CN106264302B - 智能玻璃清理机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能玻璃清理机器人，包括上活动架、下活动架、位移部分、齿条、清理电机、轴承和控制部分，上活动架包括安装架、上活动架吸盘调节杆、上活动架调节电机、短连接板、上活动架吸盘连杆和安装盘；下活动架包括旋转盘、下活动架吸盘连杆、下活动架吸盘、毛刷、下活动架调节电机和定位孔；位移部分包括弹簧、安装杆、电磁线圈、衔铁、齿轮和位移电机；控制部分包括中央处理模块、位移检测模块、气控模块、电机控制模块、状态显示模块和信息传输模块。本发明具有结构简单轻便的特点，工作过程中产生震动小；设备在玻璃幕墙上每定位一次后清理的面积大，能够提高设备的工作效率，因此，避免高空作业发生危险，降低人工劳动强度。

Description

智能玻璃清理机器人
技术领域
本发明涉及的是一种智能玻璃清理机器人。
背景技术
随着社会的发展，建筑元素的艺术化，通常在建筑上采用玻璃幕墙进行装饰，由于玻璃幕墙在使用过程中落有灰尘，会影响整个建筑的美观，因此，需要对玻璃幕墙的表面进行清理。现有的玻璃幕墙通常采用人工进行清理，工作性质属于高空作业，工作时危险性极高，并且在高空作业时精神高度紧张，导致工作强度增大。目前，在市场上销售的多数玻璃清理机器人结构复杂，在玻璃幕墙上每定位一次后清理的面积小，导致工作效率低，并且在清理过程中机械手往复摆动，使设备产生震动，很容易造成设备从幕墙上脱落，导致危险的发生。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：通过旋转式毛刷能够减少设备在工作过程中产生的震动，并且设备在玻璃幕墙上每定位一次后清理的面积大，使设备的工作效率得到提高，进而能够代替人工作业，避免危险的发生。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
提供了一种智能玻璃清理机器人，包括上活动架、下活动架、位移部分、齿条、清理电机、红外探头、气动部分、滑动连杆、轴承和控制部分，上活动架包括安装架、上活动架吸盘调节杆、上活动架调节电机、短连接板、上活动架吸盘、位移电机安装槽、齿轮放置槽、上活动架吸盘连杆和安装盘，安装架中心位置安装有安装盘，安装盘的一侧设有齿轮放置槽，齿轮放置槽的一侧设有位移电机安装槽，安装架两端分别设有短连接板，短连接板中心位置安装有上活动架吸盘调节杆，上活动架吸盘调节杆的一端穿过安装架与上活动架调节电机相连接，所述的上活动架调节电机固定在安装架的底部，短连接板的两端分别安装有上活动架吸盘连杆，上活动架吸盘连杆的一端穿过安装架与上活动架吸盘相连接；下活动架包括旋转盘、导向槽、下活动架吸盘调节杆、长连接板、下活动架吸盘连杆、下活动架吸盘、毛刷、下活动架调节电机和定位孔，旋转盘中心位置设有导向槽，导向槽两侧分别安装有长连接板，长连接板中心位置安装有下活动架吸盘调节杆，下活动架吸盘调节杆的一端穿过旋转盘与下活动架调节电机相连接，所述的下活动架调节电机固定在旋转盘的底部，长连接板上还安装有下活动架吸盘连杆，所述的下活动架吸盘连杆均匀排列设置在长连接板上，下活动架吸盘连杆穿过旋转盘与下活动架吸盘相连接，旋转盘底部圆周处安装有毛刷，旋转盘底部设有定位孔，所述的定位孔设置在导向槽与下活动架调节电机之间；位移部分包括弹簧、安装杆、电磁线圈、衔铁、齿轮和位移电机，位移电机的输出轴端安装有齿轮，位移电机的两侧分别安装有衔铁，衔铁底部安装有电磁线圈，电磁线圈与衔铁之间安装有弹簧，安装杆依次穿过衔铁和电磁线圈；滑动连杆底部对称安装有电磁定位销；控制部分包括中央处理模块、位移检测模块、气控模块、电机控制模块、状态显示模块和信息传输模块，所述的位移检测模块、气控模块、电机控制模块、状态显示模块和信息传输模块分别与中央处理模块相连接；安装盘上安装有清理电机，上活动架的底部与下活动架的顶部之间安装有轴承，清理电机的输出轴依次穿过上活动架和轴承与滑动连杆相连接，滑动连杆安装在导向槽内，所述的滑动连杆能够在导向槽内滑动，滑动连杆底部通过电磁定位销与下活动架相互固定；位移电机安装槽内安装有位移部分，所述的位移部分通过安装杆安装在上活动架的顶部，齿轮放置在齿轮放置槽，下活动架顶部的一侧安装有齿条，所述的齿条设置在齿轮放置槽的正下方，齿轮穿过齿轮放置槽与齿条相互啮合连接，上活动架顶部安装有气动部分和红外探头；清理电机、上活动架调节电机、下活动架调节电机和位移电机分别与电机控制模块相连接，气动部分与气控模块相连接，红外探头与位移检测模块相连接。
