CN108903762B - 一种清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种清洁机器人，包括：吸附移动模块，用于吸附在待清洁表面上并在待清洁表面上移动，吸附移动模块为至少两个；机械臂，连接在至少两个吸附移动模块之间，机械臂能够带动吸附移动模块至少沿垂直于待清洁表面的方向运动；第一清洁模块，设置在吸附移动模块上，用于在移动过程中清洁待清洁表面。本发明由于采用了机械臂、清洁模块和吸附移动模块的组合方式，当机器人遇到障碍物时，机器臂可以把吸附移动模块提升起来使得机器人主体轻松绕过障碍物，不仅能够有效的清除清洁表面上的污垢，还能达到跨越多块并排放置的清洁表面的效果，从而能够实现灵活越障，提高了清洁效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种清洁机器人。
背景技术
随着现代社会和科学技术的高速发展，擦窗机器人的应用越来越普遍，擦窗机器人不仅能对玻璃进行擦拭，而且能避免清洁工人在高空危险作业，节省了人力且提高了安全性。
现有的擦窗机器人通常包括吸附装置、行走装置和清洁装置，擦窗机器人通过吸附装置吸附在窗玻璃上，并通过行走装置带动擦窗机器人在窗玻璃上移动，以使清洁装置能够对窗玻璃进行清理。
然而，现有的擦窗机器人仅能在平面上移动，当遇到障碍物或存在高度差的待清洁表面时只能转向绕开，由此造成清洁不全面、清洁效果不佳的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种清洁机器人，以提高清洁效果。
本发明提供一种清洁机器人，包括：吸附移动模块，用于吸附在待清洁表面上并在所述待清洁表面上移动，所述吸附移动模块为至少两个；机械臂，连接在至少两个所述吸附移动模块之间，所述机械臂能够带动所述吸附移动模块至少沿垂直于所述待清洁表面的方向运动；第一清洁模块，设置在所述吸附移动模块上，用于在移动过程中清洁所述待清洁表面。
基于上述本发明提供的清洁机器人，在使用过程中，可通过吸附移动模块吸附在待清洁表面上并在待清洁表面上移动，在吸附移动模块移动过程中，第一清洁模块能够对待清洁表面进行清洁，当遇到障碍物时，机械臂能够带动其中一个吸附移动模块至少沿垂直于所述待清洁表面的方向运动从而将该吸附移动模块抬起，而其他吸附移动模块继续吸附在待清洁表面上，为机械臂提供支撑力并使清洁机器人保持平衡，当越过障碍物时，机械臂能够带动抬起的吸附移动模块至少沿垂直于所述待清洁表面的方向运动从而将该吸附移动模块放下并吸附待清洁表面，从而实现越障功能或跨越到另一清洁表面。由此，使清洁机器人能够方便的进行越障，利于使清洁机器人对待清洁表面进行更为全面的清洁，且在清洁机器人移动过程中，设置在多个吸附移动模块上的多个第一清洁模块能够共同对清洁表面进行清洁，扩大了清洁面积，提高了清洁效果。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明机械臂的结构示意图；
图3是本发明第二清洁模块的结构示意图；
图4是本发明真空吸附机构的结构示意图；
图5是本发明履带驱动机构的结构示意图；
图6是本发明防掉落传感器-控制器-吸附移动模块的控制框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。
如图1、图2和图4所示，本发明实施例提供的清洁机器人包括：吸附移动模块3，用于吸附在待清洁表面上并在待清洁表面上移动，吸附移动模块3为至少两个；机械臂2，连接在至少两个吸附移动模块3之间，机械臂2能够带动吸附移动模块3至少沿垂直于待清洁表面的方向运动；第一清洁模块5，设置在吸附移动模块3上，用于在移动过程中清洁待清洁表面。
本实施例中的清洁机器人，在使用过程中，可通过吸附移动模块3吸附在待清洁表面上并在待清洁表面上移动，在吸附移动模块3移动过程中，第一清洁模块5能够对待清洁表面进行清洁，当遇到障碍物时，机械臂2能够带动其中一个吸附移动模块3至少沿垂直于待清洁表面的方向运动从而将该吸附移动模块3抬起，而其他吸附移动模块3继续吸附在待清洁表面上，为机械臂2提供支撑力并使清洁机器人保持平衡，当越过障碍物时，机械臂2能够带动抬起的吸附移动模块3至少沿垂直于待清洁表面的方向运动从而将该吸附移动模块3放下并吸附待清洁表面，从而实现越障功能或跨越到另一清洁表面。由此，使清洁机器人能够方便的进行越障，利于使清洁机器人对待清洁表面进行更为全面的清洁，且在清洁机器人移动过程中，设置在多个吸附移动模块3上的多个第一清洁模块5能够共同对清洁表面进行清洁，扩大了清洁面积，提高了清洁效果。
