CN107374492A - 基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人 - Google Patents
基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，擦窗机器人内机的驱动轮设置于内机外壳的底部，丝杆提升机构分别与内机永磁体和电机相连接；内机永磁体、电源模块和电机分别设置于内机外壳的内部，电源模块与电机相连接，电机带动驱动轮进行全方位运动；擦窗机器人外机的外机永磁体设置于外机外壳的内部，从动轮设置于外机外壳的底部，擦窗机器人外机通过外机永磁体与内机永磁体之间的磁作用力，伴随擦窗机器人内机进行随动同步运动。本发明将机器人与远程控制结合，设置通过永磁体吸附的内外机，实现窗内窗外同时清洁。通过永磁体内机对外机进行吸附，不会发生坠落的情况。本发明也可用于一般的需要双侧清洁的工作场所。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域的一种全方位移动家用擦窗机器人，具体涉及一种基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人。
背景技术
随着信息化时代的发展以及移动端如手机的快速发展，人们逐渐不满足于半自动或者身体力行的其他家务劳动，研发了如智能冰箱、智能电饭煲、智能空调、扫地机器人和擦窗机器人等自动化程度高的产品，能取代人们进行平时生活中大多数家务劳动。甚至连洗脸仪、自动牙刷等都层出不穷，大大改善了人们的生活水平和质量。很多产品已经携带蓝牙发射器和无线信号发生器，人们能通过自己的手机客户端很好地监控、操纵这些智能家居，人们在工作时都能操控家里的一些智能设备进行各种家务活动。
随着智能家居的普及，擦窗这一项劳动也越来越倾向于自动化的发展，擦窗机器人能有效地提高擦窗的效率和擦窗效果。目前，擦窗机器人尚属新新类别的家用电器，市面上的产品不多，部分带有一定的智能自动控制系统，且功能也较为局限。擦窗清洁机器人需要满足最基础的爬壁功能，经过几十年的发展，在国内外擦窗清洁机器人出现了各种功能各异，结构不同的设计。虽然应用于高层建筑中玻璃幕墙的爬壁机器人模型很多，但其中很多都不实用。原因是设计质量，体积，使用方式，实用性，适用性，效率，成本等都要存在一定缺陷，有待提高，所以没有变成家用型的产品。
公开号为CN 204467943实用新型专利是一种仿人机器人结构形式，采用吸盘吸附装置吸附在窗户上，其体积较大，成本较高，擦窗作业时存在较大的清洁死角。
公开号为CN 205197896实用新型专利通过负压腔实现吸附在玻璃窗户上，其吸附效果需要外接气源及电源进行工作，功耗较大。
公开号为CN 105193341发明专利是一种带水箱自清洁的擦窗机器人，其缺点在于只能一次清洁窗户一侧表面，效率较低，且水箱不具备循环回路，清洁液及清洁用水利用率较低。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
本发明针对普通家庭用户和商户对大型落地窗的清理问题，以及高层住户的窗户外侧的清理需求，提出了一款基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，包括擦窗机器人内机和擦窗机器人外机；其中：
所述擦窗机器人内机，包括：内机外壳、电源模块、电机、驱动轮、内机永磁体以及丝杆提升机构；所述驱动轮设置于内机外壳的底部，所述丝杆提升机构分别与内机永磁体和电机相连接；所述内机永磁体、电源模块和电机分别设置于内机外壳的内部，所述电源模块与电机相连接，所述电机带动驱动轮进行全方位运动；
所述擦窗机器人外机，包括：外机外壳、外机永磁体和从动轮，所述外机永磁体设置于外机外壳的内部，所述从动轮设置于外机外壳的底部，所述擦窗机器人外机通过外机永磁体与内机永磁体之间的磁作用力，伴随擦窗机器人内机进行随动同步运动。
优选地，所述丝杆提升机构包括：电机控制部件和丝杆，所述电机控制部件设置于内机外壳的顶部并与电机驱动连接，所述丝杆设置于内机永磁体的周边，并与内机永磁体相连接，所述电机与丝杆相连接，并带动丝杆转动提升内机永磁体。
优选地，所述电源模块采用无线充电模块。
优选地，所述擦窗机器人外机还包括电磁能量接收装置，无线充电模块将电量通过电磁能量接收装置装换成24V电压。
优选地，所述内机外壳和/或外机外壳呈长方体结构。