作为优选的，所述的上活动架吸盘连杆的顶端中心位置设有通孔结构，通孔结构与上活动架吸盘相连通。
作为优选的，所述的下活动架吸盘连杆的顶端中心设有通孔结构，通孔结构与下活动架吸盘相连连通。
作为优选的，所述的上活动架吸盘连杆的顶部和下活动架吸盘连杆顶部分别安装有气管接头，气管接头通过橡胶软管与气动部分相连接。
作为优选的，所述的气动部分由空气压缩机、蓄能罐和电磁换向阀组成。
作为优选的，所述的电磁换向阀为三位四通换向阀。
作为优选的，所述的电磁定位销由电磁铁和插销组成。
作为优选的，所述的安装架和旋转盘均采用工程塑料制成。
作为优选的，所述的上活动架吸盘调节杆与短连接板之间采用螺旋副连接，下活动架吸盘调节杆与长连接板之间也采用螺旋副连接。
本发明的有益效果是，本发明具有结构简单轻便的特点，工作过程中产生震动小，能够使设备牢固的吸附在玻璃幕墙表面，防止设备在工作时发生脱落；设备在玻璃幕墙上每定位一次后清理的面积大，能够提高设备的工作效率，降低电能的使用，提高设备的续航能力，因此，能够代替人工清理玻璃幕墙，避免高空作业发生危险，降低人工劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所提供的顶部视角立体结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的正面视角立体结构示意图；
图3是本发明实施例所提供的仰视结构示意图；
图4是本发明实施例所提供的下活动架顶部视角立体结构示意图；
图5是本发明实施例所提供的下活动架底部视角立体结构示意图；
图6是本发明实施例所提供的上活动架立体结构示意图；
图7是本发明实施例所提供的位移部分立体结构示意图；
图8是本发明实施例所提供的控制部分连接结构示意图；
图中：100.上活动架，110.安装架，120.上活动架吸盘调节杆，130.上活动架调节电机，140.短连接板，150.上活动架吸盘，160.位移电机安装槽，170.齿轮放置槽，180.上活动架吸盘连杆，190.安装盘，200.下活动架，210.旋转盘，220.导向槽，230.下活动架吸盘调节杆，240.长连接板，250.下活动架吸盘连杆，260.下活动架吸盘，270.毛刷，280.下活动架调节电机，290.定位孔，300.位移部分，310.弹簧，320.安装杆，330.电磁线圈，340.衔铁，350.齿轮，360.位移电机，400.齿条，500.清理电机，600.红外探头，700.气动部分，800.滑动连杆，810.电磁定位销，900.轴承，1000.控制部分，1010.中央处理模块，1020.位移检测模块，1030.气控模块，1040.电机控制模块，1050.状态显示模块，1060.信息传输模块。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解这些实施例是用于说明本发明而不是限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
如图1-图8所示，图1是本发明实施例所提供的顶部视角立体结构示意图，图2是本发明实施例所提供的正面视角立体结构示意图，图3是本发明实施例所提供的仰视结构示意图，图4是本发明实施例所提供的下活动架顶部视角立体结构示意图，图5是本发明实施例所提供的下活动架底部视角立体结构示意图，图6是本发明实施例所提供的上活动架立体结构示意图，图7是本发明实施例所提供的位移部分立体结构示意图，图8是本发明实施例所提供的控制部分连接结构示意图。
