智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备及其实现方法

xiaoxiao2020-9-9  3

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专利名称:智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种电动清洁设备,尤其涉及一种用于自动扶梯梯级高效清扫、保洁的自动清洁设备,属于机电一体化领域。
背景技术
随着科技与经济的持续高速发展 ,自动扶梯越来越广泛地被应用于商场、地铁等各种公共交通场合。目前,国内绝大多数自动扶梯都由人工进行清洗,由于梯级表面特殊的槽状结构和阶梯状构造,人工清洗的效果不尽人意,而且效率低下,从而影响了公共场所的整体环境。目前,国内市场上的清洁设备大都采用旋转清洗盘,其只能清除水平面污垢,清洗速度慢、噪声大、效果差,无法广泛应用到自动扶梯梯级这类非水平面构造的清洁工作中。于是便设计制造出了一种自动扶梯梯级清洁设备,该设备能较好地吻合自动扶梯的阶梯面,并机电一体化可控地对梯级横面和立面同时进行清洁作业。但该种自动扶梯梯级清洁设备在设计上涉及一个主要的问题便是设备的爬升。由于设备本身的质量及占空间较大,依靠人力提起设备爬升缺乏实用意义。因此该设备具有PLC控制柜和可控升降的一对支撑轮。通过PLC控制柜的人机界面交互,控制支撑轮升降收纳、沿梯级横面推动后执行清洗作业,之后再控制支撑轮升降支起设备主体,以此循环过程完成整个自动扶梯梯面的清洁。但是该过程中对于不同的阶段,作业人员需要反复操作PLC控制柜的相关按键,严重制约了整个清洗设备的作业效率。

发明内容
为克服现有技术的上述不足,本发明的目的旨在提供一种智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备及其实现方法,填补自动扶梯梯级现场自动化清洗的智能型缺陷,提高清洗作业效率。本发明上述一个目的,即提供一种智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,包括清扫装置,与梯级横面及立面相接触清扫;
一对支撑轮,包含沿梯级下降方向的高位支撑轮和低位支撑轮,两支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降;
PLC控制柜,与所述清扫装置的驱动端输出控制信号相连,并与一对支撑轮的升降电机驱动端输出控制信号相连;
以及第一传感装置,设于低位支撑轮或高位支撑轮上小于梯级立面高度的位置且正对上级梯级立面,所述第一传感装置信号接入PLC控制柜。上述技术方案进一步优化为,所述第一传感装置为具有触发距离阀值信号且阀值可调的光学量传感器或限位开关,所述光学量传感器至少为光纤传感器、光电传感器或接近传感器中的一种。上述技术方案进一步优化为,所述低位支撑轮或高位支撑轮设有与自身升降电机轴杆同步升降的定位杆,且所述梯级清洁设备设有一接入PLC控制柜的第二传感装置,所述第二传感装置与一对支撑轮收纳状态下的定位杆顶端相对位;收纳状态下所述低位支撑轮底缘相对清扫装置的距离小于或等于梯级高度。或者,所述梯级清洁设备设有一接入PLC控制柜的第二传感装置,所述第二传感装置与收纳状态下一对支撑轮自身升降电机的轴杆顶端相对位;收纳状态下所述低位支撑轮底缘相对清扫装置的距离小于或等于梯级高度。更进一步地,所述第二传感装置为具有触发距离阀值信号且阀值可调的光学量传感器或限位开关,所述光学量传感器至少为光纤传感器、光电传感器或接近传感器中的一种。 上述技术方案还可进一步优化为,所述梯级清洁设备在相对清扫装置低一个梯级高度的位置设有支撑垫,收纳状态下所述低位支撑轮底缘与支撑垫底面平齐或高于支撑垫
。本发明上述另一个目的,一种智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备的实现方法,所述梯级清洁设备至少具有清扫装置、一对支撑轮、PLC控制柜和第一传感装置,其特征在于
