CN106618358A - 一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，清洁触头组件包括第一清洁触头、第二清洁触头和伺服电机，第一清洁触头和第二清洁触头呈左右对称结构位于壳体底部，第一清洁触头和第二清洁触头分别与伺服电机连接；壳体底部设置有供第二伸缩旋转吸盘机构前后滑动的滑道，第一伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸的活塞端连接，第二伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸的缸体外端连接，旋转电机与齿轮组连接，齿轮组分别与第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构连接；远程PC端与控制芯片无线连接，通过远程控制所述机器人的动作。本发明智能化程度高，操作简单方便，在擦玻璃过程中无须人工干预，即使遇到窗户框也能轻松越过，工作效率高，大大减轻了工作劳动强度。

Description

一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人
技术领域
本发明属于智能机器人领域，具体涉及一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人。
背景技术
随着经济的高速发展，人们的生活水平普遍提高，所以人们对日常生活设备的要求也向智能化、自动化和方便化发展。
目前，擦玻璃机器人只能在一块玻璃上完成擦洗的工作，当对大面积建筑平面上的多块玻璃进行擦洗时，由于不同玻璃之间有窗户框隔离，普通的擦玻璃机器人无法完成翻越窗户框去擦洗另一块玻璃的任务，需要人为移动擦玻璃机器人至下一块玻璃，以完成擦洗全部玻璃的工作，但在部分高空作业过程中，人为移动擦玻璃机器人的工作较为复杂，也会带来一定程度的危险，耗费人力物力，为擦洗工作带来不便，在一定程度上减缓了工作速度，降低了工作效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人。本发明智能化程度高，操作简单方便，在擦玻璃过程中无须人工干预，即使遇到窗户框也能轻松越过，工作效率高，大大减轻了工作劳动强度。
本发明采用的技术方案：
一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，它包括清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构、污水自吸净化机构、刮片条、控制芯片、广角摄像头、电池模块、红外接收端、远程PC端和壳体，所述清洁触头组件包括第一清洁触头、第二清洁触头和伺服电机，第一清洁触头和第二清洁触头呈左右对称结构位于壳体底部，第一清洁触头和第二清洁触头分别与伺服电机连接，用于带动第一清洁触头和第二清洁触头转动；
所述自移式吸盘组件包括第一伸缩旋转吸盘机构、第二伸缩旋转吸盘机构、电动伸缩缸、齿轮组和旋转电机，其中，第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构一前一后位于壳体底部的中部位置，壳体底部设置有供第二伸缩旋转吸盘机构前后滑动的滑道，第一伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸的活塞端连接，第二伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸的缸体外端连接，旋转电机与齿轮组连接，齿轮组分别与第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构连接，通过旋转电机带动齿轮正反旋转，进而通过第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构带动所述机器人进行位置移动；
所述水气化喷洒机构包括储水箱、水加热气化器、第一负压泵、第一喷头、第二喷头和连接管路，其中，储水箱固定在壳体上，水加热气化器与储水箱一侧通过连接管路连接，第一负压泵与水加热气化器通过连接管路，第一负压泵分别与第一喷头和第二喷头通过连接管路连接，第一喷头和第二喷头分别固定在壳体底部的前端的两个拐角处，且第一喷头和第二喷头均伸出在壳体外部；