在一种具体实施例中，提供了一种智能玻璃清理机器人，包括上活动架100、下活动架200、位移部分300、齿条400、清理电机500、红外探头600、气动部分700、滑动连杆800、轴承900和控制部分1000，上活动架100包括安装架110、上活动架吸盘调节杆120、上活动架调节电机130、短连接板140、上活动架吸盘150、位移电机安装槽160、齿轮放置槽170、上活动架吸盘连杆180和安装盘190，安装架110中心位置安装有安装盘190，安装盘190的一侧设有齿轮放置槽170，齿轮放置槽170的一侧设有位移电机安装槽160，安装架110两端分别设有短连接板140，短连接板140中心位置安装有上活动架吸盘调节杆120，上活动架吸盘调节杆120的一端穿过安装架110与上活动架调节电机130相连接，所述的上活动架调节电机130固定在安装架110的底部，短连接板140的两端分别安装有上活动架吸盘连杆180，上活动架吸盘连杆180的一端穿过安装架110与上活动架吸盘150相连接；下活动架200包括旋转盘210、导向槽220、下活动架吸盘调节杆230、长连接板240、下活动架吸盘连杆250、下活动架吸盘260、毛刷270、下活动架调节电机280和定位孔290，旋转盘210中心位置设有导向槽220，导向槽220两侧分别安装有长连接板240，长连接板240中心位置安装有下活动架吸盘调节杆230，下活动架吸盘调节杆230的一端穿过旋转盘210与下活动架调节电机280相连接，所述的下活动架调节电机280固定在旋转盘210的底部，长连接板240上还安装有下活动架吸盘连杆250，所述的下活动架吸盘连杆250均匀排列设置在长连接板240上，下活动架吸盘连杆250穿过旋转盘210与下活动架吸盘260相连接，旋转盘210底部圆周处安装有毛刷270，旋转盘210底部设有定位孔290，所述的定位孔290设置在导向槽220与下活动架调节电机280之间；位移部分300包括弹簧310、安装杆320、电磁线圈330、衔铁340、齿轮350和位移电机360，位移电机360的输出轴端安装有齿轮350，位移电机360的两侧分别安装有衔铁340，衔铁340底部安装有电磁线圈330，电磁线圈330与衔铁340之间安装有弹簧310，安装杆320依次穿过衔铁340和电磁线圈330；滑动连杆800底部对称安装有电磁定位销810；控制部分1000包括中央处理模块1010、位移检测模块1020、气控模块1030、电机控制模块1040、状态显示模块1050和信息传输模块1060，所述的位移检测模块1020、气控模块1030、电机控制模块1040、状态显示模块1050和信息传输模块1060分别与中央处理模块1010相连接；安装盘190上安装有清理电机500，上活动架100的底部与下活动架200的顶部之间安装有轴承900，清理电机500的输出轴依次穿过上活动架100和轴承900与滑动连杆800相连接，滑动连杆800安装在导向槽220内，所述的滑动连杆800能够在导向槽220内滑动，滑动连杆800底部通过电磁定位销810与下活动架200相互固定；位移电机安装槽160内安装有位移部分300，所述的位移部分300通过安装杆320安装在上活动架100的顶部，齿轮350放置在齿轮放置槽170，下活动架200顶部的一侧安装有齿条400，所述的齿条400设置在齿轮放置槽170的正下方，齿轮350穿过齿轮放置槽170与齿条400相互啮合连接，上活动架100顶部安装有气动部分700和红外探头600；清理电机500、上活动架调节电机130、下活动架调节电机280和位移电机360分别与电机控制模块1040相连接，气动部分700与气控模块1030相连接，红外探头600与位移检测模块1020相连接。
作为优选的，所述的上活动架吸盘连杆180的顶端中心位置设有通孔结构，通孔结构与上活动架吸盘150相连通，气体能够通过通孔进入上活动架吸盘150。
作为优选的，所述的下活动架吸盘连杆250的顶端中心设有通孔结构，通孔结构与下活动架吸盘260相连连通，气体能够通过通孔进入下活动架吸盘260。
作为优选的，所述的上活动架吸盘连杆180的顶部和下活动架吸盘连杆250顶部分别安装有气管接头，气管接头通过橡胶软管与气动部分700相连接，因此，能够实现设备的控制。
作为优选的，所述的气动部分700由空气压缩机、蓄能罐和电磁换向阀组成。
