CN106175564A - 往复伸缩式擦玻璃机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复伸缩式擦玻璃机器人，用于对玻璃表面进行清洁，该机器人包括机身以及左吸附单元、右吸附单元、控制单元、通信单元，该左吸附单元和该右吸附单元下部均设有清洁装置，所述机身包括间距可调整的连接在一起的左机身和右机身，该左机身和该右机身之间设有往复机构；所述左吸附单元设于该左机身上，该左吸附单元用于吸附于玻璃上的部件相对于该左机身可旋转，该左机身和该左吸附单元用于吸附于玻璃上的部件之间连接有旋转动力机构，该右吸附单元设置于该右机身上；该通信单元和该控制单元信号连接，且该控制单元信号连接该左吸附单元、该右吸附单元、该往复机构、该旋转动力机构。本发明所具有的优点是：清洁玻璃的效果更佳。

Description

往复伸缩式擦玻璃机器人

技术领域

本发明涉及生活用品技术领域，尤其是涉及一种往复伸缩式擦玻璃机器人。

背景技术

公告号为103505142A的中国发明专利申请公开了一种擦玻璃机器人，包括机体，机体上设有控制单元、驱动单元和第一清洁单元，擦玻璃机器人还包括可旋转设置在机体底部两端的一对吸附转盘，驱动单元通过控制单元与所述吸附转盘相连，控制单元分别控制动力在两个吸附转盘上输出的大小和方向，驱动一对吸附转盘以垂直于玻璃表面的竖直轴为中心旋转或静止，使两端的一对吸附转盘形成转速差，实现擦玻璃机器人的行走；其中，机体和吸附转盘之间可旋转设置有边角除尘单元，边角除尘单元的边缘至少部分突出于吸附转盘的外缘，形成除尘部，除尘部的外缘形状与待除尘的边角轮廓对应设置。该擦玻璃机器人结构简单，运动灵活，可控性强，能够有效完成对各个边角的除尘和清洁工作。

公告号为103505143A的中国发明专利申请公开了一种擦玻璃机器人及其行走方法，该擦玻璃机器人包括机体，机体上设有控制单元、驱动单元和清洁单元；控制单元与驱动单元相连；该机器人还包括可旋转设置在机体底部两侧A端和A’端的一对吸附转盘，吸附转盘通过抽气管与真空泵相连，控制单元分别通过驱动单元与一对吸附转盘相连，分别控制动力在两个吸附转盘上输出的大小和方向，驱动一对吸附转盘以垂直于玻璃表面的竖直轴为中心旋转或静止，两者交替成为高速端和低速端、或者是高速端和静止端，形成转速差，实现机器人的行走。该机器人在单机状态吸附在玻璃表面上作业，对工作环境要求更低，能够在任何厚度的玻璃上进行清洁作业，且其结构简单，成本低，灵敏度高，行走自如清洁效率高。

然而，前述擦玻璃机器人通常只能对面积较大的玻璃进行清洁，且由于机器设计结构和行走方式所限只能以弧线轨迹行走，致使其对玻璃的清洁不均匀，且不易操控，无法完成对狭长玻璃的清洁。以及，吸盘周围附设边角除尘单元使机器变得庞大而笨重，脏污后不易更换。

亦有类似于公开号为103622635A的中国发明专利申请所公开的擦窗机器人，能够对狭长玻璃进行清洁，但是，由于附带吸盘和两条行走履带占去清洁布的空间使机器有效擦窗面积大大减小，且机器结构复杂笨重。

发明内容

本发明的目的是提供一种往复伸缩式擦玻璃机器人，它具有清洁效果更佳的特点。进一步，它还具有清洁玻璃时不会留有死角的特点。

本发明所采用的技术方案是：往复伸缩式擦玻璃机器人，用于对玻璃表面进行清洁，该机器人包括机身以及左吸附单元、右吸附单元、控制单元、通信单元，其中，该左吸附单元和该右吸附单元下部均设有清洁装置，