污水自吸净化机构包括一条形吸排、连接管路、抽吸泵和污水过滤器，其中，条形吸排固定在壳体底部位于第一清洁触头和第二清洁触头的前面，条形吸排伸出在壳体底部外，条形吸排与连接管路连接，连接管路与抽吸泵连接，抽吸泵与污水过滤器通过连接管路连接，污水过滤器通过连接管路与所述水箱连通；
所述刮片条为一长条形结构，所述刮片条位于壳体底部的前端边缘处，且与所述玻璃接触，刮片条宽度与壳体的宽度相同，广角摄像头固定在壳体外部前端的顶部，电池模块和控制芯片固定在壳体内部，红外接收端固定在壳体的后侧，其中，广角摄像头、红外接收端、清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构和污水自吸净化机构均与电池模块连接；控制芯片分别与红外接收端、广角摄像头、清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构和污水自吸净化机构连接；
远程PC端与控制芯片无线连接，通过远程控制所述机器人的动作。
进一步地，所述第一清洁触头和第二清洁触头的结构相同，其结构由清洁刷、底盘、连接壳、连接块、出水头和旋转轴组成，其中，底盘上均匀开设有数个出水头，清洁刷与底盘连接，底盘的中部与连接块连接，连接块通过旋转轴与伺服电机连接，底盘可旋转地固定在连接壳上，过伺服电机带动底盘底部的清洁刷旋转；其中，连接壳的内部设置有一容水腔，容水腔与所述出水头连通，所述容水腔与储水箱连接。
进一步地，包括第二负压泵，容水腔通过管路与第二负压泵连接，第二负压泵与水加热气化器连接，水加热气化器与储水箱连接。
进一步地，所述第一伸缩旋转吸盘机构由第一吸盘和第一伸缩缸组成，第二伸缩旋转吸盘机构由第二吸盘和第二伸缩缸组成，齿轮组由第一扇形齿轮和第二扇形齿轮组成，其中，第一伸缩缸与底盘固定连接，第二伸缩缸相对于底盘滑动连接；第一吸盘与第一伸缩缸的活塞端连接，第一伸缩缸的缸体端与电动伸缩缸的活塞端连接，第二吸盘与第二伸缩缸的活塞端连接，第二伸缩缸的缸体端与电动伸缩缸的缸体端连接；第一伸缩缸的缸体顶端固定有第一扇形齿轮，第一扇形齿轮与第一伸缩缸的缸体端没有相对转动，第二伸缩缸的缸体顶端固定有第二扇形齿轮，第二扇形齿轮相对于第二伸缩缸的缸体可转动，第二扇形齿轮与旋转电机的转动轴连接为一体，第二扇形齿轮与旋转电机的转动轴没有相对转动。
进一步地，储水箱上设置有加水口，所述加水口与壳体上部连接。
进一步地，所述壳体上设置有充电插接口和边缘触碰传感器，所述充电插接口与电池模块连接，在壳体的四角处固定有边缘触碰传感器，防止发生脱离玻璃界面和碰到硬物，边缘触碰传感器与控制芯片和电池模块连接。
进一步地，包括一开关，所述开关安装壳体上，并与控制芯片连接，开关与电池模块连接，所述控制芯片上设置有一记忆模块。
进一步地，包括一把手，所述把手固定在壳体上部。
进一步地，条形吸排在宽度方向上的中部为直的结构，两端分别为环绕第一喷头和第二喷头的弧形结构。
进一步地，还包括一安全绳，所述安全绳一端与楼顶固定，另一端与壳体固定。
本发明与现有技术相比其有益效果是：本发明的结构内设置有水箱，两个清洁触头对玻璃清洁时，可以自动供给水源，同时本发明的水加热气化器可对水箱内部的水进行雾化，大大节省了用水量，同时加热雾化后的水带有一定温度能快速地对玻璃上的污渍进行清除；考虑到在玻璃直角处污渍不便于清理，本发明通过在机器人的拐角处增加了两个雾气喷头，解决了玻璃直角处清洁的问题；当清洗完一块玻璃后，换下一块玻璃时，如遇到窗杠，本发明的自移式吸盘组件可通过控制伸缩缸的伸缩和推移，便可轻松跨越障碍；本发明的机器人通过控制自移式吸盘组件可完成旋转、前进、后退一系列动作；本发明的污水自吸净化机构可对清洗完玻璃的污水进行吸收、处理净化和重利用；本发明机器人顶部的摄像头能全方位观察到玻璃的全貌，方便远程PC端监控和控制；本发明的电池模块可为机器人运行提供电源。
附图说明
图1为本发明的底部结构示意图；
图2为本发明的机器人从图1的A-A剖面线剖开后的剖视图；
图3为第一清洁触头和第二清洁触头的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2，一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，它包括清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构、污水自吸净化机构、橡胶质的刮片条1、控制芯片2、广角摄像头3、电池模块4、红外接收端5、远程PC端6、开关7、把手8、安全绳9、边缘触碰传感器和壳体10，所述控制芯片上设置有一记忆模块41。所述清洁触头组件包括第一清洁触头、第二清洁触头和伺服电机11，第一清洁触头和第二清洁触头呈左右对称结构位于壳体10底部，第一清洁触头和第二清洁触头分别与伺服电机11连接，用于带动第一清洁触头和第二清洁触头转动；