优选地，所述内机外壳的内部设有一层电路板夹层，所述电源模块和电机分别设置于电路板夹层内。
优选地，所述电机为4个。
优选地，所述从动轮采用4个万向轮。
优选地，所述擦窗机器人内机和/或擦窗机器人外机，还包括如下任意一个或任意多个部件：
-喷水结构，包括水箱、水管、水泵以及喷嘴；其中，所述水箱设置于内机外壳和/或外机外壳的内部，所述水管的内端通过水泵设置于水箱内，所述喷嘴设置于水管的外端端部，并位于内机外壳和/或外机外壳的底部；
-清洁布，所述清洁布可拆卸地粘贴于内机外壳和/或外机外壳的底部；
-刮条，所述刮条可拆卸地设置于内机外壳和/或外机外壳的底部边缘。
优选地，所述擦窗机器人内机和/或擦窗机器人外机，还包括如下任意一个或任意多个特征：
-所述刮条为4根，分别设置于内机外壳和/或外机外壳的底部的四个边缘；
-所述喷水结构的喷嘴设置于清洁布内。
优选地，所述喷水结构还包括压力传感器，所述压力传感器位于水箱内部。
优选地，丝杆提升机构的电机控制部件设置于内机外壳顶部的把手上。
本发明提供的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，
其内、外机，包含了永磁体，使内、外机相互吸附在内外窗两侧表面；
擦窗机器人内机由电源驱动四个电机带动驱动轮进行全方位运动；
擦窗机器人内机由电机驱动，外机则伴随内机进行随动同步运动；
电源模块采用无线充电模块，将电量通过内机传输到外机，外机具备电磁能量接收功能，并转换成24V电压用于雾气喷射等清洁工作；
清洁布通过魔术贴贴于内机和外机的底部；
水箱及清洁水输送装置位于内外机机构内部，为清洁布清洁过程进行喷水，提高清洁效率；
压力传感器位于水箱内部，实时监测喷洒出的水雾压力，保证喷水过程压力平稳；
内窗的清洁过程主要由湿润的清洁布来完成，内机四周均有清洁布，可拆卸清洗；外窗的清洁是先通过喷嘴喷出清洁液，再用清洁布来进行对外窗的擦拭；
丝杆提升机构，安装在内机永磁体周边，由电机带动丝杆转动，提升内机永磁体，使得内、外机之间磁力减小，实现内外机分离；
做为进一步改进，擦窗机器人外机跟随内机做随动运动，在机器人安装有四个万向轮，实现机器人外机伴随内机做全方位运动。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明针对普通家庭用户和商户对大型落地窗的清理问题，以及高层住户的窗户外侧的清理需求，将机器人与远程控制结合，设置通过永磁体吸附的内外机，实现窗内窗外同时清洁。通过永磁体，擦窗机器人内机对外机进行吸附，无论在有电或无电的情况下，外机都能紧紧与内机吸附，不会发生坠落的情况。内机具备玻璃面擦功能，外机具备玻璃面擦、挂和雾气喷射功能。雾气喷射能较好地针对外窗面进行清洁工作，提升工作效率。本发明具有贴合实际使用需求的使用针对性设计，为实际内外窗清洁自动化提供了一种较好的应用设计。本发明也可用于一般的需要双侧清洁的工作场所，具有一定的实际使用价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为擦窗机器人内机内部结构示意图
图2为擦窗机器人外机内部示意图
图3为擦窗机器人内外机相互吸附工作示意图
其中，1为丝杆提升结构，2为无线充电模块，3为永磁体，4为水箱，5为外机外壳，6为清洁布，7为内机外壳
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例提供了一种基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，包括擦窗机器人内机和擦窗机器人外机；其中：
所述擦窗机器人内机，包括：内机外壳、电源模块、电机、驱动轮、内机永磁体以及丝杆提升机构；所述驱动轮设置于内机外壳的底部，所述丝杆提升机构分别与内机永磁体和电机相连接；所述内机永磁体、电源模块和电机分别设置于内机外壳的内部，所述电源模块与电机相连接，所述电机带动驱动轮进行全方位运动；
所述擦窗机器人外机，包括：外机外壳、外机永磁体和从动轮，所述外机永磁体设置于外机外壳的内部，所述从动轮设置于外机外壳的底部，所述擦窗机器人外机通过外机永磁体与内机永磁体之间的磁作用力，伴随擦窗机器人内机进行随动同步运动。
进一步地，所述丝杆提升机构包括：电机控制部件和丝杆，所述电机控制部件设置于内机外壳的顶部并与电机驱动连接，所述丝杆设置于内机永磁体的周边，并与内机永磁体相连接，所述电机与丝杆相连接，并带动丝杆转动提升内机永磁体。
