本實用新型涉及一種清潔樓梯裝置，具體是一種自動爬樓梯清掃樓梯臺階的裝置，屬于樓梯臺階的清掃裝置技術領域。

背景技術：

隨著社會經濟的發(fā)展和科技水平的提高，我國的高層建筑日益增多，雖然大多數(shù)建筑安裝電梯，但是為了防止斷電和一些緊急事件的發(fā)生，樓梯是必不可少的?，F(xiàn)在樓梯的清潔多是人工清潔，但是高層建筑樓梯清潔不僅工作量大，造成了很大的人力資源的浪費，而且效率還比較低。目前，在該領域國內市場上還是一片空白，所以需要設計一種高效的自動清掃樓梯的智能樓梯清掃車。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供一種自動爬樓梯清掃樓梯臺階的裝置，具有操作簡單，拆裝方便，安全可靠的特點，可解決人工清潔樓梯困難的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的一種自動爬樓梯清掃樓梯臺階的裝置，包括車架、安裝在車架上方的垃圾箱、安裝在車架后端的后輪行走裝置、布置在車架前端的前輪行走裝置、安裝在車架前部用于樓梯清掃的清潔裝置、凸輪連桿裝置以及支撐機構，后輪行走裝置可在驅動電機I的驅動下行走；凸輪連桿裝置安裝在車架上，并與前輪行走裝置連接，與前輪行走裝置協(xié)調配合實現(xiàn)爬上樓梯臺階動作；支撐機構與車架連接，同時與前輪行走裝置協(xié)調配合工作，可起到暫時支撐整個裝置的作用；整個裝置爬樓梯和清理樓梯動作的協(xié)調，以及在樓梯平臺處的轉彎都由清潔裝置上的各個傳感器所收集的信息傳遞到PLC控制器，并由PLC控制器下達命令自動完成各個動作。

優(yōu)選地，所述后輪行走裝置包括后車橋、后車橋蓋以及安裝在后車橋左右兩端的兩個后車輪，所述后車橋包括皮帶輪II、驅動軸、主減速器、差速器、軸I以及軸II，皮帶輪II與驅動軸的一端連接，驅動軸的另一端通過主減速器和差速器與軸I、軸II的一端連接；軸I的另一端與軸承I連接，軸II的另一端與軸承II連接；軸承I、軸承II對應安轉在兩個后車輪上；軸I、軸II上對應安裝有止動作用的棘輪I、棘輪II，棘輪I、棘輪II與彈性元件配合用于防止整個裝置上樓梯清掃時的后滑；驅動電機I驅動皮帶輪II旋轉，皮帶輪II帶動驅動軸旋轉，驅動軸經過主減速器帶動兩個軸旋轉，從而帶動兩個后車輪旋轉。

優(yōu)選地，所述前輪行走裝置包括驅動電機II、減速器II、齒輪III、并列布置的前車橋支架和齒條連桿、連接在前車橋支架和齒條連桿兩端的兩個轉向節(jié)以及與兩個轉向節(jié)對應連接的兩個前車輪，驅動電機II與減速器II固定安裝在前車橋支架上，齒輪III與減速器II的輸出軸連接。當傳感器判斷需要轉向時，傳感器傳遞信號給PLC控制器，PLC控制器控制驅動電機II，驅動電機II經減速器II，帶動齒輪III旋轉，齒輪III旋轉使齒條連桿做直線往復運動，從而帶動兩端的轉向節(jié)旋轉，實現(xiàn)前車輪的轉向。

優(yōu)選地，所述凸輪連桿裝置包括凸輪、連桿、驅動電機III、減速器I以及相互嚙合的齒輪I和齒輪II，齒輪I與凸輪同軸連接，齒輪II安裝在減速器I的輸出端，減速器I的輸入端與驅動電機III連接；凸輪與連桿的后端連接，連桿隨著凸輪的旋轉運動；連桿上安裝有固定軸，并能繞固定軸上下擺動；連桿的前端與前輪行走裝置連接；前輪行走裝置與車架的連接處設有能沿其上下運動的液壓支撐裝置，液壓支撐裝置包括支撐架I、導向架以及起到支撐和減震作用的彈簧，連桿前端的運動軌跡與導向架的軌跡相配合使前輪行走裝置沿固定軌跡上下運動，實現(xiàn)整個裝置爬樓梯時前輪行走裝置向上抬起，前輪行走裝置爬上下一階樓梯；驅動電機III由PLC控制器控制工作。