作为优选的，所述的电磁换向阀为三位四通换向阀，当控制上活动架吸盘150吸附在幕墙玻璃上时，下活动架吸盘260与幕墙玻璃脱开；当下活动架吸盘260吸附在幕墙玻璃上时，上活动架吸盘150与幕墙玻璃脱开，因此，能够实现下活动架吸盘260与上活动架吸盘150交替工作，完成设备位移和玻璃清理的工作。
作为优选的，所述的电磁定位销810由电磁铁和插销组成，通过电磁铁能够控制插销的伸出或收缩，当插销伸出后能够与定位孔290进行配合连接，能够使下活动架200与滑动连杆800相互固定，清理电机500通过滑动连杆800带动下活动架200转动，插销能够防止下活动架200转动时在滑动连杆800上移动；当插销收缩后下活动架200与上活动架100之间能够相对运动，当下活动架200吸附在玻璃幕墙上后，上活动架100能够进行移动，移动一定距离后，上活动架100吸附在玻璃幕墙上，因此，设备能够连续完成玻璃清理和设备的位移。
作为优选的，所述的安装架110和旋转盘210均采用工程塑料制成，在满足强度要求的前提下能够降低设备的整体重量，能够使设备在玻璃幕墙上吸附的更加牢固。
作为优选的，所述的上活动架吸盘调节杆120与短连接板140之间采用螺旋副连接，下活动架吸盘调节杆230与长连接板240之间也采用螺旋副连接。
具体工作过程，首先，将设备与玻璃幕墙垂直放置，并且启动设备电源，中央处理模块1010读取设定好的程序指令，通过中央处理模块1010对信息的处理，并将处理后的指令信息分别传递给位移检测模块1020、气控模块1030和电机控制模块1040，位移检测模块1020首先控制红外探头600对设备将要行走的路径进行扫描，并且将扫描的信息传回位移检测模块1020，并且通过中央处理模块1010进行处理，保证设备能够通过自动或人工操控避开障碍，同时能够避免吸盘吸附在幕墙玻璃的连接处，然后，气控模块1030控制气动部分700工作，同时电机控制模块1040控制上活动架调节电机130转动，使上活动架吸盘150与幕墙玻璃表面接触，通过换向阀使上活动架吸盘150与气动部分700接通，并且气动部分700将上活动架吸盘150内的空气排出产生负压，使上活动架100通过上活动架吸盘150吸附在玻璃幕墙上，因此，整体设备通过上活动架吸盘150固定在玻璃幕墙上，电磁定位销810上的电磁铁通电，插销伸出，插销与定位孔290配合连接，使下活动架200与滑动连杆800相互固定，通过电机控制模块1040控制清理电机500转动，清理电机500通过滑动连杆800带动下活动架200转动，并通过旋转盘210底部安装的毛刷270对幕墙玻璃表面进行清理；当旋转盘210转动指定圈数后停止工作，电机控制模块1040控制下活动架调节电机280转动，使下活动架吸盘260与幕墙玻璃表面接触，同时通过换向阀使下活动架吸盘260与气动部分700接通，并且气动部分700将下活动架吸盘260内的空气排出产生负压，使下活动架200通过下活动架吸盘260吸附在玻璃幕墙上，并且通过换向阀使上活动架吸盘150与气动部分700再次接通，使气动部分700向上活动架吸盘150内输入空气，使上活动架吸盘150脱离玻璃幕墙表面，从而设备整体通过下活动架吸盘260固定在玻璃幕墙上，设备固定后，电磁线圈330通电吸附衔铁340，使位移电机360向下运动，使齿轮350与齿条400啮合，同时电磁定位销810上的电磁铁通电，使插销收缩，然后电机控制模块1040控制位移电机360转动，使上活动架100沿着导向槽220移动至下活动架200的一端，当上活动架100到达位置后，活动架100再次通过上活动架吸盘150吸附在玻璃幕墙上，活动架100固定后，下活动架吸盘260脱离玻璃幕墙，电机控制模块1040再次控制位移电机360转动，使插销与定位孔290再次配合连接，使下活动架200与滑动连杆800相互固定，电机控制模块1040控制清理电机500再次转动清理玻璃，因此，通过往复运动的形式实现玻璃幕墙的连续清理。