所述自移式吸盘组件包括第一伸缩旋转吸盘机构、第二伸缩旋转吸盘机构、电动伸缩缸12、齿轮组和旋转电机13，其中，第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构一前一后位于壳体10底部的中部位置，壳体10底部设置有供第二伸缩旋转吸盘机构前后滑动的滑道14，第一伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸12的活塞端连接，第二伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸12的缸体外端连接，旋转电机13与齿轮组连接，齿轮组分别与第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构连接，通过旋转电机13带动齿轮正反旋转，进而通过第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构带动所述机器人进行位置移动；
所述水气化喷洒机构包括储水箱15、水加热气化器16、第一负压泵17、第一喷头18、第二喷头19和连接管路，其中，储水箱15固定在壳体10上，水加热气化器16与储水箱15一侧通过连接管路连接，第一负压泵17与水加热气化器16通过连接管路，第一负压泵17分别与第一喷头18和第二喷头19通过连接管路连接，第一喷头18和第二喷头19分别固定在壳体10底部的前端的两个拐角处，且第一喷头18和第二喷头19均伸出在壳体10外部；
污水自吸净化机构包括一条形吸排20、连接管路、抽吸泵21和污水过滤器22，其中，条形吸排20固定在壳体10底部位于第一清洁触头和第二清洁触头的前面，条形吸排20伸出在壳体10底部外，条形吸排20与连接管路连接，连接管路与抽吸泵21连接，抽吸泵21与污水过滤器22通过连接管路连接，污水过滤器22通过连接管路与所述储水箱15连通；
所述刮片条1为一长条形结构，所述刮片条1位于壳体10底部的前端边缘处，且与所述玻璃接触，刮片条1宽度与壳体10的宽度相同，广角摄像头3固定在壳体10外部前端的顶部，电池模块4和控制芯片2固定在壳体10内部，红外接收端5固定在壳体10的后侧，其中，广角摄像头3、红外接收端5、清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构和污水自吸净化机构均与电池模块4连接；控制芯片2分别与红外接收端5、广角摄像头3、清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构和污水自吸净化机构连接；远程PC端6与控制芯片2无线连接，通过远程控制所述机器人的动作。
如图3，所述第一清洁触头和第二清洁触头的结构相同，其结构由清洁刷23、底盘24、连接壳25、连接块26、出水头27、第二负压泵28和旋转轴29组成，其中，底盘24上均匀开设有数个出水头27，清洁刷23与底盘24连接，底盘24的中部与连接块26连接，连接块26通过旋转轴29与伺服电机11连接，底盘24可旋转地固定在连接壳25上，过伺服电机11带动底盘24底部的清洁刷23旋转；其中，连接壳25的内部设置有一容水腔30，容水腔30与所述出水头27连通，所述容水腔30与储水箱15连接。容水腔30通过管路与第二负压泵28连接，第二负压泵28与水加热气化器16连接，水加热气化器16与储水箱15连接。
所述第一伸缩旋转吸盘机构由第一吸盘31和第一伸缩缸32组成，第二伸缩旋转吸盘机构由第二吸盘33和第二伸缩缸34组成，齿轮组由第一扇形齿轮35和第二扇形齿轮36组成，其中，第一伸缩缸32与底盘24固定连接，第二伸缩34缸相对于底盘24滑动连接；第一吸盘31与第一伸缩缸32的活塞端连接，第一伸缩缸32的缸体端与电动伸缩缸12的活塞端连接，第二吸盘33与第二伸缩缸34的活塞端连接，第二伸缩缸34的缸体端与电动伸缩缸12的缸体端连接；第一伸缩缸32的缸体顶端固定有第一扇形齿轮35，第一扇形齿轮35与第一伸缩缸32的缸体端没有相对转动，第二伸缩缸34的缸体顶端固定有第二扇形齿轮36，第二扇形齿轮36相对于第二伸缩缸34的缸体可转动，第二扇形齿轮36与旋转电机13的转动轴连接为一体，第二扇形齿轮36与旋转电机13的转动轴没有相对转动。
