CN107334418A - 一种遥控高空作业擦玻璃的机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，包括机身，机身四周均布连接有四个机臂，每个机臂的另一端均安装有电动螺旋桨，还包括有遥控器；机身的下部连接有转动机构，转动机构包括固定于机身的下部的转动限位座和与转动限位座铰接的转动连接杆，在转动连接杆的另一端固接有擦玻璃装置；机身的上部设有相机、电池模块、飞行控制模块、清洁控制模块和数据传输模块。本发明提供的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，能够通过地面人员的遥控将擦玻璃机器人安全准确地放置到高层建筑的玻璃窗上，避免了高空作业带来的人员伤亡，作业范围大，机动性强，清洁效果好，便于携带和操作，同时具有自我保护功能，即使高空坠落也不会受损。

Description

一种遥控高空作业擦玻璃的机器人
技术领域
本发明属于智能机器人技术领域，具体涉及一种遥控高空作业擦玻璃的机器人。
背景技术
现在商业建筑，居民住房中高层建筑越来越普遍，楼层高，清洁玻璃的难度越来越大，目前对高层建筑的玻璃窗的清洁办法主要还是依靠清洁工人搭乘吊篮利用简单的清洁工具来完成，，这种传统的清洁方式不仅劳动强度高，费时费力效率低，更主要是高空作业危险性极大，容易产生安全事故带来人员伤亡。
目前市面上出现了各种品牌的智能擦玻璃机器人(又名窗宝)，该类擦玻璃机器人虽然能够替代人工擦拭清洁玻璃、解放了人的双手，但是在使用过程中依然需要人工将该类擦玻璃机器人放置到待清洁的玻璃上，所以不适合用于清洁高层建筑的玻璃窗，且该类擦玻璃机器人一旦意外脱离玻璃窗而坠落就会摔碎损坏。
发明内容
鉴于上述诸多不足之处，本发明的目的在于提供一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，它将无人机技术应用于擦玻璃机器人上，能够通过地面人员的遥控将擦玻璃机器人安全准确地放置到高层建筑的玻璃窗上，同时即使意外高空坠落也不会受损。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，主要包括机身和遥控器；所述机身四周均布连接有四个机臂，每个所述机臂的另一端均安装有电动螺旋桨；
所述机身的下部连接有转动机构，所述转动机构包括固定于机身的下部的转动限位座和与转动限位座铰接的转动连接杆，在所述转动连接杆的另一端固接有擦玻璃装置；
所述机身的上部设有相机、电池模块、飞行控制模块、清洁控制模块和数据传输模块；
所述电池模块用于给所述电动螺旋桨、转动机构、相机、飞行控制模块、清洁控制模块和数据传输模块供电；
所述飞行控制模块用于接收地面的遥控器发出的指令、并将飞行参数和相机拍摄的画面通过数据传输模块传送给地面的遥控器；
所述清洁控制模块用于接收地面的遥控器发出的指令、控制转动机构的动作，所述清洁控制模块还用于自动控制擦玻璃装置的吸附、行走和清洁动作；
在所述的每个机臂上设有与所述电动螺旋桨的电机转子同轴线的防撞圈，所述防撞圈的上端面与下端面分别安装有透气的防撞罩，上下两个所述的防撞罩与所述防撞圈形成的空间用于容纳保护所述电动螺旋桨。
进一步地，所述转动限位座开有用于连接所述转动连接杆的容纳槽，形成上限位部和下限位部。
进一步地，所述擦玻璃装置的底部设有两组行走履带、一个吸附圆盘和一个清洁软垫，所述两组行走履带对称地分布在所述擦玻璃装置的底部两侧，所述吸附圆盘设在两组行走履带，所述清洁软垫设在所述擦玻璃装置的底部的一端。
进一步地，所述吸附圆盘上设有多个吸气孔，所述吸气孔圆周均布于吸附圆盘。
进一步地，所述清洁软垫为可拆卸式，通过魔术扣连接于所述擦玻璃装置的底部。
进一步地，在所述机身的上部的一端设有相机架，所述相机可转动地连接于该相机架。
进一步地，所述电池模块为可拆卸式，能够快速更换地安装于机身上。
进一步地，所述防撞罩与防撞圈采用轻质的弹性材料制成。
进一步地，所述遥控器的上部设有显示屏，下部设有按键、进退拨片、转向拨片、升降拨片和转动机构转动拨片。