梯级清扫,通过清扫装置与梯级横面及立面相接触,并经由PLC控制柜驱动清扫装置清扫;
PLC控制,通过PLC控制柜输出用于一对支撑轮升降电机做出升、降响应的驱动信号;定位判断,通过第一传感装置预设距离阀值判断一对支撑轮相对梯级立面的距离,当两者距离跃入距离阀值内,向PLC控制柜输出触发距离阀值信号;
设备智能爬升,在定位判断后执行PLC控制将一对支撑轮向梯级清洁设备内收纳,夕卜力横推梯级清洁设备使得清扫装置与梯级横面及立面吻合相接并执行梯级清扫,清扫完成后再次执行PLC控制将一对支撑轮伸出,顶起梯级清扫装置向上爬升一个梯级高度。进一步地,所述梯级清洁设备还具有一接入PLC控制柜的第二传感装置,设备智能爬升过程中,PLC控制柜输出的支撑轮收纳驱动信号根据第二传感装置的触发而停止。本发明智能爬升技术方案的应用,较之于传统自动扶梯梯级清洁设备的作业,其突出优点在于通过传感测距智能判断清洁设备相对自动扶梯梯级的位置,并控制设备的一对支撑轮相应该判断而自动收纳,从而有效简化了设备的清洗操作,提升了自动扶梯梯级清洁的智能性、高效性,更具人性化。


图I为本发明梯级清洁设备一个爬升周期的初始状态示意图。图2为本发明梯级清洁设备一个爬升周期的第二状态示意图。图3为本发明梯级清洁设备一个爬升周期的第三状态示意图。
具体实施例方式为使本发明智能爬升型自动清洁设备针对自动扶梯梯级清洗的突出特点,以下结合实施例并参考附图对本发明进行更详细的结构描述。随着机电一体化技术的工业应用不断深入,通过计算机辅助三维软件设计、装配分析与自动模拟仿真、关键机构的有限元结构分析计算来缩短产品的开发周期和功能的可实现性。根据各功能模块对产品零部件结构进行物料分组管理以便生产及仓储,设计并制成一用于自动扶梯梯级高效清洗带清洁设备。为克服现有技术在梯级清洁设备操作上的不足,本发明的目的旨在提供一种智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备及其实现方法,基于机电一体化控制技术填补自动扶梯梯级现场自动化清洗的智能型缺陷,提高清洗作业效率。首先从该自动扶梯梯级清洁设备的结构特点来看,如图I至图3所示,该智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备2的一个优选实施例,包括清扫装置24、一对支撑轮、PLC控制柜21、第一传感装置31和一个第二传感装置32。其中清扫装置24在设备特定的状态下与梯级横面A及立面B相接触清扫;而一对支撑轮包含沿梯级下降方向的高位支撑轮22和低位支撑轮23,两个支撑轮沿梯级立面B方向同步受控升降;再者PLC控制柜21与清扫装置24的驱动端输出控制信号相连,并与一对支撑轮的升降电机驱动端输出控制信号相连。特别地,该梯级清洁设备2在低位支撑轮23的轮轴上并且正对上级梯级立面B设有一个第一传感装置31,该第一传感装置31信号接入PLC控制柜21。实际上,该第一传感装置设置的位置可以在低位支撑轮23自底缘而上小于一个梯级立面高度的任意位置,只需面朝上级梯级立面B即可。该第一传感装置31为具有触发距离阀值信号且阀值可调的光学量传感器或限位开关,该光学量传感器可以选用光纤传感器、光电传感器或接近传感器中的一种,优选性能较好的光纤传感器。进一步优化地,为了合理控制低位支撑轮23收纳的幅度和及时到位停止,该梯级清洁设备还针对性地设有一个第二传感装置32。为实现该功能,其低位支撑轮23设有与自身升降电机轴杆同步升降的定位杆231,且第二传感装置32设于梯级清洁设备特定位置并接入PLC控制柜,该第二传感装置32与低位支撑轮23收纳状态下的定位杆231顶端相对位;需要满足的是收纳状态下该低位支撑轮23底缘相对清扫装置24的距离小于或等于任一级梯级高度。同理,该第二传感装置32为具有触发距离阀值信号且阀值可调的光学量传感器或限位开关,该光学量传感器至少为光纤传感器、光电传感器或接近传感器中的一种,也优选性能较好的光纤传感器。从图示还可见,该梯级清洁设备在相对清扫装置24低一个梯级高度的位置设有支撑垫4,收纳状态下低位支撑轮23底缘与支撑垫4底面平齐或高于支撑垫底面。以此满足在低位支撑轮收纳后设备能与梯级平稳对接及缓冲。除上述实施方式外,本发明还可以有其它实施方式,例如,梯级清洁设备设有一个接入PLC控制柜的第二传感装置,而该第二传感装置与收纳状态下低位支撑轮自身升降电机的轴杆顶端相对位;只需满足收纳状态下低位支撑轮底缘相对清扫装置的距离小于或等于梯级高度。即直接使用自身升降电机轴杆替代定位杆,只是传感器的装配为相对偏向设备内侧,布设难度较大。
