CN107997669A - 一种可自动探边的擦窗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可自动探边的擦窗机器人，包括控制器，以及分别连接所述控制器的用于将擦窗机器人吸附于玻璃上的真空吸力机构、驱动擦窗机器人移动以及转动的行走结构和擦拭玻璃的清扫机构，还包括用于探测玻璃边框的探边机构，所述探边机构包括探边传感器和距离比较器，所述探边传感器连接所述距离比较器，所述距离比较器连接所述控制器。本发明可智能化和自动化探边，使机器人在玻璃边框处安全、智能、高效地完成擦窗任务；适用于有窗框和无窗框玻璃的擦拭，适用性强。

Description

一种可自动探边的擦窗机器人

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种可自动探边的擦窗机器人。

背景技术

现代家居设计更多的选择玻璃作为墙体的替代，窗户尽可能的大，落地窗更是潮流趋势，美观时尚的同时也增加了人们打扫房子的时间。在打扫的过程中，不免需要借助桌椅爬上爬下清扫不能达到之处，费时费力。对特别高的玻璃清洁时需要借助加长的清洁工具，不仅清洁力度得不到控制，也增加了清洁人工的工作难度。特别是考虑到高楼层外墙一面的清洁，人为的攀爬或是吊绳都存在很大的危险性，不是一种优选的方式。

随着科学技术的进步，用于打扫的擦窗机器人应运而生。但是，目前擦窗机器人不够智能化，仅当擦窗机器人到达窗户边缘时才更改行走方向，经常会出现碰撞而导致损坏擦窗机器人以及玻璃窗框架结构，或者导致擦窗机器人与玻璃的吸力降低而坠落。虽然也有部分擦窗机器人设有自动测距单元，也只是用于设计行走路线，并不能实现擦窗机器人的实时自动探边和玻璃边框处的智能行走，无法达到擦窗安全、智能、高效的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自动探边的擦窗机器人，可智能化和自动化探边，使机器人在玻璃边框处安全、智能、高效地完成擦窗任务。

本发明提供了如下的技术方案：

一种可自动探边的擦窗机器人，包括控制器，以及分别连接控制器的用于将擦窗机器人吸附于玻璃上的真空吸力机构、驱动擦窗机器人移动以及转动的行走结构和擦拭玻璃的清扫机构，还包括用于探测玻璃边框的探边机构，探边机构包括探边传感器和距离比较器，探边传感器连接距离比较器，距离比较器连接控制器。

优选地，擦窗机器人还包括升降电机，控制器连接升降电机，升降电机连接探边传感器。

优选地，擦窗机器人还包括转角度电机，控制器连接转角度电机，转角度电机连接探边传感器，转角度电机可带动探边传感器旋转，从而改变探测角度；探边传感器还包括互相连接的角度探测器和数据处理单元。

优选地，擦窗机器人上设有用于切换有窗框模式和无窗框模式的切换开关，切换开关连接控制器。

优选地，探边传感器为超声波传感器。

优选地，探边传感器数量为四个，探边传感器对称分布于擦窗机器人的侧边。

本发明的有益效果是：

1、探边机构设有探边传感器和距离比较器，使擦窗机器人可根据其与玻璃边缘的距离自动控制行走速度，接近玻璃边缘时减速，避免擦窗机器人在玻璃边缘出现高速碰撞或者因吸力不足而坠落，提高了擦窗机器人工作的安全性能和自动化程度。

2、擦窗机器人设置与探边传感器连接的升降电机，可适用于不同高度的窗框；设置可改变探边传感器角度的转角度电机，适用于无窗框结构的玻璃探边，适用范围广。

3、探边传感器分布于擦窗机器人的侧边，可从四个方向实时探测玻璃边框，探测效率高，使用更加安全可靠。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的控制模块示意图；

图2是本发明的有窗框模式工作示意图；

图3是本发明的无窗框模式工作示意图；

图4是本发明的俯视示意图。

图中标记为：1.控制器；2.真空吸力机构；3.行走结构；4.清扫机构；5.探边机构；51.探边传感器；52.距离比较器；6.升降电机；7.转角度电机；8.切换开关。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种可自动探边的擦窗机器人，包括控制器1，以及分别连接控制器1的用于将擦窗机器人吸附于玻璃上的真空吸力机构2、驱动擦窗机器人移动以及转动的行走结构3和擦拭玻璃的清扫机构4，还包括用于探测玻璃边框的探边机构5，探边机构5包括探边传感器51和距离比较器52，探边传感器51连接距离比较器52，距离比较器52连接控制器1。