優(yōu)選地，所述凸輪上開有凹槽，凹槽內安裝有銷軸，并通過銷軸與連桿的后端連接；凸輪旋轉時，銷軸沿著凹槽軌跡運動，帶動連桿沿其做規(guī)律運動。

優(yōu)選地，所述支撐機構有兩組，對稱布置在車架的兩側；每組支撐機構包括依次按序連接的支撐架II、支撐連桿I、支撐連桿II以及液壓伸縮挺柱，支撐架II上安裝有支撐車輪；液壓伸縮挺柱在液壓泵的驅動下做伸展運動，帶動支撐連桿II、支撐連桿I、支撐架II及支撐車輪運動，使支撐車輪放下，起到暫時支撐整個裝置的作用；同時，凸輪連桿裝置使前輪行走裝置向上抬起，待前輪行走裝置向上抬到下一個樓梯臺階時，液壓伸縮挺柱在液壓泵的驅動下做伸縮運動，帶動支撐連桿II、支撐連桿I、支撐架II及支撐車輪運動，使支撐車輪向上收縮起來；期間，PLC控制器控制后輪行走裝置運動到下一階樓梯。

優(yōu)選地，所述清潔裝置包括清掃裝置、連接塊、液壓挺柱I、液壓挺柱II、液壓挺柱III、固定平板及水平移動平板，清掃裝置通過液壓挺柱II、液壓挺柱III與連接塊的前側連接，連接塊的上側通過液壓挺柱I的水平移動平板連接；水平移動平板安裝在固定平板上方，并能沿固定平板上的水平移動導軌左右運動；整個清潔裝置通過固定平板固定在車架前部，液壓挺柱I上下伸縮時帶動連接塊和清掃裝置上下移動，液壓挺柱II、液壓挺柱III實現(xiàn)前后的伸縮運動和繞固定點的旋轉擺動。

優(yōu)選地，所述清掃裝置包含吸塵箱和驅動電機箱，吸塵箱上設有垃圾出口管道，吸塵箱內設有多個均勻分布的可旋轉的掃把頭，各個掃把頭由驅動電機箱內的驅動電機帶動進行旋轉清掃。

優(yōu)選地，每個掃把頭的端部安裝有皮帶輪I，所有皮帶輪I通過皮帶與驅動電機箱內的驅動電機連接。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型主要由車架、安裝在車架上方的垃圾箱、安裝在車架后端的后輪行走裝置、布置在車架前端的前輪行走裝置、安裝在車架前部用于樓梯清掃的清潔裝置、凸輪連桿裝置以及支撐機構組成。當前輪行走裝置到達一階樓梯臺階下時，車上傳感器感受信號，傳遞信號給PLC控制器，這時中間的支撐機構，經由液壓泵驅動做伸縮運動放下，起到暫時支撐整個裝置的作用。同時凸輪連桿裝置可以使整個前輪行走裝置向上抬起，期間車架保持不動，前輪行走裝置向上抬起。待前輪行走裝置抬到下一個樓梯臺階時，中間的支撐機構由液壓泵驅動做伸縮運動向上收縮起來，期間，PLC控制器控制驅動電機I工作，驅動后輪行走裝置行走，運動到下一階樓梯，實現(xiàn)了整個裝置的爬樓梯動作。此時，整個裝置止動，PLC控制器控制前部的清潔裝置，進行清掃。其中，前輪行走裝置可實現(xiàn)轉向，當需要轉向時，傳感器傳遞信號給PLC控制器，PLC控制器控制其轉向。最終，可實現(xiàn)智能樓梯清掃工作，解決了人工清潔樓梯困難的問題，其操作簡單，拆裝方便，安全可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型后輪行走裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型后車橋處的局部示意圖；