此外,该梯级清洁设备的第一、第二传感装置也可分别设于高、低位支撑轮或同时设于高位支撑轮,凡实施可使得支撑轮智能收纳的方式即可。另一方面,再从本发明清洁设备的实现方法来看,也如图I至图3所示。定义自动扶梯自上而下相连续的第一阶梯13、第二阶梯12和第三阶梯11。该梯级清洁设备如上所述至少包含清扫装置、一对支撑轮、PLC控制柜和第一传感装置31。其可以选配设置第二传感装置32。从上述优选实施例实现的功能来看主要包括梯级清扫,通过清扫装置与梯级横面及立面相接触,并经由PLC控制柜驱动清扫装置清扫;PLC控制,通过PLC控制柜输出用于一对支撑轮升降电机发出升、降响应的驱动信号;定位判断,通过第一传感装置预设距离阀值判断低位支撑轮相对梯级立面的距离,当两者距离跃入距离阀值内,向PLC控制柜输出触发距离阀值信号;设备智能爬升,在定位判断后执行PLC控制将一对支撑轮向梯级清洁设备内收纳,外力横推梯级清洁设备使得清扫装置与梯级横面及立面吻合相接并执行梯级清扫,清扫完成后再次执行PLC控制将一对支撑轮伸出,顶起梯级清扫装置向上爬升一个梯级高度。 此外,梯级清洁设备还具有一个接入PLC控制柜的第二传感装置,设备智能爬升过程中,PLC控制柜输出的支撑轮收纳驱动信号根据第二传感装置的触发而停止。从智能爬升的过程来看,图I所示的初始状态下,两支撑轮为伸出状,将设备主体顶起而与梯面悬空,设备通过支撑轮可在梯级横面水平推动。此刻,高位支撑轮22对应第一阶梯13的横面A,清扫装置对应第二阶梯12,且低位支撑轮23对应第三阶梯11,而且第一传感装置31相对第二梯级12立面B的距离未达到传感器所预设用于触发信号的距离阀 值。接下来图2所示的第二状态为设备在外力作用相向上级梯级方向推动,而当低位支撑轮接近或碰触第二阶梯12的立面B后,便触发信号使得PLC控制柜自动运行预设程序,向两支撑轮输出收纳的驱动信号,由此使得支撑轮同步收缩,设备主体下降直至清扫装置24与第一阶梯13的横面A相接、支撑垫与第二阶梯的横面A相接。此时由于两个支撑轮都已收纳起来,故而不影响设备主体的水平移动(如图3所示的第三状态可见)。当横推设备2将清扫装置24与第一阶梯13的横面及立面完全接触后,再操作PLC控制柜进行清扫作业。从PLC编程控制来讲,可以通过软件的方法自动判断本步骤清扫作业完成后,PLC控制柜直接输出驱动两个支撑轮向下伸出,进而回至如图I所示的状态,区别仅在于向高一级的梯级同时实现了爬升。由此可见,较之于传统自动扶梯梯级清洁设备的作业,其突出优点在于通过传感测距智能判断清洁设备相对自动扶梯梯级的位置,并控制设备的一对支撑轮相应该判断而自动收纳,从而有效简化了设备的清洗操作,提升了自动扶梯梯级清洁的智能性、高效性,更具人性化。
权利要求
1.智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,其特征在于包括 清扫装置,与梯级横面及立面相接触清扫; 一对支撑轮,包含沿梯级下降方向的高位支撑轮和低位支撑轮,两支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降; PLC控制柜,与所述清扫装置的驱动端输出控制信号相连,并与一对支撑轮的升降电机驱动端输出控制信号相连; 以及第一传感装置,设于低位支撑轮或高位支撑轮上小于梯级立面高度的位置且正对上级梯级立面,所述第一传感装置信号接入PLC控制柜。