另外本发明的储水箱15上设置有加水口37，所述加水口37与壳体10上部连接。所述壳体10上设置有充电插接口38和边缘触碰传感器40，所述充电插接口38与电池模块4连接，在壳体10的四角处固定有边缘触碰传感器40，防止发生脱离玻璃界面和碰到硬物，边缘触碰传感器40与控制芯片2和电池模块4连接。所述开关7安装壳体10上，并与控制芯片2连接，开关7与电池模块4连接。所述把手8固定在壳体10上部。条形吸排20在宽度方向上的中部为直的结构，两端分别为环绕第一喷头18和第二喷头19的弧形结构39。所述安全绳9一端与楼顶固定，另一端与壳体10固定。
使用方法：使用时，先将本发明的机器人放置在需要擦洗的玻璃的一角处，然后将开关打开，机器人通电吸附在玻璃上，然后机器人会按照控制芯片上预设的程序开始清洁工作，机器人先开始以直线路线移动，当移动到最下端时边缘触碰传感器发出预警信号，然后通过控制远程PC端或机器人会按控制芯片上预设的程度，进行旋转一定角度，依次对玻璃进行清洁。当机器人完成一块玻璃的清洁任务时，控制芯片上的记忆模块可自动进行存储记忆，当清洁下一块玻璃时，按照控制芯片的命令重复相同的执行动作。当清洁完一块玻璃后，如有窗杠需要跨域时，通过控制远程PC端，通过自移式吸盘组件的动作顺序完成跨越动作，使用相同方法对下一块玻璃进行清洁。
工作原理：工作时，机器人吸附在玻璃上可接受控制芯片或远程PC端的控制。当清洗的玻璃规格相同时，通过控制芯片进行控制；当清洗玻璃规格大小不一时，通过远程PC端进行控制。工作时，水加热气化器对水进行加热变成气化的水蒸气，再通过负压泵的作用下，提高了水压，水蒸气一路通向第一喷头和第二喷头，另一路通向快速旋转的第一清洁触头和第二清洁触头内部，利用热的蒸气对污渍进行有效的清除，在第一清洁触头和第二清洁触头清洁的同时，污水自吸净化机构对清洁后的污水进行吸收和净化后，回流到储水箱内。在第一清洁触头和第二清洁触头清洁过的地方，再经过刮片条，玻璃清洁光亮。
当机器人前后移动时，第一吸盘吸住玻璃，第二吸盘松开，通过控制电动伸缩缸将第二伸缩缸进行推移，第二伸缩缸带动第二吸盘在底盘下部的滑道推移，推移完成后，再控制第二吸盘吸住玻璃，第一吸盘松开，通过控制电动伸缩缸将第二伸缩缸进行收缩，第一伸缩缸带动第一吸盘和机器人壳体收缩回位，完成前后推移动作；
当机器人旋转时，第二吸盘吸住玻璃，第一吸盘松开，通过旋转电机带动第二扇形齿轮转动，第一扇形齿轮与第二扇形齿轮啮合，所以第一扇形齿轮带动第一伸缩缸和壳体一起转动，完成旋转动作；
当机器人跨越时，其中第一吸盘吸住一侧玻璃，第一伸缩缸的活塞端伸出，再将机器人旋转一定角度跨过障碍，通过控制第二伸缩缸的活塞端伸出，再将第二吸盘吸在另一块玻璃上，将第一吸盘松开，第一伸缩缸的活塞端收回，再控制机器人旋转一定角度，完成跨越动作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的设计构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，它包括清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构、污水自吸净化机构、刮片条、控制芯片、广角摄像头、电池模块、红外接收端、远程PC端和壳体，其特征在于，所述清洁触头组件包括第一清洁触头、第二清洁触头和伺服电机，第一清洁触头和第二清洁触头呈左右对称结构位于壳体底部，第一清洁触头和第二清洁触头分别与伺服电机连接，用于带动第一清洁触头和第二清洁触头转动；
所述自移式吸盘组件包括第一伸缩旋转吸盘机构、第二伸缩旋转吸盘机构、电动伸缩缸、齿轮组和旋转电机，其中，第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构一前一后位于壳体底部的中部位置，壳体底部设置有供第二伸缩旋转吸盘机构前后滑动的滑道，第一伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸的活塞端连接，第二伸缩旋转吸盘机构与电动伸缩缸的缸体外端连接，旋转电机与齿轮组连接，齿轮组分别与第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构连接，通过旋转电机带动齿轮正反旋转，进而通过第一伸缩旋转吸盘机构和第二伸缩旋转吸盘机构带动所述机器人进行位置移动；
