部空間。基殼體內(nèi)部可以安裝更大的過濾盒，有利于清潔。
[0015]2.左右齒形帶分別只繞行了兩個(gè)齒形帶輪。避免了現(xiàn)在流行的繞行三個(gè)齒形帶輪的情況。降低了安裝困難，有利于延長(zhǎng)齒形帶壽命。
[0016]3.省去了兩側(cè)的四個(gè)壓緊輪。降低了成本。也使安裝變得容易。
[0017]4.由于行走電機(jī)未布置在基殼體內(nèi)部，進(jìn)水流道更通暢，減小了進(jìn)水阻力。
[0018]5.有利于在不改變吸污效果的情況下，使清潔機(jī)小型化，輕量化。
【附圖說明】
:
[0019]圖1.清潔機(jī)器人總體外形圖
[0020]圖2.清潔機(jī)器人步進(jìn)電機(jī)及相關(guān)部件結(jié)構(gòu)圖[0021 ]圖3.清潔機(jī)器人被動(dòng)輥輪及相關(guān)部件結(jié)構(gòu)圖
[0022]圖4.清潔機(jī)器人吸污系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0023]其中:
[0024]1.1左側(cè)齒形帶1.2前端左齒形帶輪1.3前端左輥輪1.4前端右輥輪1.5前端右齒形帶輪1.6右側(cè)齒形帶1.7機(jī)殼體1.8后端右齒形帶輪1.9后端右棍輪1.10后端左棍輪1.11后端左齒形帶輪
[0025]2.1左側(cè)齒形帶2.2軸用彈性卡圈I 2.3軸承I 2.4前端左齒形帶輪2.5轉(zhuǎn)子左端蓋2.6軸用彈性卡圈2 2.7軸承2 2.8骨架油封I 2.9轉(zhuǎn)子2.10軸承3 2.11軸用彈性卡圈3 2.12轉(zhuǎn)子右端蓋2.13骨架油封2 2.14轉(zhuǎn)子永磁鐵2.15定子線圈繞組2.16前端左半軸2.17機(jī)殼體
[0026]3.1前端右段輥輪左端蓋3.2軸承4 3.3前端右輥輪3.4前端右輥輪右端蓋3.5前端右齒形帶輪3.6軸承5 3.7軸用彈性卡圈5 3.8前端右半軸3.9右側(cè)齒形帶
[0027]4.1.過濾電機(jī)4.2.過濾吸水渦輪4.3.出水流道4.4.壓蓋4.5.銷軸4.6.扭簧4.7過濾盒I 4.8.過濾盒2
【具體實(shí)施方式】
:
[0028]圖1所示為清潔機(jī)器人外形圖。在機(jī)器人前端有前端左輥輪1.2及前端右輥輪1.4。兩者分別繞前端左半軸及前端右半軸回轉(zhuǎn)。前端左齒形帶輪1.2與前端左輥輪1.3同步運(yùn)動(dòng)。前端右齒形帶輪1.5與前端右輥輪1.4同步回轉(zhuǎn)。在機(jī)器人后端有后端左輥輪1.10及后端右輥輪1.9。兩者分別繞后端左半軸及后端右半軸回轉(zhuǎn)。后端左齒形帶輪1.11與后端左輥輪1.10同步運(yùn)動(dòng)。后端右齒形帶輪1.8與后端右輥輪1.9同步回轉(zhuǎn)。左側(cè)齒形帶1.1繞在前端左齒形帶輪1.2與后端左齒形帶輪1.11上，兩輥輪同步運(yùn)動(dòng)。右側(cè)齒形帶1.6繞在前端右齒形帶輪1.5與后端右齒形帶輪1.11上，兩輥輪同步運(yùn)動(dòng)。
[0029]圖2所示為清潔機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)示意圖。前端左半軸2.16位于基殼體2.17的左支架與中支架之間。前端左半軸2.16即是步進(jìn)電機(jī)的定子，定子的線圈繞組2.15固定于前端左半軸2.16上。轉(zhuǎn)子2.9通過滾動(dòng)軸承2.7及2.10連接于前端左半軸2.16上，且可以繞該軸回轉(zhuǎn)。滾動(dòng)軸承2.7及滾動(dòng)軸承2.10內(nèi)圈在前端左半軸2.16上過渡配合聯(lián)接，靠前端左半軸2.16的臺(tái)階實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的軸向定位，另一方向的軸向定位由軸用彈性卡圈2.6和2.11實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)子左端蓋2.5及轉(zhuǎn)子右端蓋2.12用螺釘聯(lián)接在轉(zhuǎn)子的兩端，對(duì)滾動(dòng)軸承2.7及2.10的外圈實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的軸向定位。轉(zhuǎn)子左端蓋2.5和轉(zhuǎn)子右蓋2.12的槽內(nèi)嵌有骨架油封2.8及2.13以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的防水密封。滾動(dòng)軸承2.3套裝在前端左半軸2.16上，其內(nèi)圈靠彈性卡圈
2.2實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的軸向定位。滾動(dòng)軸承2.3的外圈置于前端左齒形帶輪2.4內(nèi)。而前端左齒形帶輪2.4通過鍵聯(lián)接于前電機(jī)左端蓋2.5的延長(zhǎng)軸上。左側(cè)齒形帶2.1套裝在前端左齒形帶輪2.4上。