2.根据权利要求I所述的智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,其特征在于所述第一传感装置为具有触发距离阀值信号且阀值可调的光学量传感器或限位开关,所述光学量传感器至少为光纤传感器、光电传感器或接近传感器中的一种。
3.根据权利要求I所述的智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,其特征在于所述低位支撑轮或高位支撑轮设有与自身升降电机轴杆同步升降的定位杆,且所述梯级清洁设备设有一接入PLC控制柜的第二传感装置,所述第二传感装置与一对支撑轮收纳状态下的定位杆顶端相对位;收纳状态下所述低位支撑轮底缘相对清扫装置的距离小于或等于梯级高度。
4.根据权利要求I所述的智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,其特征在于所述梯级清洁设备设有一接入PLC控制柜的第二传感装置,所述第二传感装置与收纳状态下一对支撑轮自身升降电机的轴杆顶端相对位;收纳状态下所述低位支撑轮底缘相对清扫装置的距离小于或等于梯级高度。
5.根据权利要求3或4所述的智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,其特征在于所述第二传感装置为具有触发距离阀值信号且阀值可调的光学量传感器或限位开关,所述光学量传感器至少为光纤传感器、光电传感器或接近传感器中的一种。
6.根据权利要求I所述的智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,其特征在于所述梯级清洁设备在相对清扫装置低一个梯级高度的位置设有支撑垫,收纳状态下所述低位支撑轮底缘与支撑垫底面平齐或高于支撑垫底面。
7.智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备的实现方法,所述梯级清洁设备至少具有清扫装置、一对支撑轮、PLC控制柜和第一传感装置,其特征在于 梯级清扫,通过清扫装置与梯级横面及立面相接触,并经由PLC控制柜驱动清扫装置清扫; PLC控制,通过PLC控制柜输出用于一对支撑轮升降电机做出升、降响应的驱动信号; 定位判断,通过第一传感装置预设距离阀值判断一对支撑轮相对梯级立面的距离,当两者距离跃入距离阀值内,向PLC控制柜输出触发距离阀值信号; 设备智能爬升,在定位判断后执行PLC控制将一对支撑轮向梯级清洁设备内收纳,夕卜力横推梯级清洁设备使得清扫装置与梯级横面及立面吻合相接并执行梯级清扫,清扫完成后再次执行PLC控制将一对支撑轮伸出,顶起梯级清扫装置向上爬升一个梯级高度。
8.根据权利要求7所述的智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备的实现方法,其特征在于所述梯级清洁设备还具有一接入PLC控制柜的第二传感装置,设备智能爬升过程中,PLC控制柜输出的支撑轮收纳驱动信号根据第二传感装置的触发而停止。
全文摘要
本发明揭示了一种智能爬升型自动扶梯梯级清洁设备,包括清扫装置,与梯级横面相接触清扫;一对支撑轮,包含沿梯级下降方向的高位支撑轮和低位支撑轮,两支撑轮沿梯级立面方向同步受控升降;PLC控制柜,与该清扫装置的驱动端输出控制信号相连,并与一对支撑轮的升降电机驱动端输出控制信号相连,以及一个定位传感器,设于低位支撑轮的轮轴上并正对上级梯级立面,该定位传感器信号接入PLC控制柜。应用本发明智能爬升的技术方案,通过定位传感器智能判断清洁设备相对自动扶梯梯级的位置,并控制设备的一对支撑轮相应该判断而自动收纳,从而有效简化了设备的清洗操作,提升了自动扶梯梯级清洁的智能性、高效性,更具人性化。
文档编号B66B31/00GK102633181SQ20121012904
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者吕啸 申请人:苏州科莱尼机电科技有限公司

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