圖4為本實用新型前輪行走裝置及凸輪連桿裝置的結構示意圖；

圖5為本實用新型前車橋處的局部示意圖；

圖6為圖5的另一方向示意圖；

圖7為本實用新型導向架的結構示意圖；

圖8為圖7的右視圖；

圖9為本實用新型支撐架I的結構示意圖。

圖10為本實用新型凸輪裝置的結構示意圖；

圖11為本實用新型支撐機構的結構示意圖；

圖12為本實用新型清潔裝置的結構示意圖；

圖13為本實用新型清掃裝置的結構示意圖。

圖中：1、后車輪I，2、棘輪I，3、彈性元件，4、垃圾箱，5、支撐機構，6、前車橋，7、連接塊，8、液壓挺柱I，9、液壓挺柱II，10、皮帶輪I，11、皮帶，12、清掃裝置，13、垃圾出口管道，14、液壓挺柱III，15、水平移動裝置，16、前車輪I，17、垃圾進口管道，18、車架，19、驅動電機I，20、后車橋，21、后車橋蓋，22、皮帶輪II，23、后車輪II，24、緊固螺母I，25、緊固螺栓I，26、棘輪II，27、軸承I，28、擋圈，29、軸承II，30、軸II，31、主減速器，32、軸I，33、差速器，34、減速器I，35、凸輪，36、連桿，37、導向架，38、支撐架I，39、減速器II，40、驅動電機II，41、支撐板I，42、軸IV，43、前車橋支架，44、轉向節(jié)I，45、前車輪II，46、齒輪I，47、齒輪II，48、連接銷，49、轉向節(jié)II，50、齒輪III，51、齒條連桿，52、驅動電機III，53、支撐車輪，54、支撐架II，55、支撐連桿I，56、支撐連桿II，57、液壓伸縮挺柱，58、水平移動導軌，59、固定平板，60、水平移動平板，61、掃把頭，62、吸塵箱，63、驅動電機箱，64、驅動軸。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1至圖13所示，一種自動爬樓梯清掃樓梯臺階的裝置，包括車架18、安裝在車架18上方的垃圾箱4、安裝在車架18后端的后輪行走裝置、布置在車架18前端的前輪行走裝置、安裝在車架18前部用于樓梯清掃的清潔裝置、凸輪連桿裝置以及支撐機構5，后輪行走裝置可在驅動電機I19的驅動下行走；凸輪連桿裝置安裝在車架18上，并與前輪行走裝置連接，與前輪行走裝置協(xié)調配合實現(xiàn)爬上樓梯臺階動作；支撐機構5與車架18連接，同時與前輪行走裝置協(xié)調配合工作，可起到暫時支撐整個裝置的作用；整個裝置爬樓梯和清理樓梯動作的協(xié)調，以及在樓梯平臺處的轉彎都由清潔裝置上的各個傳感器所收集的信息傳遞到PLC控制器，并由PLC控制器下達命令自動完成各個動作。

工作過程：

當前輪行走裝置到達一階樓梯臺階下時，車上傳感器感受信號，傳遞信號給PLC控制器，這時中間的支撐機構5，經由液壓泵驅動做伸縮運動放下，起到暫時支撐整個裝置的作用。同時凸輪連桿裝置可以使整個前輪行走裝置向上抬起，期間車架16保持不動，前輪行走裝置向上抬起。待前輪行走裝置抬到下一個樓梯臺階時，中間的支撐機構5由液壓泵驅動做伸縮運動向上收縮起來，期間，PLC控制器控制驅動電機I19工作，驅動后輪行走裝置行走，運動到下一階樓梯，實現(xiàn)了整個裝置的爬樓梯動作。此時，整個裝置止動，PLC控制器控制前部的清潔裝置，進行清掃。其中，前輪行走裝置可實現(xiàn)轉向，當需要轉向時，傳感器傳遞信號給PLC控制器，PLC控制器控制其轉向。最終，可實現(xiàn)智能樓梯清掃工作，解決了人工清潔樓梯困難的問題，其操作簡單，拆裝方便，安全可靠。

