便于转向的水面清理机的制作方法

本实用新型属于水面垃圾清理装置，具体是一种便于转向的水面清理机，尤其用于清理漂浮在水面（如室外游泳池的水面）上的杂物（如树叶等）。

背景技术：

美国专利文献US7101475B1公开了一种“自动推进的太阳能泳池撇渣器”的技术方案，适用于自动清理漂浮在泳池水面的杂物。为了便于触碰到障碍物（如游泳池的壁）转向，其配置了工作时转动的动力缓冲器，动力缓冲器一旦与障碍物接触，障碍物即会通过动力缓冲器对撇渣器施加作用力以使撇渣器偏离障碍物。然而，该动力缓冲器具体表现为轮子，工作时，轮子与障碍物接触的概率较小，当撇渣器受阻时，存在轮子不能接触障碍物的可能，从而不能转向。而且，轮子与障碍物的接触一般为线接触，即轮子与障碍物相接触的部位表现为线段，由此易造成动力缓冲器在障碍物上打滑，障碍物对撇渣器施加的作用力不足以令撇渣器偏离障碍物，从而不易转向。进一步的，当两个动力缓冲器同时接触在障碍物上时（如游泳池的扶梯），障碍物经由两个动力缓冲器对撇渣器施加的作用力大致相等，从而难以令偏离障碍物，同样不易转向。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有泳池撇渣器在一些特殊情形不易转向的缺陷，提供一种便于转向的水面清理机。

为达到上述目的，本实用新型的便于转向的水面清理机，其包括船体及分设在所述船体前端的两个由动力装置驱动的转向器，其特征是：所述的转向器包括可被驱动着转动的环形履带，所述的环形履带绕在传动轮系上，所述环形履带的其中一段被所述传动轮系定位在突出于所述船体的前端或/和侧缘。

作为优选技术手段：所述的传动轮系包括一个驱动轮、至少两个用于将所述环形履带的其中一段保持在突出于所述船体的前端或/和侧缘的支撑轮。

作为优选技术手段：所述船体的前端布设一个所述的支撑轮、所述船体的前端与侧缘相交的转角部布设一个所述的支撑轮。

作为优选技术手段：所述船体的前端布设一个所述的支撑轮、所述船体的前端与侧缘相交的转角部布设至少两个并列的支撑轮。

作为优选技术手段：所述布设在转角部的至少两个并列的支撑轮中，相邻两支撑轮的轴线呈交叉布置使得所述环形履带的边缘接触在这些支撑轮的表面一端。

作为优选技术手段：所述布设在转角部的至少两个并列的支撑轮中，其中一个支撑轮的轴线倾斜布置。

作为优选技术手段：所述的轴线倾斜布置的支撑轮呈锥台状，使得所述环形履带在宽度方向上全部接触在该支撑轮的表面。

作为优选技术手段：所述布设在船体前端的支撑轮位于所述船体前端的居中部位与所述转角部之间的更为接近所述船体前端的居中部位的位置。

作为优选技术手段：所述环形履带的内表面设有啮合齿，所述的驱动轮为齿形带轮，所述环形履带通过所述的啮合齿与所述的齿形带轮传动啮合。

作为优选技术手段：所述两个转向器的驱动轮分别经一对伞齿轮与一横轴传动，所述的横轴经啮合的蜗轮、蜗杆从所述的动力装置获得减速驱动。

作为优选技术手段：所述的横轴包括前推进器。

作为优选技术手段：所述用于将所述环形履带的其中一段保持在突出于所述船体的前端或/和侧缘的支撑轮以其轴线可摇摆的方式配置。

作为优选技术手段：所述轴线可摇摆的支撑轮分别装配在一轮轴上，所述的轮轴与装配在该轮轴上的支撑轮之间装配有可径向变形的弹性衬套。

作为优选技术手段：所述轴线可摇摆的支撑轮的一端装配所述的弹性衬套、另一端通过轴孔与所述的轮轴转动配合。

作为优选技术手段：所述的弹性衬套包括外圈、内圈及连接所述外圈、内圈的弹性辐条，所述的外圈与所述的支撑轮装配，所述的内圈与所述的轮轴装配。

作为优选技术手段：所述的弹性辐条在圆周方向向一侧倾斜。

作为优选技术手段：所述的轮轴倾斜设置并与所述的弹性衬套偏心装配，所述轮轴倾斜的方向与所述轮轴相对于所述弹性衬套的偏心方向相反，所述的弹性衬套与所述的支撑轮转动装配。