进一步地，所述电源模块采用无线充电模块。
进一步地，所述擦窗机器人外机还包括电磁能量接收装置，无线充电模块将电量通过电磁能量接收装置装换成24V电压。
进一步地，所述内机外壳和/或外机外壳呈长方体结构。
进一步地，所述内机外壳的内部设有一层电路板夹层(形成上位机安装区和下位机安装区)，所述电源模块和电机分别设置于电路板夹层内。
进一步地，所述电机为4个。
进一步地，所述从动轮采用4个万向轮。
进一步地，所述擦窗机器人内机和/或擦窗机器人外机，还包括如下任意一个或任意多个部件：
-喷水结构，包括水箱、水管、水泵以及喷嘴；其中，所述水箱设置于内机外壳和/或外机外壳的内部，所述水管的内端通过水泵设置于水箱内，所述喷嘴设置于水管的外端端部，并位于内机外壳和/或外机外壳的底部；
-清洁布，所述清洁布可拆卸地粘贴于内机外壳和/或外机外壳的底部；
-刮条，所述刮条可拆卸地设置于内机外壳和/或外机外壳的底部边缘。
进一步地，所述擦窗机器人内机和/或擦窗机器人外机，还包括如下任意一个或任意多个特征：
-所述刮条为4根，分别设置于内机外壳和/或外机外壳的底部的四个边缘；
-所述喷水结构的喷嘴设置于清洁布内。
进一步地，所述喷水结构还包括压力传感器，所述压力传感器位于水箱内部。
进一步地，丝杆提升机构的电机控制部件设置于内机外壳顶部的把手上。
本实施例中，主体包括内、外机外壳、把手、电机控制部件(如控制按钮)等。采用铝合金为外壳和把手的主体材料。
本实施例中，永磁体在保证小体积的前提下提供足够的磁力，铷铁硼作为永磁体材料，竖直安装在内外机的正中心。
本实施例中，针对窗内相对较为干净，清洁布与刮条的组合即可较好地清洁的一般使用条件。水箱喷水装置只安装在窗外。外机的喷嘴设计在清洁布的内部，在水管底部有多个细孔，通过水泵加压，清洁液从水箱进入水管，并通过细孔喷射于窗面，多余的清洁液经过循环重新进入水箱循环利用。在水箱的外表面，贴有聚四氟乙烯加热片，可以加热清洁液，使得清洁效果更好。
本实施例中，水箱内的压力传感器检测内部压强并喷射出均匀、适量的液体。
本实施例中，内外机由永磁体相互吸引而吸附于窗上，在擦窗完成时需要取下时，永磁体边上加装了丝杆提升机构，通过按钮控制电机转动带动丝杆的转动，提升永磁体，使得内外机的磁力减小，使用者能较为轻松的取下内外机。
本实施例中，选取紧凑梭织结构的高纤维抹布为本设计的清洁布，在使用前进行湿润即可使用。刮条则为橡胶材质，在清洁布擦拭之后，用刮条能将残余液体刮走，更好的洁净窗面。
在本实施中：
所述擦窗机器人内外机，分别附着在窗户内外侧，分别对窗户内外侧进行清洁；
所述永磁体分别位于擦窗机器人内外机内部，使得擦窗机器人内外机相互吸引，吸附于窗户两侧；
所述无线充电模块位于擦窗机器人外机，电源直接提供内机供电，由无限充电模块供给外机工作；
所述清洁布与刮条选取紧凑梭织结构的高纤维抹布为本设计的清洁布，通过魔术贴贴于内机和外机的底部。在使用前进行湿润即可使用。刮条则为橡胶材质，在清洁布擦拭之后，用刮条能将残余液体刮走，更好的洁净窗面；
水箱及清洁水输送装置，位于擦窗机器人内外两侧，分别为清洁布提供喷水功能，同时输送装置可以将多余用水循环利用；
所述压力传感器位于水箱内部，检测水箱内部压强并喷射出均匀、适量的液体；
所述丝杆提升机构用于将永磁体吸附的内外机分离，在开始使用擦窗机器人时可以分别将吸附在一起的内外机分离分别放置在窗户内外两侧；
所述上位机安装区及下位机安装区，位于内机外壳内部，设置了一层专门安放上位机、下位机等相关电路板夹层；
内外机器人均呈长方体形状结构；
永磁体安装在机器人内机及外机与窗户接触的底部；
丝杆提升机构由电机驱动，通过机器人外壳上按钮驱动电机转动，带动丝杆转动使得内外机之间距离增大，实现内外机分离。
本实施例提供的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，擦窗机器人内外机的外壳包裹机器人内外机，并为其余功能模块提供安装位置；电源模块(可分为动力电源及控制电源)通过电线与内机相连，内机在内窗上进行平动，外机则通过永磁体与内机相互吸引而进行随动；无线充电模块将电量通过内机传输到外机；内机四周均有清洁布，可拆卸清洗；水箱及清洁水输送装置为擦窗机器人外机提供外窗清洁辅助，用于储存清洁液以及循环利用多余的清洁液，水箱外表面贴有加热片，用于加热清洁液；压力传感器位于水箱内部，用于检测水箱内部压力使得喷出液体均匀适量；丝杆提升机构通过丝杆的转动，提升永磁体，分离内外机。