所述机身包括间距可调整的连接在一起的左机身和右机身，且该左机身和该右机身之间设有往复机构；

所述左吸附单元设于该左机身上，且该左吸附单元用于吸附于玻璃上的部件相对于该左机身可旋转，该左机身和该左吸附单元用于吸附于玻璃上的部件之间连接有旋转动力机构，同时，该右吸附单元设置于该右机身上；以及

该通信单元和该控制单元信号连接，且该控制单元信号连接该左吸附单元、该右吸附单元、该往复机构、该旋转动力机构。

所述左机身的右侧设有向右延伸的至少1根滑轨，该右机身上设有供该滑轨插入的滑槽。

所述滑轨上设有齿条，该右机身上设有往复电机，该往复电机的动力输出轴上设有和该齿条啮合的往复齿轮。

所述左吸附单元包括：固定于该左机身上的左风罩，固定于该左风罩内的左风扇，上端连通该左风罩、下端和玻璃相配的左吸筒，且该左吸筒可旋转的设置于该左机身上。

所述左吸筒上端部设有向外延伸的挡风板，该挡风板位于该左风罩内。

所述左吸筒的外部设有齿圈，且该左机身上固定有旋转电机，该旋转电机的动力输出轴上固定有和该齿圈啮合的旋转齿轮。

所述左吸筒的下端部螺接有左清洁盘，该左清洁盘的上侧面上设有环形的左卡槽，且该齿圈和该左清洁盘之间设有一套在该左吸筒上的左卡紧套，该左卡紧套的上端顶在该齿圈的下侧面上，该左卡紧套的下边缘卡在该左卡槽内，以及，一左清洁布从下至上的包裹在该左清洁盘上且该左清洁布的上边缘卡在该左卡槽内。

所述左清洁盘、左卡紧套均为方形。

所述右吸附单元包括：固定于该右机身上的右风罩，固定于该右风罩内的右风扇，上端连通该右风罩、下端和玻璃相配的右吸筒，且该右吸筒可旋转或不可旋转的设置于该右机身上。

所述右吸筒的下端部螺接有右清洁盘，该右清洁盘的上侧面上设有环形的右卡槽，且该右机身和该右清洁盘之间设有一套在该右吸筒上的右卡紧套，该右卡紧套的上端顶在该右机身的下侧面上，该右卡紧套的下边缘卡在该右卡槽内，以及，一右清洁布从下至上的包裹在该右清洁盘上且该右清洁布的上边缘卡在该右卡槽内。

所述右清洁盘、右卡紧套均为方形。

本发明所具有的优点是：

1、清洁玻璃的效果更佳。本发明的往复伸缩式擦玻璃机器人通过采用往复伸缩的机身，使左吸附单元和右吸附单元之间的距离能够不断发生变化，从而不仅实现了机器人的行走亦通过固定于吸附单元(包括左吸附单元和右吸附单元)下部的清洁装置对玻璃进行了清洁。这种清洁方式极好的模仿了人工清洁的方式，效果较好。同时，这样的机器人所用部件相对较少，且运动灵活、运动方式多样，灵敏度高、可控性强。

2、清洁玻璃时不会留有死角。本发明的往复伸缩式擦玻璃机器人的清洁盘(包括左清洁盘和右清洁盘)采用正方形，使固定于该吸附单元上的清洁装置能够抵达玻璃的任何一个边角，尤其是玻璃必然具有的方形边角，进而最大限度的避免了清洁死角。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1-1是本发明的实施例的往复伸缩式擦玻璃机器人的主视图；

