CN107471224B - 一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手 - Google Patents

一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，包括底板、升降机构、连接单元、清洗机构和收缩机构，清洗机构包括第一气管、第二气管、气泵、驱动单元和两个清洗单元，清洗单元包括第一气缸、第一活塞、第二气缸、第二活塞、伸缩单元和清洗板，伸缩单元包括第四电机、第四驱动轴和套管，该基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手在清洗机构中，通过第一活塞和第二活塞带动清洗板平移，并利用升降机构实现清洗机构的升降，使设备能对不同尺寸的玻璃清洗，清洗过程中，通过伸缩单元使清洗板紧贴玻璃，保证清洗效果，不仅如此，由于通过两个清洗单元分别对玻璃的正反两面清洗，进而加快了该机械设备的清洗效率，从而大大提高了实用性。

Description

一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手
技术领域
本发明涉及智能机械设备领域，特别涉及一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手。
背景技术
随着科学的进步发展，各类智能机械设备广泛地应用于人们的生活工作中，代替人们执行相应的操作，大量地节省了人力资源成本，特别是执行一些具有危险性的操作时，智能机械设备代替人们执行工作还保障了人们的人身安全。
在现有的智能机械设备中，有部分是用来对高层建筑的玻璃进行清洗，这些清洗设备虽然能够完成清洗工作，但是清洗过程中大都要执行两次操作，依次对玻璃内侧清洗，另一次对玻璃外侧清洗，由于操作分两步进行，因而使得这些机械设备的清洗效率低下，不仅如此，由于各种玻璃的尺寸包括长、宽、高均不一致，导致这些机械设备的适用范围十分有限，仅能清洗特定尺寸范围内的玻璃，致使现有的玻璃清洗机械设备实用性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，包括底板、升降机构、连接单元、清洗机构和收缩机构，所述升降机构固定在底板上，所述收缩机构设置在升降机构的顶部，所述升降机构包括第一电机、支柱、第一连杆、第二连杆和滑环，所述第一电机固定在底板上且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与滑环铰接，所述滑环套设在支柱上，所述支柱的底端固定在第一电机上；
所述清洗机构包括第一气管、第二气管、气泵、驱动单元和两个清洗单元，两个所述清洗单元分别设置在第一气管的两侧，两个所述清洗单元中，其中一个清洗单元通过连接单元与滑环连接且与气泵连接，所述驱动单元与清洗单元传动连接；
所述清洗单元包括第一气缸、第一活塞、第二气缸、第二活塞、伸缩单元和清洗板，所述第一气缸与第一气管连通，所述第二气缸与第二气管连通，所述第一活塞的一端设置在第一气缸内，所述第一活塞的另一端与第二气缸固定连接，所述第二活塞的一端设置在第二气缸内，所述第二活塞的另一端与伸缩单元连接，所述伸缩单元与清洗板传动连接；
所述伸缩单元包括第四电机、第四驱动轴和套管，所述第四电机固定在第二活塞远离第二气缸的一端且与第四驱动轴传动连接，所述第四驱动轴的外周设有第一外螺纹，所述套管套设在第四驱动轴上且与清洗板固定连接，所述套管内设有第一内螺纹，所述套管内的第一内螺纹与第四驱动轴上的第一外螺纹相匹配。
作为优选，为了带动清洗机构向支柱转动，从而缩小设备的体型，所述伸缩机构包括第二电机、驱动轮和吊绳，所述第二电机固定在支柱的顶部且与驱动轮传动连接，所述吊绳的一端设置在驱动轮上，所述吊绳的另一端固定在其中一个清洗单元的第二气缸上。
作为优选，为了便于实现清洗机构的转动，所述连接单元包括第二支架、套环和第四连杆，所述第二支架的形状为U形且U形截面的开口指向清洗单元，所述第二支架的两端固定在第一气缸上，所述套环套设在第二支架上且通过第四连杆与滑环固定连接。
作为优选，为了固定清洗板的移动方向，所述伸缩单元还包括限位环和两个斜杆，两个所述斜杆分别设置在限位环的两侧，所述限位环套设在套管上且通过斜杆与清洗板固定连接。
作为优选，为了驱动其中一个清洗单元中的第二活塞移动，所述驱动单元包括第一支架、第三电机、缓冲块、第三驱动轴、移动块和第三连杆，所述第一支架固定在其中一个清洗单元的第二气缸上，所述第三电机和缓冲块均固定在第一支架上，所述第三驱动轴设置在第三电机和缓冲块之间，所述第三电机与第三驱动轴传动连接，所述第三驱动轴的外周设有第二外螺纹，所述移动块套设在第三驱动轴上且通过第三连杆与第二活塞固定连接，所述移动块内设有第二内螺纹，所述移动块内的第二内螺纹与第三驱动轴上的第二外螺纹相匹配。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三电机的驱动力，所述第三电机为直流伺服电机。