作为优选技术手段：所述环形履带的外表面设有摩擦齿。

作为优选技术手段：所述的转向器包括支架，所述的传动轮系装配在所述的支架上。

作为优选技术手段：所述船体侧缘的后端部设有防滑体。

本实用新型的转向器包括可被驱动着转动的环形履带，环形履带绕在传动轮系上，环形履带的其中一段被传动轮系定位在突出于船体的前端或/和侧缘，从而在工作时增加了环形履带与障碍物的接触概率，减小环形履带不能接触障碍物的可能；而且，环形履带与障碍物表现为面接触，即环形履带与障碍物相接触的部位表现为面，增大接触力，由此避免打滑。当两个环形履带同时接触在障碍物上时，障碍物经由两个环形履带对水面清理机施加的作用力不同，从而促使偏离障碍物，实现转向。

附图说明

图1为本实用新型的水面清理机的一个轴侧图；

图2为本实用新型的两个转向器与动力装置驱动连接的示意图；

图3为图2的另一视角的示意图；

图4为图3中较为邻近动力装置的转向器的放大示意图；

图5为图3中较为远离动力装置的转向器的放大示意图；

图6为图5所示转向器的拆解示意图；

图7为本实用新型的另一结构转向器的拆解示意图；

图8为图7所示转向器装配在一起的示意图；

图9为图8所示转向器拆除环状履带的示意图；

图10为图9的A部放大图；

图11为本实用新型的第三种结构转向器的拆解示意图；

图12为图11所示转向器装配在一起拆除环状履带的示意图；

图13为图11所示转向器中装配在转轴与支撑轮之间的弹性轴套的示意图；

图14为图13另一视角的示意图；

图中标号说明：

01-船体：11-转角部，12-居中部位，13-防滑体；

02-动力装置：21-伞齿轮，22-横轴，23-蜗轮，24-蜗杆；

03-转向器：31-环形履带，32-驱动轮，33a、33b、33c、33d、33e、33f-支撑轮，34-支架，35a、35b、35c-支撑轮的轴线，36a、36b、36c-轮轴，37-弹性衬套，38-外圈，39-内圈，310-弹性辐条，311a、311b、311c-垂直轴线；

04-前推进器；

05-后推进器；

06-集渣盒。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示是本实用新型便于转向的水面清理机的一种示意图，其具有船体01、集渣盒06、前推进器04、后推进器05（参见图2-3）、两个转向器03，集渣盒06可拆卸的装配在船体01下部（可以如同抽屉一样抽出），在集渣盒06的底面与船体01之间形成过水通道，前推进器04位于过水通道的前端处，后推进器05位于过水通道的后端处，两个转向器03左右对称分设在船体前端并由动力装置02驱动，转向器03包括可被驱动着转动的环形履带31，环形履带31绕在传动轮系上，环形履带31的其中一段（图中可视部分）被传动轮系定位在突出于船体的前端（图1所示的左端）和侧缘（图1所示的上侧或者下侧）。具体实施时，环形履带31的其中一段（图中可视部分）也可被传动轮系定位在突出于船体的前端或侧缘。

相对于现有技术中作为动力缓冲器的轮子，该环形履带相对于船体具有较大的规格尺寸，而且可以依据需求分布，增加了环形履带与障碍物的接触概率，减小环形履带不能接触障碍物的可能；而且，环形履带与障碍物表现为面接触，即环形履带与障碍物相接触的部位表现为面，增大接触力，由此避免打滑。当两个环形履带同时接触在障碍物上时，障碍物经由两个环形履带对水面清理机施加的作用力不同，从而促使偏离障碍物，实现转向。

图示的传动轮系包括一个驱动轮32（参见图4-6，图7-9中有有示出）、三个支撑轮33a、33b、33c，其中两个支撑轮33a、33c用于将环形履带的其中一段保持在突出于船体的前端和侧缘。具体的，船体的前端布设一个支撑轮33a、船体的前端与侧缘相交的转角部布设一个支撑轮33c。具体实施时，环形履带31的其中一段（图中可视部分）也可被支撑轮定位在突出于船体的前端或侧缘。

为了尽量增加环形履带的外露部分，布设在船体前端的支撑轮33a位于船体前端的居中部位12与转角部11之间的更为接近船体前端的居中部位12的位置（参见图1）。

进一步的，环形履带的内表面设有啮合齿，驱动轮32为齿形带轮（参见图6-7），环形履带通过啮合齿与齿形带轮传动啮合。

两个转向器03的驱动轮32分别经一对伞齿轮21（参见图4-6，图7-9中也有示出）与一横轴22（参见图3）传动，横轴22经啮合的蜗轮23、蜗杆24从动力装置02获得减速驱动。横轴22包括前推进器04，为了便于装配，横轴22还包括与前推进器两端连接的轴段以便传递转矩，该轴段分别与一个涡轮连接。据此，动力装置02（如带减速机构的电机）的动力通过传递轴传递给蜗杆24、蜗杆24传递给蜗轮23、蜗轮23传递给横轴22、横轴22两端分别传递给一对伞齿轮21、伞齿轮21通过轴传递给驱动轮32，由驱动轮32带着两环形履带31转动。其间经过蜗轮、蜗杆的传递进一步实现减速。