图1-2是图1-1的俯视图；

图1-3是图1-2的沿A-o1-o2-o3-o4-o5-o6-A曲线形成的剖视图；

图2是本发明的往复伸缩式擦玻璃机器人的行走示意图；

图3-1和图3-2是本发明的往复伸缩式擦玻璃机器人的两种转动方式的示意图；

图4-1、图4-2、图4-3是本发明的往复伸缩式擦玻璃机器人在狭长空间运动过程的示意图；

图5是本发明的往复伸缩式擦玻璃机器人擦拭玻璃死角的示意图。

图中：

10、机身，11、左机身，111、滑轨，112、齿条，12、右机身，121、滑槽，122、往复电机，123、往复齿轮；

20、左吸附单元，21、左风罩，22、左风扇，23、左吸筒，231、挡风板，232、齿圈，233、旋转电机，234、旋转齿轮，24、左清洁盘，241、左卡槽，25、左卡紧套，26、左清洁布；

30、右吸附单元，31、右风罩，32、右风扇，33、右吸筒，34、右清洁盘，341、右卡槽，35、右卡紧套，36、右清洁布。

具体实施方式

实施例，见图1-1、图1-2、图1-3所示：往复伸缩式擦玻璃机器人，用于对玻璃表面进行清洁。该机器人包括机身10以及左吸附单元20、右吸附单元30、控制单元(图上未示出)、通信单元(图上未示出)。该机身10上还可以设有触碰感知单元，该触碰感知单元信号连接至该控制单元，该通信单元可以和手机或家庭无线网链接，使本发明的机器人成为智能家居的一部分或物联网的一部分。同时，该左吸附单元20和该右吸附单元30下部均设有清洁装置。该清洁装置可以是清洁布。

进一步的讲，该机身10包括间距可调整的连接在一起的左机身11和右机身12，且该左机身11和该右机身12之间设有往复机构。比如，该左机身11和该右机身12滑动连接或通过关节连接在一起，从而该左机身11和该右机身12能够伸缩，且该伸缩能够往复进行，继而分别固定于该左机身11和该右机身12上的部件的间距能够往复性的变化。同时，该左吸附单元20设于该左机身11上，且该左吸附单元20用于吸附于玻璃上的部件相对于该左机身11可旋转，且该左机身11和该左吸附单元20用于吸附于玻璃上的部件之间连接有旋转动力机构。即，在该旋转动力机构的驱动下，该左机身11相对于该左吸附单元20用于吸附于玻璃上的部件之间能够产生旋转。换句话说，当该左吸附单元20吸附于玻璃上时，在该旋转动力机构的驱动下，该左机身11能够沿着玻璃所在的平面做360°的旋转。同时，该右吸附单元30设置于该右机身12上。以及，该通信单元和该控制单元信号连接，该控制单元信号连接该左吸附单元20、该右吸附单元30、该往复机构、该旋转动力机构。即，该控制单元能够控制该左吸附单元20和该右吸附单元30的吸力大小，控制该往复机构和该旋转动力机构的动作时机和动作持续时间。

该左机身11和该右机身12滑动连接在一起的方式可以有多种。本实施例中，该左机身11的右侧设有向右延伸的至少1根滑轨111。比如，该滑轨111为相互平行的2根。该右机身12上设有供该滑轨111插入的滑槽121。同时，该往复机构亦可采用多种常见的方式。本实施例中，该滑轨111上设有齿条112，该右机身12上设有往复电机122，该往复电机122的动力输出轴上设有和该齿条112啮合的往复齿轮123。即，该往复电机122动作后，带动该往复齿轮123旋转，继而通过该齿条112实现往复运动。这样的往复机构较为简单，且较为紧凑。当然，该往复机构不仅限于此。