如圖2和圖3所示，上述后輪行走裝置可包括后車橋20、后車橋蓋21以及安裝在后車橋20左右兩端的兩個后車輪(即后車輪I1和后車輪II23)，后車橋20包括皮帶輪II22、驅動軸64、主減速器31、差速器33、軸I32以及軸II30，皮帶輪II22與驅動軸64的一端連接，驅動軸64的另一端通過主減速器31和差速器33與軸I32、軸II30的一端連接；軸I32的另一端與軸承I27連接，軸II30的另一端與軸承II29連接；軸承I27、軸承II29對應安轉在兩個后車輪上；軸I32、軸II30上對應安裝有止動作用的棘輪I2、棘輪II26，棘輪I2、棘輪II26與彈性元件配合用于防止整個裝置上樓梯清掃時的后滑。后PLC控制器控制驅動電機I19工作，可以精確控制驅動電機I19的轉速和轉動的圈數(shù)。驅動電機I19在PLC控制下的驅動皮帶輪II22旋轉，皮帶輪II22帶動驅動軸64旋轉，驅動軸64經過主減速器31、差速器33帶動軸I32、軸II30旋轉，從而帶動兩個后車輪(即后車輪I1和后車輪II23)旋轉，實現(xiàn)整個后輪行走裝置的行走。差速器33的設置可以確保整個裝置的轉向平穩(wěn)。軸I32、軸II30上安裝的棘輪I2、棘輪II26與相應彈性元件的配合可以防止整個裝置上樓梯清掃時的后滑，起到很好的止動作用。

如圖4至圖9所示，上述前輪行走裝置可包括驅動電機II40、減速器II39、齒輪III50、并列布置的前車橋支架43和齒條連桿51、連接在前車橋支架43和齒條連桿51兩端的兩個轉向節(jié)(即轉向節(jié)I44和轉向節(jié)II49)以及與兩個轉向節(jié)對應連接的兩個前車輪(即前車輪I16和前車輪II45)，驅動電機II40與減速器II39固定安裝在前車橋支架43上，齒輪III50與減速器II39的輸出軸連接。當傳感器判斷需要轉向時，傳感器傳遞信號給PLC控制器，PLC控制器控制驅動電機II40，驅動電機II40經減速器II39帶動齒輪III50旋轉，齒輪III50旋轉使齒條連桿51做直線往復運動，從而帶動兩端的轉向節(jié)I44和轉向節(jié)II49旋轉，進而帶動前車輪I16和前車輪II45轉向，實現(xiàn)兩個前車輪的轉向。

如圖4和圖10所示，上述凸輪連桿裝置可包括凸輪35、連桿36、驅動電機III52、減速器I34以及相互嚙合的齒輪I46和齒輪II47，齒輪I46與凸輪35同軸連接，齒輪II47安裝在減速器I34的輸出端，減速器I34的輸入端與驅動電機III52連接；凸輪35與連桿36的后端連接，連桿36隨著凸輪35的旋轉運動；連桿36上安裝有固定軸48，并能繞固定軸48上下擺動；連桿36的前端與前輪行走裝置中的前車橋支架43連接；為了配合連桿36的復雜運動，前車橋支架43與車架18的連接處設有能沿其上下運動的液壓支撐裝置，液壓支撐裝置包括支撐架I38、導向架37、以及起到支撐和減震作用的彈簧，連桿36前端的運動軌跡與導向架37的軌跡相配合使前車橋支架43沿固定軌跡上下運動，實現(xiàn)整個裝置爬樓梯時前輪行走裝置向上抬起，前輪行走裝置爬上下一階樓梯。驅動電機III52由PLC控制器控制工作，即驅動電機III52在PLC控制器的控制下驅動凸輪35旋轉，可以有效的控制其轉速和所轉圈數(shù)。具體是，驅動電機III52帶動減速器I34經齒輪II47和齒輪I46的高精度嚙合，從而傳遞動力給凸輪35，帶動凸輪35旋轉。所述凸輪35上可開有凹槽，凹槽內安裝有銷軸，并通過銷軸與連桿36的后端連接；凸輪35旋轉時，銷軸沿著凹槽軌跡運動，帶動連桿36沿其做規(guī)律運動。同時，連桿36可繞固定軸48上下擺動，連桿36前端的運動軌跡與導向架37的軌跡相配合使前車橋支架43沿固定軌跡上下運動，從而實現(xiàn)了整個裝置爬樓梯時前車橋支架43連同整個前輪行走裝置向上抬起，兩個前車輪爬上下一階樓梯。期間，液壓支撐裝置中的彈簧既可以起到支撐作用，又可以達到減震效果。