[0030]前端右輥輪左端蓋2.18、前端右輥輪2.20及前端右輥輪右端蓋2.21通過螺釘緊固相連，前端右齒形帶輪2.22通過花鍵連接于與前端右輥輪右端蓋2.21延長(zhǎng)軸上。前端右半軸2.25與機(jī)殼體2.17的前端右支架固定。前端右輥輪2.20位于基殼體2.17前端中支架及前端右支架之間。滾動(dòng)軸承2.19及2.23的內(nèi)圈分別與前端右輥輪左端蓋2.18及前端右齒形帶輪2.22過渡配合聯(lián)接。前端右輥輪2.20可以相對(duì)機(jī)殼體2.17中支架和前端右半軸2.25回轉(zhuǎn)。前端右輥輪左端蓋2.18的軸肩對(duì)軸承4內(nèi)圈一個(gè)方向?qū)崿F(xiàn)軸向定位。另一個(gè)方向由機(jī)殼體2.17的中支架實(shí)現(xiàn)軸向定位。軸承5內(nèi)圈由機(jī)殼體2.17右支架的肩臺(tái)和軸用彈性卡圈2.24軸向定位。右側(cè)齒形帶2.26套裝在前端右齒形帶輪2.22上。
[0031]如圖3所示，過濾電機(jī)3.1垂直布置且位于基殼體3.2的空腔內(nèi)上部。電機(jī)3.1的軸頸上過盈連接著吸水渦輪3.3。在渦輪的上端布置有出水流道3.4。在基殼體3.2的下部有兩個(gè)長(zhǎng)方形開口槽。開口槽四面有圍壁。在圍壁的頂部裝有壓蓋3.5，壓蓋通過銷軸3.6與圍壁連接。一扭簧3.7套在銷軸3.6上，扭簧3.7的伸出端壓在壓蓋3.5上。兩個(gè)過濾盒3.8，3.9分別套裝在兩個(gè)圍壁上，過濾盒的四周為過濾網(wǎng)。當(dāng)過濾電機(jī)3.1回轉(zhuǎn)時(shí)，吸水渦輪3.3從清潔機(jī)基殼體3.2的底部吸取污水。水的沖力打開壓蓋3.5。清水流出過濾盒，通過葉輪3.3，從出水流道3.4流出。而污物則存留于過濾盒3.8，3.9內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，清潔機(jī)器人由基殼體、兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、前端右棍輪、后端左棍輪、前端左齒形帶輪、前端右齒形帶輪、后端左齒形帶輪、后端右齒形帶輪、左側(cè)齒形帶及右側(cè)齒形帶組成;所述基殼體上分布著前端左支架、前端中支架、前端右支架、后端左支架、后端中支架、后端右支架;所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:前端左支架和前端中支架之間安裝著步進(jìn)電機(jī)，后端右支架和后端中支架之間安裝著另一同樣結(jié)構(gòu)步進(jìn)電機(jī);該種步進(jìn)電機(jī)定子在電機(jī)中心，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子則繞定子軸線回轉(zhuǎn)；前端右支架和前端中支架之間安裝著前端右輥輪，后端左支架和后端中支架之間安裝著與前端右輥輪結(jié)構(gòu)相同的后端左輥輪。2.如權(quán)利要求1所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人的步進(jìn)電機(jī)定子軸上安裝有槽體，在槽內(nèi)布置著線圈繞組。3.如權(quán)利要求1所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子固定著多個(gè)永磁體。4.如權(quán)利要求1所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人的電機(jī)轉(zhuǎn)子端蓋的延長(zhǎng)空心軸上裝有齒形帶輪，齒形帶輪與電機(jī)轉(zhuǎn)子端蓋空心軸之間用花鍵方式聯(lián)接。5.如權(quán)利要求1所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人的前端右輥輪及后端左輥輪的端蓋的延長(zhǎng)空心軸上也裝有齒形帶輪，齒形帶輪與輥輪端蓋的空心軸之間用花鍵方式聯(lián)接。6.如權(quán)利要求1所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人的左側(cè)的前端左齒形帶輪及后端左齒形帶輪的外周套裝著左側(cè)齒形帶;清潔機(jī)器人的右側(cè)的前端右齒形帶輪及后端右齒形帶輪的外周套裝著右側(cè)齒形帶。7.如權(quán)利要求1所述電機(jī)轉(zhuǎn)子輥輪式泳池清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人的左側(cè)同步齒形帶及右側(cè)齒形帶外周也加工有齒形，用于幫助行走或越障。
【文檔編號(hào)】E04H4/16GK205531496SQ201520891149
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日
【發(fā)明人】付桂蘭, 余淺, 王剛, 岑璞
【申請(qǐng)人】天津望圓環(huán)?？萍加邢薰?br>