该左吸附单元20可以采用真空泵吸附等多种常见的方式。本实施例中，该左吸附单元20包括：固定于该左机身11上的左风罩21，固定于该左风罩21内的左风扇22，上端连通该左风罩21、下端和玻璃相配的左吸筒23，且该左吸筒23可旋转的设置于该左机身11上。比如，该左吸筒23的上部通过一自动调心球轴承连接在该左机身11上。该自动调心球轴承亦可使该左吸筒23具有一定的角度调节功能，进而使该左吸筒23能够始终较好的吸附于不够平整的玻璃表面上。所谓左吸筒23和玻璃相配，指的是该左吸筒23的下端吸附玻璃。当然，该左吸筒23和该左机身11之间具有较好的密封。这样的左吸附单元20结构较为简单，重量较轻。较优的，该左吸筒23上端部设有向外延伸的挡风板231，该挡风板231位于该左风罩21内。这样，便于更高效的将该左风扇22产生的吸力传输至该左吸筒23内。

该旋转动力机构驱动该左机身11相对于该左吸附单元20用于吸附于玻璃上的部件之间能够产生旋转的方式可以是多种。本实施例中，该左吸筒23的外部设有齿圈232，且该左机身11上固定有旋转电机233，该旋转电机233的动力输出轴上固定有和该齿圈232啮合的旋转齿轮234。显然，该左吸筒23即为该左吸附单元20用于吸附于玻璃上的部件，而该旋转电机233即该旋转动力机构。这样，该旋转电机233带动该旋转齿轮234旋转，通过该齿圈232使该左机身11相对于该左吸筒23能够产生旋转。

该左吸附单元20下部设有清洁装置的方式亦可有多种。本实施例中，该左吸筒23的下端部螺接有左清洁盘24，该左清洁盘24的上侧面上设有环形的左卡槽241，且该齿圈232和该左清洁盘24之间设有一套在该左吸筒23上的左卡紧套25，该左卡紧套25的上端顶在该齿圈232的下侧面上，该左卡紧套25的下边缘卡在该左卡槽241内，以及，一左清洁布26从下至上的包裹在该左清洁盘24上且该左清洁布26的上边缘卡在该左卡槽241内。该左卡紧套25最好是上端小、下端大的方台碗型，且最好具有弹性。这样，通过简单的方式，使该清洁装置固定于该左吸附单元20上，且能够充分利用左吸筒23的吸附力。

该右吸附单元30亦可采用真空泵吸附等多种常见的方式。本实施例中，该右吸附单元30包括：固定于该右机身12上的右风罩31，固定于该右风罩31内的右风扇32，上端连通该右风罩31、下端和玻璃相配的右吸筒33，且该右吸筒33不可旋转或可旋转的设置于该右机身12上。所谓右吸筒33和玻璃相配，指的是该右吸筒33的下端吸附玻璃。本实施例中优选为该右吸筒33不可旋转的固定于该右机身12上。这样的右吸附单元30结构同样较为简单，重量较轻。当然，当该右吸筒33可旋转的设置于该右机身12上时，类似于该左吸附单元20和该左机身11的连接方式。或者说，该右吸附单元30和该左吸附单元20的结构完全相同。

该右吸附单元30下部设有清洁装置的方式亦可有多种。本实施例中，该右吸筒33的下端部螺接有右清洁盘34，该右清洁盘34的上侧面上设有环形的右卡槽341，且该右机身12和该右清洁盘34之间设有一套在该右吸筒33上的右卡紧套35，该右卡紧套35的上端顶在该右机身12的下侧面上，该右卡紧套35的下边缘卡在该右卡槽341内，以及，一右清洁布36从下至上的包裹在该右清洁盘34上且该右清洁布36的上边缘卡在该右卡槽341内。同样，该右卡紧套35最好亦为上端小、下端大的方台碗型，且最好具有弹性。这样，通过简单的方式，使该清洁装置固定于该右吸附单元30上，且能够充分利用左吸筒23的吸附力。