作为优选，为了保证第一气管的硬度，所述第一气管为钢管。
作为优选，为了保证第二气管的柔软度，使两个第二气缸移动时能保持连通状态，所述第二气管为橡胶管。
作为优选，利用魔术擦吸尘能力强的特点，为了保证清洗板的清洗效率，所述清洗板上设有魔术擦。
作为优选，为了便于设备的移动，所述底板的下方设有万向轮。
该机械设备在进行清洗时，首先通过收缩机构中第二电机带动驱动轮转动，通过吊绳拉动清洗机构向上转动，使设备体型减小，而后将设备移至待清洗的玻璃处，而后第二电机反向转动，使玻璃位于两个清洗单元之间，使两个清洗单元分别对玻璃的正反两面同时进行清洗，从而提高了设备的清洗效率，当玻璃位于两个清洗单元后，清洗机构中的驱动单元运行，通过第三电机带动第三驱动轴转动，使移动块在第三驱动轴方向上移动，带动第二活塞移动，由于两个第二气缸通过第二气管连通，从而使其中一个第二活塞向某个方向移动时，另一个第二活塞向反方向移动，当需要调整清洗范围时，通过气泵改变两个第一气缸中的气压，使两个第一活塞推动或拉动第二气缸移动，改变清洗板的清洗范围，从而实现了设备在某一高度下对不同位置进行清洗，为了实现对不同高度位置的玻璃清洗，通过控制升降机构中第一电机的运行，使第一连杆转动一定角度，通过第二连杆使滑环在支柱上进行升降移动，从而实现清洗单元对玻璃不同高度位置进行清洗，在清洗过程中，为了保证清洗板紧靠玻璃，由伸缩单元内的第四电机带动第四驱动轴转动，使套管推动清洗板向玻璃靠近，从而使清洗板能够清洗不同厚度的玻璃，提高了该设备的适用范围。该基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手在清洗机构中，通过第一活塞和第二活塞带动清洗板平移，并利用升降机构实现清洗机构的升降，使设备能对不同尺寸的玻璃清洗，清洗过程中，通过伸缩单元使清洗板紧贴玻璃，保证清洗效果，不仅如此，由于通过两个清洗单元分别对玻璃的正反两面清洗，进而加快了该机械设备的清洗效率，从而大大提高了实用性。
本发明的有益效果是，该基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手在清洗机构中，通过第一活塞和第二活塞带动清洗板平移，并利用升降机构实现清洗机构的升降，使设备能对不同尺寸的玻璃清洗，清洗过程中，通过伸缩单元使清洗板紧贴玻璃，保证清洗效果，不仅如此，由于通过两个清洗单元分别对玻璃的正反两面清洗，进而加快了该机械设备的清洗效率，从而大大提高了实用性。
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是本发明的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手的结构示意图；
图2是本发明的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手的清洗机构的结构示意图；
图3是本发明的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手的连接单元的结构示意图；
图4是本发明的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手的清洗单元的结构示意图；
图中：1.底板，2.万向轮，3.第一电机，4.支柱，5.第一连杆，6.第二连杆，7.滑环，8.连接单元，9.清洗机构，10.第二电机，11.驱动轮，12.吊绳，13.第一气管，14.第二支架，15.第二气管，16.气泵，17.第一支架，18.第三电机，19.缓冲块，20.第三驱动轴，21.移动块，22.第三连杆，23.清洗单元，24.套环，25.第四连杆，26.第一气缸，27.第一活塞，28.第二气缸，29.第二活塞，30.第四电机，31.第四驱动轴，32.套管，33.清洗板，34.斜杆，35.限位环。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图4所示，一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，包括底板1、升降机构、连接单元8、清洗机构9和收缩机构，所述升降机构固定在底板1上，所述收缩机构设置在升降机构的顶部，所述升降机构包括第一电机3、支柱4、第一连杆5、第二连杆6和滑环7，所述第一电机3固定在底板1上且与第一连杆5传动连接，所述第一连杆5通过第二连杆6与滑环7铰接，所述滑环7套设在支柱4上，所述支柱4的底端固定在第一电机3上；
所述清洗机构9包括第一气管13、第二气管15、气泵16、驱动单元和两个清洗单元23，两个所述清洗单元23分别设置在第一气管13的两侧，两个所述清洗单元23中，其中一个清洗单元23通过连接单元8与滑环7连接且与气泵16连接，所述驱动单元与清洗单元23传动连接；
所述清洗单元23包括第一气缸26、第一活塞27、第二气缸28、第二活塞29、伸缩单元和清洗板33，所述第一气缸26与第一气管13连通，所述第二气缸28与第二气管15连通，所述第一活塞27的一端设置在第一气缸26内，所述第一活塞27的另一端与第二气缸28固定连接，所述第二活塞29的一端设置在第二气缸28内，所述第二活塞29的另一端与伸缩单元连接，所述伸缩单元与清洗板33传动连接；