如圖11所示，上述支撐機構5有兩組，對稱布置在車架18的兩側；每組支撐機構5可包括依次按序連接的支撐架II54、支撐連桿I55、支撐連桿II56以及液壓伸縮挺柱57，支撐架II54上安裝有支撐車輪53；液壓伸縮挺柱57在液壓泵的驅動下做伸展運動，帶動支撐連桿II56、支撐連桿I55、支撐架II54及支撐車輪53運動，使支撐車輪53放下，起到暫時支撐整個裝置的作用(清潔車不爬樓梯臺階時，支撐輪是收起來的，爬樓梯時，前輪由凸輪機構抬起，支撐輪起到輔助支撐的作用)；同時，前述凸輪連桿裝置可使前輪行走裝置向上抬起，即可使前車橋支架43沿著導向架37軌跡向上抬起，期間車架16保持不動，彈簧壓縮，兩個前車輪向上抬起；待兩個前車輪向上抬到下一個樓梯臺階時，液壓伸縮挺柱57在液壓泵的驅動下做伸縮運動，帶動支撐連桿II56、支撐連桿I55、支撐架II54及支撐車輪53運動，使支撐車輪53向上收縮起來；期間，PLC控制器控制驅動電機I19工作，驅動兩個后車輪旋轉，運動到下一階樓梯。此時，整個裝置止動，PLC控制器控制清潔裝置，進行清掃。

如圖12和圖13所示，上述清潔裝置可包括清掃裝置12、連接塊7、液壓挺柱I8、液壓挺柱II9、液壓挺柱III14、固定平板59及水平移動平板60，清掃裝置12通過液壓挺柱II9、液壓挺柱III14與連接塊7的前側連接，連接塊7的上側通過液壓挺柱I8的水平移動平板60連接；水平移動平板60安裝在固定平板59上方，并能沿固定平板59上的水平移動導軌58左右運動；整個清潔裝置通過固定平板59固定在車架18前部，液壓挺柱I8上下伸縮時帶動連接塊7和清掃裝置12上下移動，液壓挺柱II9、液壓挺柱III14實現(xiàn)前后的伸縮運動和繞固定點的旋轉擺動，通過各個液壓挺柱和清掃裝置的控制實現(xiàn)樓梯的清掃。

優(yōu)選地，所述清掃裝置12包含吸塵箱62和驅動電機箱63，吸塵箱62上設有垃圾出口管道13，吸塵箱62內設有多個均勻分布的可旋轉的掃把頭61，各個掃把頭61由驅動電機箱63內的驅動電機帶動進行旋轉清掃。垃圾出口管道13和垃圾箱4上的垃圾進口管道17之間可連接吸塵管道，可將吸塵箱62內的揚塵及時清理防止污染大氣。

優(yōu)選地，每個掃把頭61的端部安裝有皮帶輪I10，所有皮帶輪I10通過皮帶11與驅動電機箱63內的驅動電機連接。

由上述結構可見，本實用新型主要由車架、安裝在車架上方的垃圾箱、安裝在車架后端的后輪行走裝置、布置在車架前端的前輪行走裝置、安裝在車架前部用于樓梯清掃的清潔裝置、凸輪連桿裝置以及支撐機構組成。當前輪行走裝置到達一階樓梯臺階下時，車上傳感器感受信號，傳遞信號給PLC控制器，這時中間的支撐機構，經由液壓泵驅動做伸縮運動放下，起到暫時支撐整個裝置的作用。同時凸輪連桿裝置可以使整個前輪行走裝置向上抬起，期間車架保持不動，前輪行走裝置向上抬起。待前輪行走裝置抬到下一個樓梯臺階時，中間的支撐機構由液壓泵驅動做伸縮運動向上收縮起來，期間，PLC控制器控制驅動電機I工作，驅動后輪行走裝置行走，運動到下一階樓梯，實現(xiàn)了整個裝置的爬樓梯動作。此時，整個裝置止動，PLC控制器控制前部的清潔裝置，進行清掃。其中，前輪行走裝置可實現(xiàn)轉向，當需要轉向時，傳感器傳遞信號給PLC控制器，PLC控制器控制其轉向。最終，可實現(xiàn)智能樓梯清掃工作，解決了人工清潔樓梯困難的問題，其操作簡單，拆裝方便，安全可靠。