更进步一的讲，该左清洁盘24及与其连接的左卡紧套25、右清洁盘34及与其连接的右卡紧套35均为方形。

本发明的动作过程(为便于说明，以下方向的界定是以相应附图中的方向作为参考。比如，向左即为相应附图中的向左，其余雷同)：

1、行走。见图2所示，将该擦玻璃机器人放置到玻璃的表面上，该左风扇22和该右风扇32工作，使该左清洁盘24和右清洁盘34均吸附在玻璃表面上。此时，在该控制单元的控制下，该左清洁盘24和右清洁盘34的吸力完全相同，且该左机身11和该右机身12之间此时无相对运动。接着，该控制单元调整增大该左吸筒23的吸力，减小或停止该右吸筒33的吸力，同时，启动该往复机构，使该右机身12靠近该左机身11，实现该右吸筒33向前移动。之后，该控制单元调整减小或停止该左吸筒23的吸力，增加该右吸筒33的吸力，同时，启动该往复机构，使该左吸筒23远离该右吸筒33。如此反复，实现该机器人的向前行走。当然，在行走的过程中，该左清洁布26和该右清洁布36轮流对玻璃表面进行了清洁。

2、转动。见图3-1所示，该控制单元调整增加该左吸筒23的吸力，减小或停止该右吸筒33的吸力，同时，开启该旋转电机233，即可使该右吸筒33以及位于其上的右清洁布36以该左吸筒23为圆心进行360°旋转。相反，见图3-2所示，该控制单元调整减小或停止该左吸筒23的吸力，增加该右吸筒33的吸力，开启该旋转电机233，即可使该左吸筒23以及固定于其上的左清洁布26做360°的自我旋转。

3、在狭长空间运动过程，即在空间宽度小于机身收缩后长度时的运动过程。见图4-1、图4-2、图4-3所示，当擦玻璃机器人的感知元件获得到该擦玻璃机器人运动到窗框处，并且该机身10处于收缩状态，该控制单元增大该左吸筒23的吸附力、减小或停止该右吸筒33的吸附力，向下顺时针旋转机身10但未能使该右清洁盘34达到预定旋转角度就已触碰到窗框下边缘，该触碰感知单元将触碰信号发送至该控制单元，该控制单元调整该机身10向上逆时针旋转，该右清洁盘34与窗框上边缘位置接触，之后，该控制单元减小该左吸筒23的吸力、增大该右吸筒33的吸力，然后继续向上逆时针旋转该机身10，同时使该机身10做伸展动作，使得该左清洁盘24向左下方移动一定的宽度而停止或者触碰到窗框下边缘停止。接着，该控制单元增大该左吸筒23的吸附力，减小或停止该右吸筒33的吸附力，且控制该机身10向右顺时针旋转，当该右吸筒33与该左吸筒23平行或该右清洁盘34触碰到窗框下边缘停止。最后，该控制该机身10向右做出往复伸缩运动，即可完成对狭长窗框的清洁工作。

4、擦拭玻璃死角。见图5所示，当机器人沿着窗框边缘运动至窗框一角时，该控制单元增大该左吸筒23的吸附力，减小或停止该右吸筒33的吸附力，且该控制单元控制该机身10逆时针向上旋转，直至该右吸盘34触碰到窗框另一侧边缘。同时，该控制单元控制该机身10做出伸出动作。然后，该控制单元减小或停止该左吸筒23的吸附力，增大该右吸筒33的吸附力，且该机身10做出缩臂动作，使该左清洁盘24向上运动。同理，该控制单元增大该左吸筒23的吸附力，减小或停止该右吸筒33的吸附力，且该控制单元控制该机身10顺时针向下旋转至与上次逆时针旋转该机身10触碰另一窗框边缘时的角度大小相等时停止。即，与机器人沿着窗框边缘向左运动至窗框一角前的轨迹平行时停止动作，同时该控制单元使该机身10做出伸臂动作。然后，该控制单元减小或停止该左吸筒23的吸附力、增大该右吸筒33的吸附力，且该机身10做缩臂动作，使该机身10向右运动。之后，该控制单元控制该机器人向右往复伸缩运动一段距离后，该控制单元控制该机器人旋转180°使后向往复伸缩运动变为前往复伸缩运动，为下次转向或清洁死角做准备。