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种智能玻璃清理机器人，包括上活动架、下活动架、位移部分、齿条、清理电机、红外探头、气动部分、滑动连杆、轴承和控制部分，其特征在于，上活动架包括安装架、上活动架吸盘调节杆、上活动架调节电机、短连接板、上活动架吸盘、位移电机安装槽、齿轮放置槽、上活动架吸盘连杆和安装盘，安装架中心位置安装有安装盘，安装盘的一侧设有齿轮放置槽，齿轮放置槽的一侧设有位移电机安装槽，安装架两端分别设有短连接板，短连接板中心位置安装有上活动架吸盘调节杆，上活动架吸盘调节杆的一端穿过安装架与上活动架调节电机相连接，所述的上活动架调节电机固定在安装架的底部，短连接板的两端分别安装有上活动架吸盘连杆，上活动架吸盘连杆的一端穿过安装架与上活动架吸盘相连接；下活动架包括旋转盘、导向槽、下活动架吸盘调节杆、长连接板、下活动架吸盘连杆、下活动架吸盘、毛刷、下活动架调节电机和定位孔，旋转盘中心位置设有导向槽，导向槽两侧分别安装有长连接板，长连接板中心位置安装有下活动架吸盘调节杆，下活动架吸盘调节杆的一端穿过旋转盘与下活动架调节电机相连接，所述的下活动架调节电机固定在旋转盘的底部，长连接板上还安装有下活动架吸盘连杆，所述的下活动架吸盘连杆均匀排列设置在长连接板上，下活动架吸盘连杆穿过旋转盘与下活动架吸盘相连接，旋转盘底部圆周处安装有毛刷，旋转盘底部设有定位孔，所述的定位孔设置在导向槽与下活动架调节电机之间；位移部分包括弹簧、安装杆、电磁线圈、衔铁、齿轮和位移电机，位移电机的输出轴端安装有齿轮，位移电机的两侧分别安装有衔铁，衔铁底部安装有电磁线圈，电磁线圈与衔铁之间安装有弹簧，安装杆依次穿过衔铁和电磁线圈；滑动连杆底部对称安装有电磁定位销；控制部分包括中央处理模块、位移检测模块、气控模块、电机控制模块、状态显示模块和信息传输模块，所述的位移检测模块、气控模块、电机控制模块、状态显示模块和信息传输模块分别与中央处理模块相连接；安装盘上安装有清理电机，上活动架的底部与下活动架的顶部之间安装有轴承，清理电机的输出轴依次穿过上活动架和轴承与滑动连杆相连接，滑动连杆安装在导向槽内，所述的滑动连杆能够在导向槽内滑动，滑动连杆底部通过电磁定位销与下活动架相互固定；位移电机安装槽内安装有位移部分，所述的位移部分通过安装杆安装在上活动架的顶部，齿轮放置在齿轮放置槽，下活动架顶部的一侧安装有齿条，所述的齿条设置在齿轮放置槽的正下方，齿轮穿过齿轮放置槽与齿条相互啮合连接，上活动架顶部安装有气动部分和红外探头；清理电机、上活动架调节电机、下活动架调节电机和位移电机分别与电机控制模块相连接，气动部分与气控模块相连接，红外探头与位移检测模块相连接。
2.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的上活动架吸盘连杆的顶端中心位置设有通孔结构，通孔结构与上活动架吸盘相连通。
3.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的下活动架吸盘连杆的顶端中心设有通孔结构，通孔结构与下活动架吸盘相连连通。
4.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的上活动架吸盘连杆的顶部和下活动架吸盘连杆顶部分别安装有气管接头，气管接头通过橡胶软管与气动部分相连接。
5.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的气动部分由空气压缩机、蓄能罐和电磁换向阀组成。
6.如权利要求5所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的电磁换向阀为三位四通换向阀。
7.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的电磁定位销由电磁铁和插销组成。
8.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的安装架和旋转盘均采用工程塑料制成。
9.如权利要求1所述的一种智能玻璃清理机器人，其特征在于，所述的上活动架吸盘调节杆与短连接板之间采用螺旋副连接，下活动架吸盘调节杆与长连接板之间也采用螺旋副连接。
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