进一步地，所述飞行控制模块中还设有重力加速度传感器、用于坠落时自动启动电动螺旋桨。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，将无人机技术巧妙应用于擦玻璃机器人上，能够通过地面人员的遥控将擦玻璃机器人安全准确地放置到高层建筑的玻璃窗上，避免了高空作业带来的人员伤亡，该设备作业范围大，机动性强，清洁效果好，便于携带和操作，同时设备具有自我保护功能，即使碰撞到异物或意外高空坠落也不会受损。
附图说明
图1为本发明实施例的遥控高空作业擦玻璃的机器人立体示意图一；
图2为本发明实施例的遥控高空作业擦玻璃的机器人立体示意图二；
图3为本发明实施例的遥控高空作业擦玻璃的机器人立体示意图三；
图4为本发明实施例的擦玻璃装置立体示意图；
图5为本发明实施例的遥控器立体示意图；
图6为本发明实施例的遥控高空作业擦玻璃的机器人工作状态图一；
图7为本发明实施例的遥控高空作业擦玻璃的机器人工作状态图二；
图8为本发明实施例的遥控高空作业擦玻璃的机器人工作状态图三。
附图标记：1机身、2机臂、3电动螺旋桨、4防撞圈、5防撞罩、6遥控器、7转动机构、8擦玻璃装置、9相机、11电池模块、12飞行控制模块、13清洁控制模块、14数据传输模块、61显示屏、62按键、63进退拨片、64转向拨片、65升降拨片、66转动机构转动拨片、71转动限位座、72转动连接杆、81行走履带、82吸附圆盘、83清洁软垫、711上限位部、712下限位部、821吸气孔、91相机架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明：
如图1、2所示，一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，包括机身1，机身1四周均布连接有四个机臂2，每个机臂2的另一端均安装有电动螺旋桨3，还包括有遥控器6；在机身1的下部连接有转动机构7，转动机构7包括固定于机身1的下部的转动限位座71和与转动限位座71铰接的转动连接杆72，在转动连接杆72的另一端固接有擦玻璃装置8；在机身1的上部设有相机9、电池模块11、飞行控制模块12、清洁控制模块13和数据传输模块14；电池模块11用于给电动螺旋桨3、转动机构6、相机9、飞行控制模块12、清洁控制模块13和数据传输模块14供电；飞行控制模块12用于接收地面的遥控器6发出的指令、并将飞行参数和相机9拍摄的画面通过数据传输模块14传送给地面的遥控器6，飞行控制模块12中还设有重力加速度传感器、用于坠落时自动启动电动螺旋桨3；清洁控制模块13用于接收地面的遥控器6发出的指令、控制转动机构7的动作，清洁控制模块13还储存有常规智能擦玻璃机器人的程序、用于自动控制擦玻璃装置8的吸附、行走和清洁动作。
具体地，如图2所示，转动限位座71开有用于连接转动连接杆72的容纳槽，形成上限位部711和下限位部712。这样，连接杆72在实现收放擦玻璃装置8后能够可靠定位，更加便于控制。
具体地，如图2、4所示，擦玻璃装置8的底部设有两组行走履带81、一个吸附圆盘82和一个清洁软垫83，两组行走履带81对称地分布在擦玻璃装置8的底部两侧，吸附圆盘82设在两组行走履带81，清洁软垫83设在擦玻璃装置8的底部的一端。
由于清洁软垫83使用一段时间后会变脏，继续用于清洁擦拭玻璃，清洁效果会大大降低，因此需要定期更换该清洁软垫83，作为改进清洁软垫83设计可拆卸式，通过魔术扣连接于擦玻璃装置8的底部，魔术扣连接方式能够使更换更加快捷方便。
为了使该遥控高空作业擦玻璃的机器人能够更加牢固地吸附于玻璃窗上，在吸附圆盘82上设有多个吸气孔821，吸气孔821圆周均布于吸附圆盘82，这样吸附圆盘82与玻璃窗之间能够形成更大的负压，且该真空吸力分布均匀，吸附更加稳定可靠。
为了得到更广阔视野的画面，便于精准控制，在机身1的上部的一端设有相机架91，相机9可转动地连接于该相机架91。
作为改进，在每个机臂2上设有与电动螺旋桨3的电机转子同轴线的防撞圈4，防撞圈4的上端面与下端面分别安装有透气的防撞罩5，上下两个的防撞罩10与防撞圈4形成的空间用于容纳保护电动螺旋桨3。这样电动螺旋桨3就被防撞罩5与防撞圈4保护在其中、而不会因为飞行过程中击打到墙壁等障碍物而变形或折断。
作为优选，防撞罩5与防撞圈4采用轻质的弹性材料制成，加上它们的结构圆滑，碰撞到障碍物后也能立即弹开，而不会受损。