本实施例针对普通家庭用户和商户对大型落地窗的清理问题，以及高层住户的窗户外侧的清理需求，将机器人与远程控制结合，设置通过永磁体吸附的内外机，实现窗内窗外同时清洁。通过永磁体，擦窗机器人内机对外机进行吸附，无论在有电或无电的情况下，外机都能紧紧与内机吸附，不会发生坠落的情况。内机具备玻璃面擦功能，外机具备玻璃面擦、挂和雾气喷射功能。雾气喷射能较好地针对外窗面进行清洁工作，提升工作效率。本实施例具有贴合实际使用需求的使用针对性设计，为实际内外窗清洁自动化提供了一种较好的应用设计。本实施例也可用于一般的需要双侧清洁的工作场所，具有一定的实际使用价值。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (10)
1.一种基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，包括擦窗机器人内机和擦窗机器人外机；其中：
所述擦窗机器人内机，包括：内机外壳、电源模块、电机、驱动轮、内机永磁体以及丝杆提升机构；所述驱动轮设置于内机外壳的底部，所述丝杆提升机构分别与内机永磁体和电机相连接；所述内机永磁体、电源模块和电机分别设置于内机外壳的内部，所述电源模块与电机相连接，所述电机带动驱动轮进行全方位运动；
所述擦窗机器人外机，包括：外机外壳、外机永磁体和从动轮，所述外机永磁体设置于外机外壳的内部，所述从动轮设置于外机外壳的底部，所述擦窗机器人外机通过外机永磁体与内机永磁体之间的磁作用力，伴随擦窗机器人内机进行随动同步运动。
2.根据权利要求1所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述丝杆提升机构包括：电机控制部件和丝杆，所述电机控制部件设置于内机外壳的顶部并与电机驱动连接，所述丝杆设置于内机永磁体的周边，并与内机永磁体相连接，所述电机与丝杆相连接，并带动丝杆转动提升内机永磁体。
3.根据权利要求1所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述电源模块采用无线充电模块。
4.根据权利要求3所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述擦窗机器人外机还包括电磁能量接收装置，无线充电模块将电量通过电磁能量接收装置装换成24V电压。
5.根据权利要求1所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述内机外壳和/或外机外壳呈长方体结构；内机外壳和/或外机外壳的顶部设有把手。
6.根据权利要求1所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述内机外壳的内部设有一层电路板夹层，所述电源模块和电机分别设置于电路板夹层内。
7.根据权利要求1所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述电机为4个。
8.根据权利要求1所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述从动轮采用4个万向轮。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述擦窗机器人内机和/或擦窗机器人外机，还包括如下任意一个或任意多个部件：
-喷水结构，包括水箱、水管、水泵以及喷嘴；其中，所述水箱设置于内机外壳和/或外机外壳的内部，所述水管的内端通过水泵设置于水箱内，所述喷嘴设置于水管的外端端部，并位于内机外壳和/或外机外壳的底部；
-清洁布，所述清洁布可拆卸地粘贴于内机外壳和/或外机外壳的底部；
-刮条，所述刮条可拆卸地设置于内机外壳和/或外机外壳的底部边缘。
10.根据权利要求9所述的基于非接触永磁吸附的全方位移动家用擦窗机器人，其特征在于，所述擦窗机器人内机和/或擦窗机器人外机，还包括如下任意一个或任意多个特征：
-所述刮条为4根，分别设置于内机外壳和/或外机外壳的底部的四个边缘；
-所述喷水结构的喷嘴设置于清洁布内。
-所述喷水结构还包括压力传感器，所述压力传感器位于水箱内部；
-丝杆提升机构的电机控制部件设置于内机外壳顶部的把手上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171124 |