通过前述动作组合可以完成更为复杂的行走路线。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.往复伸缩式擦玻璃机器人，用于对玻璃表面进行清洁，该机器人包括机身(10)以及左吸附单元(20)、右吸附单元(30)、控制单元、通信单元，其中，该左吸附单元(20)和该右吸附单元(30)下部均设有清洁装置，其特征在于：

所述机身(10)包括间距可调整的连接在一起的左机身(11)和右机身(12)，且该左机身(11)和该右机身(12)之间设有往复机构；

所述左吸附单元(20)设于该左机身(11)上，且该左吸附单元(20)用于吸附于玻璃上的部件相对于该左机身(11)可旋转，该左机身(11)和该左吸附单元(20)用于吸附于玻璃上的部件之间连接有旋转动力机构，同时，该右吸附单元(30)设置于该右机身(12)上；以及

该通信单元和该控制单元信号连接，且该控制单元信号连接该左吸附单元(20)、该右吸附单元(30)、该往复机构、该旋转动力机构。

2.根据权利要求1所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述左机身(11)的右侧设有向右延伸的至少1根滑轨(111)，该右机身(12)上设有供该滑轨(111)插入的滑槽(121)，同时，该滑轨(111)上设有齿条(112)，该右机身(12)上设有往复电机(122)，该往复电机(122)的动力输出轴上设有和该齿条(112)啮合的往复齿轮(123)。

3.根据权利要求1所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述左吸附单元(20)包括：固定于该左机身(11)上的左风罩(21)，固定于该左风罩(21)内的左风扇(22)，上端连通该左风罩(21)、下端和玻璃相配的左吸筒(23)，且该左吸筒(23)可旋转的设置于该左机身(11)上。

4.根据权利要求3所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述左吸筒(23)上端部设有向外延伸的挡风板(231)，该挡风板(231)位于该左风罩(21)内。

5.根据权利要求3所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述左吸筒(23)的外部设有齿圈(232)，且该左机身(11)上固定有旋转电机(233)，该旋转电机(233)的动力输出轴上固定有和该齿圈(232)啮合的旋转齿轮(234)。

6.根据权利要求3所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述左吸筒(23)的下端部螺接有左清洁盘(24)，该左清洁盘(24)的上侧面上设有环形的左卡槽(241)，且该齿圈(232)和该左清洁盘(24)之间设有一套在该左吸筒(23)上的左卡紧套(25)，该左卡紧套(25)的上端顶在该齿圈(232)的下侧面上，该左卡紧套(25)的下边缘卡在该左卡槽(241)内，以及，一左清洁布(26)从下至上的包裹在该左清洁盘(24)上且该左清洁布(26)的上边缘卡在该左卡槽(241)内。

7.根据权利要求3所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述左清洁盘(24)、左卡紧套(25)均为方形。

8.根据权利要求1所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述右吸附单元(30)包括：固定于该右机身(12)上的右凤罩(31)，固定于该右风罩(31)内的右风扇(32)，上端连通该右风罩(31)、下端和玻璃相配的右吸筒(33)，且该右吸筒(33)可旋转或不可旋转的设置于该右机身(12)上。

9.根据权利要求8所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述右吸筒(33)的下端部螺接有右清洁盘(34)，该右清洁盘(34)的上侧面上设有环形的右卡槽(341)，且该右机身(12)和该右清洁盘(34)之间设有一套在该右吸筒(33)上的右卡紧套(35)，该右卡紧套(35)的上端顶在该右机身(12)的下侧面上，该右卡紧套(35)的下边缘卡在该右卡槽(341)内，以及，一右清洁布(36)从下至上的包裹在该右清洁盘(34)上且该右清洁布(36)的上边缘卡在该右卡槽(341)内。

10.根据权利要求8所述的往复伸缩式擦玻璃机器人，其特征在于：所述右清洁盘(34)、右卡紧套(35)均为方形。