目前市场上的擦玻璃的机器人都采用电源线供电，电源线的长度直接决定了擦窗机器人的工作范围，要想使擦窗机器人进行远距离作业就很困难，同时电源线过于冗长也不方便携带和操作。本发明的遥控高空作业擦玻璃的机器人为了克服上述问题，提高机动性，采用的供电模式为电池模块11供电，电池模块11为可拆卸式，能够快速更换地安装于机身1上。
作为具体的方案，遥控器6与本发明的遥控高空作业擦玻璃的机器人配套，如图5所示，在遥控器6的上部设有显示屏61，下部设有按键62、进退拨片63、转向拨片64、升降拨片65和转动机构转动拨片66，显示屏61用于显示该遥控高空作业擦玻璃的机器人的飞行参数(如GPS定位数据)以及相机9拍摄的画面，按键62用于输入指令或定位参数等操作，进退拨片63用于控制该遥控高空作业擦玻璃的机器人的前进后退，转向拨片64用于控制该遥控高空作业擦玻璃的机器人的左右转向，升降拨片65用于控制该遥控高空作业擦玻璃的机器人的上升下降，以满足按要求及时调整飞行姿态。
本发明的遥控高空作业擦玻璃的机器人的操作方法及工作原理如下：
(1)、作业人员到达待清洁玻璃窗的高层建筑的楼下地面处，将该遥控高空作业擦玻璃的机器人竖直放置在地面上，使用擦玻璃装置8的底部处于水平地面上；
(2)、作业人员操作遥控器6的进退拨片63、转向拨片64和升降拨片65，使该遥控高空作业擦玻璃的机器人飞行至高层建筑上的待清洁玻璃窗前，如图6所示，然后操控相机9拍摄，观察遥控器6上显示屏61上的实时拍摄画面，根据实时拍摄画面微调该遥控高空作业擦玻璃的机器人所处的位置，待达到适合擦玻璃装置8吸附的位置后，保存此刻的GPS定位数据，并使该遥控高空作业擦玻璃的机器人保持悬停状态；
(3)、作业人员操作遥控器6的转动机构转动拨片66，拨向“弯”档，转动机构7的转动连接杆72随即转动，离开转动限位座71的下限位部712向上限位部711方向转动，直至抵靠于上限位部711，然后一边观察遥控器6上显示屏61上的实时拍摄画面，一边操纵遥控器6的进退拨片63，控制遥控高空作业擦玻璃的机器人的擦玻璃装置8的清洁软垫83紧紧抵靠于玻璃上，达到如图7所示的状态；
(4)、作业人员操作遥控器6，通过按键打开“清洁模式”，擦玻璃装置8随机开始工作，产生的真空负压通过吸附圆盘82将该遥控高空作业擦玻璃的机器人稳定可靠地吸附于玻璃上，此时关闭“飞行模式”，清洁控制模块13控制行走履带81按照内置程序的运动轨迹进行运行，该内置程序与市面上常规擦玻璃机器人的内置程序完全相同，在行走履带81运行过程中，清洁软垫83紧压在玻璃上移动，实现清洁玻璃表面的功能。
(5)、当电池模块11的剩余电量达到警戒值时，遥控器6会自动报警，同时自动保存擦玻璃装置8中断运行时该设备的GPS定位数据，作业人员操作遥控器6，启动“返航模式”，从而回收该遥控高空作业擦玻璃的机器人，待将电池模块11更换完毕后，可以按照上述步骤(1)—(4)进行重新的擦玻璃作业，也可以调取上次中断运行时的GPS定位数据，使该遥控高空作业擦玻璃的机器人达到指定位置继续执行上次的擦玻璃作业。
在上述作业过程中，如图7所示，当擦玻璃装置8意外脱离玻璃表面时，飞行控制模块12中设置的重力加速度传感器会自动触发“飞行模式”，用于坠落时自动启动电动螺旋桨3，使该遥控高空作业擦玻璃的机器人保持悬停状态，避免设备坠落受损；当通过遥控器6上显示屏61上的实时拍摄画面观察到玻璃窗周边有凸出的异物时，可以通过操作遥控器6的转动机构转动拨片66，拨向“直”档，使转动机构7的转动连接杆72离开转动限位座71的上限位部711，向下限位部712方向转动，直至抵靠于下限位部712，如图8所示，这样能够避开窗框、墙壁等异物的阻挡。
本发明提供的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，将无人机技术巧妙应用于擦玻璃机器人上，能够通过地面人员的遥控将擦玻璃机器人安全准确地放置到高层建筑的玻璃窗上，避免了高空作业带来的人员伤亡，该设备作业范围大，机动性强，清洁效果好，便于携带和操作，同时设备具有自我保护功能，即使碰撞到异物或意外高空坠落也不会受损。