擦窗机器人可根据其与玻璃边缘的距离自动控制行走速度，当远离玻璃边缘时按正常速度行走，接近玻璃边缘时自动减速，到达玻璃边缘后自动更改行走方向。具体说明如下：探边传感器51向擦窗机器人外周发射探测信号，当探测信号到达玻璃边框时被反射回探边传感器51，探边传感器51计算其与玻璃边框的水平距离A，并且与距离比较器52的设定值比较(该设定值可以在机器出厂前通过程序预设定，也可以由消费者人工设定)，当距离A大于设定值时，控制器1控制行走机构3使擦窗机器人按正常速度行走；当距离A小于设定值时，控制器1控制行走机构3减速行走；当距离A接近于零时，控制器1控制行走机构3更改行走方向。通过测量擦窗机器人与玻璃边缘的距离，自动控制擦窗机器人的行走速度，由于擦窗机器人接近玻璃边框时自动减速，从而擦窗机器人与玻璃边框无碰撞或者柔性碰撞，避免了由于未提前减速，擦窗机器人接近玻璃边缘时撞击玻璃边框而造成擦窗机器人和玻璃边框的损坏；也避免了擦窗机器人由于惯性行走出了玻璃边框，真空吸力机构2与玻璃之间的压力降低，导致擦窗机器人从窗户上坠落。

优选地，如图1和图2所示，擦窗机器人还包括升降电机6，控制器1连接升降电机6，升降电机6连接探边传感器51。通常情况下，由于玻璃安装于各种不同高度的窗框上，因此，本擦窗机器人应当适用于不同高度的窗框探边。当探边传感器51的初始高度大于窗框的高度时，没有探测信号返回到探边传感器51，控制器1控制升降电机6降低探边传感器51的高度，再次探测，直到探测到距离信号。

优选地，如图1和图3所示，擦窗机器人还包括转角度电机7，控制器1连接转角度电机7，转角度电机7连接探边传感器51，转角度电机7可带动探边传感器51旋转，从而改变探测角度；探边传感器51还包括互相连接的角度探测器和数据处理单元。当待擦拭的玻璃为玻璃门等无窗框的玻璃时，即使升降电机6将探边传感器51降到最低点，也没有探测信号返回到探边传感器51内，此时，控制器1控制转角度电机7带动探边传感器51旋转，使其探测角度朝向玻璃一侧，在玻璃边框处出现探测信号时，控制器控制转角度电机7停止动作，此时，角度探测器测量探边传感器51的旋转角度信号C，并且发送给数据处理单元，数据处理单元根据旋转角度信号C和探测到的距离信号D计算擦窗机器人与玻璃边框的水平距离A，再经距离比较器52发送给控制器1，控制器1接收到信号后控制行走机构3减速或者转向，避免出现擦窗机器人行走到玻璃边缘来不及减速、而行走到玻璃边框以外导致坠落的现象，实现了无窗框的玻璃的自动探边。

优选地，擦窗机器人上设有用于切换有窗框模式和无窗框模式的切换开关8，切换开关8连接控制器1。消费者使用时根据当前玻璃的结构，直接切换到相应的探边模式上，提高了探测效率，适用性更强。

优选地，探边传感器51为超声波传感器。超声波传感器通过超声波测距模块触发信号后发射超声波，当超声波投射到窗框或者玻璃边框而反射回来时，模块输出一回响信号，以触发信号和回响信号间的时间差，来判定擦窗机器人与窗框或者玻璃边框的距离，敏感范围大，无视觉盲区，不受障碍物干扰。

优选地，如图1至图4所示，探边传感器51数量为四个，探边传感器51对称分布于擦窗机器人本体的侧边。可从四个方向实时探测玻璃边框，探测效率高，使用更加安全可靠。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可自动探边的擦窗机器人，包括控制器，以及分别连接所述控制器的用于将擦窗机器人吸附于玻璃上的真空吸力机构、驱动擦窗机器人移动以及转动的行走结构和擦拭玻璃的清扫机构，其特征在于，还包括用于探测玻璃边框的探边机构，所述探边机构包括探边传感器和距离比较器，所述探边传感器连接所述距离比较器，所述距离比较器连接所述控制器。

2.根据权利要求1所述的可自动探边的擦窗机器人，其特征在于，还包括升降电机，所述控制器连接所述升降电机，所述升降电机连接所述探边传感器。

3.根据权利要求2所述的可自动探边的擦窗机器人，其特征在于，还包括转角度电机，所述控制器连接所述转角度电机，所述转角度电机连接所述探边传感器，所述转角度电机可带动所述探边传感器旋转；所述探边传感器还包括互相连接的角度探测器和数据处理单元。

4.根据权利要求3所述的可自动探边的擦窗机器人，其特征在于，还包括用于切换有窗框模式和无窗框模式的切换开关，所述切换开关连接所述控制器。

5.根据权利要求1所述的可自动探边的擦窗机器人，其特征在于，所述探边传感器为超声波传感器。

6.根据权利要求1所述的可自动探边的擦窗机器人，其特征在于，所述探边传感器数量为四个，所述探边传感器对称分布于擦窗机器人的侧边。