所述伸缩单元包括第四电机30、第四驱动轴31和套管32，所述第四电机30固定在第二活塞29远离第二气缸28的一端且与第四驱动轴31传动连接，所述第四驱动轴31的外周设有第一外螺纹，所述套管32套设在第四驱动轴31上且与清洗板33固定连接，所述套管32内设有第一内螺纹，所述套管32内的第一内螺纹与第四驱动轴31上的第一外螺纹相匹配。
作为优选，为了带动清洗机构9向支柱4转动，从而缩小设备的体型，所述伸缩机构包括第二电机10、驱动轮11和吊绳12，所述第二电机10固定在支柱4的顶部且与驱动轮11传动连接，所述吊绳12的一端设置在驱动轮11上，所述吊绳12的另一端固定在其中一个清洗单元23的第二气缸28上。
作为优选，为了便于实现清洗机构9的转动，所述连接单元8包括第二支架14、套环24和第四连杆25，所述第二支架14的形状为U形且U形截面的开口指向清洗单元23，所述第二支架14的两端固定在第一气缸26上，所述套环24套设在第二支架14上且通过第四连杆25与滑环7固定连接。
作为优选，为了固定清洗板33的移动方向，所述伸缩单元还包括限位环35和两个斜杆34，两个所述斜杆34分别设置在限位环35的两侧，所述限位环35套设在套管32上且通过斜杆34与清洗板33固定连接。
作为优选，为了驱动其中一个清洗单元23中的第二活塞29移动，所述驱动单元包括第一支架17、第三电机18、缓冲块19、第三驱动轴20、移动块21和第三连杆22，所述第一支架17固定在其中一个清洗单元23的第二气缸28上，所述第三电机18和缓冲块19均固定在第一支架17上，所述第三驱动轴20设置在第三电机18和缓冲块19之间，所述第三电机18与第三驱动轴20传动连接，所述第三驱动轴20的外周设有第二外螺纹，所述移动块21套设在第三驱动轴20上且通过第三连杆22与第二活塞29固定连接，所述移动块21内设有第二内螺纹，所述移动块21内的第二内螺纹与第三驱动轴20上的第二外螺纹相匹配。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第三电机18的驱动力，所述第三电机18为直流伺服电机。
作为优选，为了保证第一气管13的硬度，所述第一气管13为钢管。
作为优选，为了保证第二气管15的柔软度，使两个第二气缸28移动时能保持连通状态，所述第二气管15为橡胶管。
作为优选，利用魔术擦吸尘能力强的特点，为了保证清洗板33的清洗效率，所述清洗板33上设有魔术擦。
作为优选，为了便于设备的移动，所述底板1的下方设有万向轮2。
该机械设备在进行清洗时，首先通过收缩机构中第二电机10带动驱动轮11转动，通过吊绳12拉动清洗机构9向上转动，使设备体型减小，而后将设备移至待清洗的玻璃处，而后第二电机10反向转动，使玻璃位于两个清洗单元23之间，使两个清洗单元23分别对玻璃的正反两面同时进行清洗，从而提高了设备的清洗效率，当玻璃位于两个清洗单元23后，清洗机构9中的驱动单元运行，通过第三电机18带动第三驱动轴20转动，使移动块21在第三驱动轴20方向上移动，带动第二活塞29移动，由于两个第二气缸28通过第二气管25连通，从而使其中一个第二活塞29向某个方向移动时，另一个第二活塞29向反方向移动，当需要调整清洗范围时，通过气泵16改变两个第一气缸26中的气压，使两个第一活塞27推动或拉动第二气缸28移动，改变清洗板33的清洗范围，从而实现了设备在某一高度下对不同位置进行清洗，为了实现对不同高度位置的玻璃清洗，通过控制升降机构中第一电机3的运行，使第一连杆5转动一定角度，通过第二连杆6使滑环7在支柱4上进行升降移动，从而实现清洗单元23对玻璃不同高度位置进行清洗，在清洗过程中，为了保证清洗板33紧靠玻璃，由伸缩单元内的第四电机30带动第四驱动轴31转动，使套管32推动清洗板33向玻璃靠近，从而使清洗板33能够清洗不同厚度的玻璃，提高了该设备的适用范围。该基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手在清洗机构9中，通过第一活塞27和第二活塞28带动清洗板33平移，并利用升降机构实现清洗机构9的升降，使设备能对不同尺寸的玻璃清洗，清洗过程中，通过伸缩单元使清洗板33紧贴玻璃，保证清洗效果，不仅如此，由于通过两个清洗单元23分别对玻璃的正反两面清洗，进而加快了该机械设备的清洗效率，从而大大提高了实用性。
与现有技术相比，该基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手在清洗机构9中，通过第一活塞27和第二活塞28带动清洗板33平移，并利用升降机构实现清洗机构9的升降，使设备能对不同尺寸的玻璃清洗，清洗过程中，通过伸缩单元使清洗板33紧贴玻璃，保证清洗效果，不仅如此，由于通过两个清洗单元23分别对玻璃的正反两面清洗，进而加快了该机械设备的清洗效率，从而大大提高了实用性。