上述具体实施方式只是示例性的，是为了更好使本领域的技术人员能够理解和实施本发明，不能理解为是对本发明保护范围的限制。只要是基于本发明所揭示的精神所作的任何等同改变或修饰，均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，主要包括机身(1)和遥控器(6)；所述机身(1)四周均布连接有四个机臂(2)，每个所述机臂(2)的另一端均安装有电动螺旋桨(3)；
所述机身(1)的下部连接有转动机构(7)，所述转动机构(7)包括固定于机身(1)的下部的转动限位座(71)和与转动限位座(71)铰接的转动连接杆(72)，在所述转动连接杆(72)的另一端固接有擦玻璃装置(8)；
所述机身(1)的上部设有相机(9)、电池模块(11)、飞行控制模块(12)、清洁控制模块(13)和数据传输模块(14)；
所述电池模块(11)用于给所述电动螺旋桨(3)、转动机构(6)、相机(9)、飞行控制模块(12)、清洁控制模块(13)和数据传输模块(14)供电；
所述飞行控制模块(12)用于接收地面的遥控器(6)发出的指令、并将飞行参数和相机(9)拍摄的画面通过数据传输模块(14)传送给地面的遥控器(6)；
所述清洁控制模块(13)用于接收地面的遥控器(6)发出的指令、控制转动机构(7)的动作，所述清洁控制模块(13)还用于自动控制擦玻璃装置(8)的吸附、行走和清洁动作；
在所述的每个机臂(2)上设有与所述电动螺旋桨(3)的电机转子同轴线的防撞圈(4)，所述防撞圈(4)的上端面与下端面分别安装有透气的防撞罩(5)，上下两个所述的防撞罩(10)与所述防撞圈(4)形成的空间用于容纳保护所述电动螺旋桨(3)。
2.根据权利要求1所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述转动限位座(71)开有用于连接所述转动连接杆(72)的容纳槽，形成上限位部(711)和下限位部(712)。
3.根据权利要求1所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述擦玻璃装置(8)的底部设有两组行走履带(81)、一个吸附圆盘(82)和一个清洁软垫(83)，所述两组行走履带(81)对称地分布在所述擦玻璃装置(8)的底部两侧，所述吸附圆盘(82)设在两组行走履带(81)，所述清洁软垫(83)设在所述擦玻璃装置(8)的底部的一端。
4.根据权利要求3所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述吸附圆盘(82)上设有多个吸气孔(821)，所述吸气孔(821)圆周均布于吸附圆盘(82)。
5.根据权利要求3所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述清洁软垫(83)为可拆卸式，通过魔术扣连接于所述擦玻璃装置(8)的底部。
6.根据权利要求1所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，在所述机身(1)的上部的一端设有相机架(91)，所述相机(9)可转动地连接于该相机架(91)。
7.根据权利要求1所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述电池模块(11)为可拆卸式，安装于机身(1)上。
8.根据权利要求1所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述防撞罩(5)与防撞圈(4)采用轻质的弹性材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述遥控器(6)的上部设有显示屏(61)，下部设有按键(62)、进退拨片(63)、转向拨片(64)、升降拨片(65)和转动机构转动拨片(66)。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种遥控高空作业擦玻璃的机器人，其特征在于，所述飞行控制模块(12)中还设有重力加速度传感器、用于坠落时自动启动电动螺旋桨(3)。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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Application publication date: 20171110