所述水气化喷洒机构包括储水箱、水加热气化器、第一负压泵、第一喷头、第二喷头和连接管路，其中，储水箱固定在壳体上，水加热气化器与储水箱一侧通过连接管路连接，第一负压泵与水加热气化器通过连接管路，第一负压泵分别与第一喷头和第二喷头通过连接管路连接，第一喷头和第二喷头分别固定在壳体底部的前端的两个拐角处，且第一喷头和第二喷头均伸出在壳体外部；
污水自吸净化机构包括一条形吸排、连接管路、抽吸泵和污水过滤器，其中，条形吸排固定在壳体底部位于第一清洁触头和第二清洁触头的前面，条形吸排伸出在壳体底部外，条形吸排与连接管路连接，连接管路与抽吸泵连接，抽吸泵与污水过滤器通过连接管路连接，污水过滤器通过连接管路与所述水箱连通；
所述刮片条为一长条形结构，所述刮片条位于壳体底部的前端边缘处，且与所述玻璃接触，刮片条宽度与壳体的宽度相同，广角摄像头固定在壳体外部前端的顶部，电池模块和控制芯片固定在壳体内部，红外接收端固定在壳体的后侧，其中，广角摄像头、红外接收端、清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构和污水自吸净化机构均与电池模块连接；控制芯片分别与红外接收端、广角摄像头、清洁触头组件、自移式吸盘组件、水气化喷洒机构和污水自吸净化机构连接；
远程PC端与控制芯片无线连接，通过远程控制所述机器人的动作。
2.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，所述第一清洁触头和第二清洁触头的结构相同，其结构由清洁刷、底盘、连接壳、连接块、出水头和旋转轴组成，其中，底盘上均匀开设有数个出水头，清洁刷与底盘连接，底盘的中部与连接块连接，连接块通过旋转轴与伺服电机连接，底盘可旋转地固定在连接壳上，过伺服电机带动底盘底部的清洁刷旋转；其中，连接壳的内部设置有一容水腔，容水腔与所述出水头连通，所述容水腔与储水箱连接。
3.根据权利要求2所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，包括第二负压泵，容水腔通过管路与第二负压泵连接，第二负压泵与水加热气化器连接，水加热气化器与储水箱连接。
4.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，所述第一伸缩旋转吸盘机构由第一吸盘和第一伸缩缸组成，第二伸缩旋转吸盘机构由第二吸盘和第二伸缩缸组成，齿轮组由第一扇形齿轮和第二扇形齿轮组成，其中，第一伸缩缸与底盘固定连接，第二伸缩缸相对于底盘滑动连接；第一吸盘与第一伸缩缸的活塞端连接，第一伸缩缸的缸体端与电动伸缩缸的活塞端连接，第二吸盘与第二伸缩缸的活塞端连接，第二伸缩缸的缸体端与电动伸缩缸的缸体端连接；第一伸缩缸的缸体顶端固定有第一扇形齿轮，第一扇形齿轮与第一伸缩缸的缸体端没有相对转动，第二伸缩缸的缸体顶端固定有第二扇形齿轮，第二扇形齿轮相对于第二伸缩缸的缸体可转动，第二扇形齿轮与旋转电机的转动轴连接为一体，第二扇形齿轮与旋转电机的转动轴没有相对转动。
5.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，储水箱上设置有加水口，所述加水口与壳体上部连接。
6.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，所述壳体上设置有充电插接口和边缘触碰传感器，所述充电插接口与电池模块连接，在壳体的四角处固定有边缘触碰传感器，防止发生脱离玻璃界面和碰到硬物，边缘触碰传感器与控制芯片和电池模块连接。
7.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，包括一开关，所述开关安装壳体上，并与控制芯片连接，开关与电池模块连接；所述控制芯片上设置有一记忆模块。
8.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，包括一把手，所述把手固定在壳体上部。
9.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，条形吸排在宽度方向上的中部为直的结构，两端分别为环绕第一喷头和第二喷头的弧形结构。
10.根据权利要求1所述的一种自吸干、循环、长效全智能擦玻璃机器人，其特征在于，还包括一安全绳，所述安全绳一端与楼顶固定，另一端与壳体固定。
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