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 (10)

1.一种基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，包括底板(1)、升降机构、连接单元(8)、清洗机构(9)和收缩机构，所述升降机构固定在底板(1)上，所述收缩机构设置在升降机构的顶部，所述升降机构包括第一电机(3)、支柱(4)、第一连杆(5)、第二连杆(6)和滑环(7)，所述第一电机(3)固定在底板(1)上且与第一连杆(5)传动连接，所述第一连杆(5)通过第二连杆(6)与滑环(7)铰接，所述滑环(7)套设在支柱(4)上，所述支柱(4)的底端固定在第一电机(3)上；
所述清洗机构(9)包括第一气管(13)、第二气管(15)、气泵(16)、驱动单元和两个清洗单元(23)，两个所述清洗单元(23)分别设置在第一气管(13)的两侧，两个所述清洗单元(23)中，其中一个清洗单元(23)通过连接单元(8)与滑环(7)连接且与气泵(16)连接，所述驱动单元与清洗单元(23)传动连接；
所述清洗单元(23)包括第一气缸(26)、第一活塞(27)、第二气缸(28)、第二活塞(29)、伸缩单元和清洗板(33)，所述第一气缸(26)与第一气管(13)连通，所述第二气缸(28)与第二气管(15)连通，所述第一活塞(27)的一端设置在第一气缸(26)内，所述第一活塞(27)的另一端与第二气缸(28)固定连接，所述第二活塞(29)的一端设置在第二气缸(28)内，所述第二活塞(29)的另一端与伸缩单元连接，所述伸缩单元与清洗板(33)传动连接；
所述伸缩单元包括第四电机(30)、第四驱动轴(31)和套管(32)，所述第四电机(30)固定在第二活塞(29)远离第二气缸(28)的一端且与第四驱动轴(31)传动连接，所述第四驱动轴(31)的外周设有第一外螺纹，所述套管(32)套设在第四驱动轴(31)上且与清洗板(33)固定连接，所述套管(32)内设有第一内螺纹，所述套管(32)内的第一内螺纹与第四驱动轴(31)上的第一外螺纹相匹配。
2.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述伸缩机构包括第二电机(10)、驱动轮(11)和吊绳(12)，所述第二电机(10)固定在支柱(4)的顶部且与驱动轮(11)传动连接，所述吊绳(12)的一端设置在驱动轮(11)上，所述吊绳(12)的另一端固定在其中一个清洗单元(23)的第二气缸(28)上。
3.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述连接单元(8)包括第二支架(14)、套环(24)和第四连杆(25)，所述第二支架(14)的形状为U形且U形截面的开口指向清洗单元(23)，所述第二支架(14)的两端固定在第一气缸(26)上，所述套环(24)套设在第二支架(14)上且通过第四连杆(25)与滑环(7)固定连接。
4.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述伸缩单元还包括限位环(35)和两个斜杆(34)，两个所述斜杆(34)分别设置在限位环(35)的两侧，所述限位环(35)套设在套管(32)上且通过斜杆(34)与清洗板(33)固定连接。
5.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述驱动单元包括第一支架(17)、第三电机(18)、缓冲块(19)、第三驱动轴(20)、移动块(21)和第三连杆(22)，所述第一支架(17)固定在其中一个清洗单元(23)的第二气缸(28)上，所述第三电机(18)和缓冲块(19)均固定在第一支架(17)上，所述第三驱动轴(20)设置在第三电机(18)和缓冲块(19)之间，所述第三电机(18)与第三驱动轴(20)传动连接，所述第三驱动轴(20)的外周设有第二外螺纹，所述移动块(21)套设在第三驱动轴(20)上且通过第三连杆(22)与第二活塞(29)固定连接，所述移动块(21)内设有第二内螺纹，所述移动块(21)内的第二内螺纹与第三驱动轴(20)上的第二外螺纹相匹配。
6.如权利要求5所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述第三电机(18)为直流伺服电机。
7.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述第一气管(13)为钢管。
8.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述第二气管(15)为橡胶管。
9.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述清洗板(33)上设有魔术擦。
10.如权利要求1所述的基于物联网的用于玻璃清洗的智能机械手，其特征在于，所述底板(1)的下方设有万向轮(2)。
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