为了增加环形履带与障碍物的摩擦，增加水面清理机的转向力，环形履带的外表面设有摩擦齿。

转向器03包括支架34，传动轮系装配在支架上，支架可以为整体构件，也可以是组装构件。

图7-10示出了本实用新型的另一结构的转向器。该转向器与如图4-6所示的区别是：在船体的前端布设一个支撑轮33a、船体的前端与侧缘相交的转角部布设三个并列的支撑轮33d、33e、33f。在装配环形履带时，可以根据需求增加或者减少并列的支撑轮的数量以便调整对环形履带的张进度。在该三个并列的支撑轮中，相邻两支撑轮的轴线呈交叉布置使得环形履带的边缘接触在这些支撑轮的表面一端，用以减小支撑轮对环形履带的阻力。或者，布设在转角部的三个并列的支撑轮中，其中一个支撑轮的轴线倾斜布置。轴线倾斜布置的支撑轮呈锥台状，使得环形履带在宽度方向上全部接触在该支撑轮的表面来对环形履带进行良好的支撑。

船体侧缘的后端部（尤其是后端角部）设有防滑体13，使得当水面清理机沿着池壁倒退时，防滑体靠在池壁上对水面清理机施加阻力 而形成转动支点，使水面清理机转动一定角度后再执行前进清扫任务，其作用可以起到不定时的使机器驶向泳池的中心区域形成对整个泳池的全面积覆盖清扫。当碰壁时，在转向器的作用下使水面清理机不会出现顶壁与角落卡死现象。

此外，考虑到工作时环形履带会接触到不规则的障碍物，如障碍物呈倾斜状，则会导致环形履带不能与障碍物充分接触而是环形履带的边缘与障碍物接触，此时将难以产生足够的转向力或者导致环形履带在障碍物上打滑，不能转向。参见图11-12，为了使环形履带能够尽量的适应各种形状的障碍物，用于将环形履带的其中一段保持在突出于船体的前端或/和侧缘的支撑轮以其轴线35a、35b、35c可摇摆的方式配置。从而在水面清理机前进的推力下，通过环形履带施加在支撑轮上的张力迫使支撑轮的轴线适当摇摆来调整支撑轮的姿态，进而调整环形履带姿态使环形履带更好的与障碍物接触以便产生足够的转向力促使水面清理机转向。

具体的，参见图11-12，轴线35a、35b、35c可摇摆的支撑轮分别装配在一轮轴36a、36b、36c上，轮轴与装配在该轮轴上的支撑轮之间装配有可径向变形的弹性衬套37。当环形履带接触到不规则的障碍物导致环形履带的不同部位受理不一致时，便会压迫弹性衬套变形，促使支撑轮做姿态调整。图中，轴线可摇摆的支撑轮33a、33b、33c的一端装配弹性衬套37、另一端通过轴孔与轮轴转动配合即可，但是并不排斥支撑轮的两端均装配弹性衬套，或者加大弹性衬套的轴向规格来向支撑轮的另一端延伸。

参见图13-14，为了赋予弹性衬套具有优良的弹性，弹性衬套37包括外圈38、内圈39及连接外圈、内圈的弹性辐条310，外圈与支撑轮装配，内圈与轮轴装配。鉴于该结构，外圈与支撑轮转动装配或/和内圈与轮轴转动装配。而将弹性辐条310在圆周方向向一侧倾斜（如沿着内圈的渐开线方向）则会增加弹性衬套的变形能力。

另一方面，为了实现对环形履带的良好支撑，轮轴36a、36b、36c倾斜设置并与弹性衬套37偏心装配（图中弹性衬套与轮轴装配的通孔相对于弹性衬套的外圆轮廓呈偏心），轮轴36a、36b、36c相对于垂直轴线311a、311b、311c的倾斜角度2-5°，垂直轴线设定为水面清理机工作时的竖直线，轮轴倾斜的方向与轮轴相对于弹性衬套的偏心方向相反（参见图11-12），用以相互抵消因轮轴倾斜及偏心装配所致的支撑轮的姿势偏差，此时弹性衬套与支撑轮转动装配，避免弹性衬套与轮轴装配导致支撑轮如同凸轮状转动。