本实施例中，优选的，该清洁机器人还包括主体支架1和第二清洁模块4，主体支架1位于至少两个吸附移动模块3之间，机械臂2的一端连接在主体支架1上，机械臂2的另一端连接在吸附移动模块3上，机械臂2能够带动主体支架2至少沿垂直于待清洁表面的方向运动。第二清洁模块4设置在主体支架1上，亦用于清洁待清洁表面。由于，主体支架1位于至少两个吸附移动模块3之间，且第二清洁模块4设置在主体支架1上，因此，第二清洁模块4位于各第一清洁模块5之间，在清洁机器人移动过程中，第二清洁模块4能够对各第一清洁模块5之间的空隙区域进行清洁，由此，利于扩大清洁面积。当遇到障碍物时，机械臂2能够带动其中一个吸附移动模块3至少沿垂直于待清洁表面的方向运动从而将该吸附移动模块3抬起，而其他吸附移动模块3继续吸附在待清洁表面上，为机械臂2提供支撑力并使清洁机器人保持平衡，机械臂2也能够带动主体支架1至少沿垂直于待清洁表面的方向运动从而将主体支架1抬起，而各吸附移动模块3继续吸附在待清洁表面上，为机械臂2提供支撑力并使清洁机器人保持平衡，当越过障碍物时，机械臂2能够带动抬起的吸附移动模块3至少沿垂直于待清洁表面的方向运动从而将该吸附移动模块3放下并吸附待清洁表面，机械臂2也能够带动抬起的主体支架1至少沿垂直于待清洁表面的方向运动从而将主体支架1放下，从而实现越障功能或跨越到另一清洁表面。由此使清洁机器人对待清洁表面进行更为全面的清洁。
本实施例中，优选的，吸附移动模块3为四个，四个吸附移动模块3沿主体支架1的周向均布，四个移动模块均3通过机械臂2与主体支架1连接。由此，使清洁机器人在移动和越障时更为稳定。
如图3所示，本实施例中，优选的，第二清洁模块4包括电机401、安装框架402、滚式清洁刷403、布式清洁盘404和毛式清洁盘405。电机401安装在主体支架1底部，安装框架402与电机401的输出轴连接，安装框架402上具有多个支臂，支臂沿电机401的输出轴径向延伸。滚式清洁刷403滚动套设在支臂上，布式清洁盘404和毛式清洁盘405转动连接在支臂的外端。电机401通过安装框架402带动滚式清洁刷403在待清洁表面上滚动，同时带动布式清洁盘404和毛式清洁盘405在平行于待清洁表面的平面内旋转，三者共同完成对清洁表面的清洁作用，能够有效的清除清洁表面上的污垢。
本实施例中，优选的，吸附移动模块3包括驱动安装板301、真空吸附机构302和履带驱动机构303。驱动安装板301上形成有凹槽304，真空吸附机构302安装在凹槽304内，真空吸附机构302用于将凹槽304和待清洁表面所限定的空间抽真空，从而使吸附移动模块3吸附在待清洁表面上。履带驱动机构303安装在驱动安装板301上，用于与待清洁表面相接触，以带动吸附移动模块3在待清洁表面上移动及转向。由于真空吸附机构302能够将凹槽304和待清洁表面所限定的空间抽真空，因此能够在整个凹槽304内形成真空，提高了吸附的面积，从而提高了吸附移动模块3与待清洁表面之间的吸附强度。
本实施例中，优选的，履带驱动机构303位于凹槽304内，履带驱动机构303为两个，两个履带驱动机构303平行设置。真空吸附机构302包括吸气口305和真空泵306，吸气口305位于两个履带驱动机构303之间，真空泵306与吸气口305相连接。当真空泵306工作时，吸气口305能够吸气从而将凹槽304和清洁表面所限定的空间抽真空，由于吸气口305位于两个履带驱动机构303之间，因此，利于提高吸附移动模块3在吸附和移动时受力的稳定性。
如图5所示，本实施例中，优选的，履带驱动机构303包括驱动电机307、蜗杆308、蜗轮309、行星减速机310、同步主动轮311、同步从动轮312、同步履带313和电机驱动器314。驱动电机307安装在驱动安装板301上，驱动电机307的输出轴通过蜗杆308连接蜗轮309，蜗轮309通过行星减速机310连接同步主动轮311，同步主动轮311和同步从动轮312均转动支撑在驱动安装板301上，同步主动轮311通过同步履带313与同步从动轮312连接。电机驱动器314与驱动电机307电连接，用于控制驱动电机307的启停和正反转。这样，驱动电机307带动蜗杆308转动，蜗杆308带着蜗轮309转动，蜗轮309带着行星减速机310转动，行星减速机310带着同步主动轮311转动，同步主动轮311通过同步履带313带着同步从动轮312转动，从而实现整个清洁机器人移动过程，整个移动过程由电机驱动器314来控制。
本实施例中，优选的，履带驱动机构为两个，两个履带驱动机构303的电机驱动器314用于驱动两个履带驱动机构303的驱动电机307同向或反向旋转。当整个清洁机器人要实现旋转时，两个履带驱动机构303的电机驱动器314用于控制两个履带驱动机构303的驱动电机307反向旋转或以不同速度同向旋转，从而可以实现整个清洁机器人360°全方位的任意旋转。
如图4、图6所示，本实施例中，优选的，清洁机器人还包括防掉落传感器6和控制器7，防掉落传感器6设置在吸附移动模块3的四周并与控制器连接，防掉落传感器6用于感测待清洁表面的边界参数并提供给控制器7，控制器7用于根据边界参数控制吸附移动模块3停止或转向。由此，当防掉落传感器6感测到清洁机器人处于待清洁表面的边界位置时，控制器7控制吸附移动模块3停止或转向，从而防止清洁机器人在移动过程中出现整个机体移出清洁表面而掉落的危险。
本实施例中，优选的，吸附移动模块3的底面可为长方形或正方形，防掉落传感器6设置在吸附移动模块3底面的四个边角处。由此，使防掉落传感器6能够更为准确的感测边界参数。
本实施例中，优选的，控制器7可具体为上述电机驱动器314，其中，防掉落传感器6用于感测待清洁表面的边界参数并提供给电机驱动器314，电机驱动器314用于根据边界参数控制驱动电机307的启停和正反转，从而控制吸附移动模块3停止或转向。
本实施例中，优选的，第一清洁模块5为清洁布，清洁布设置在驱动安装板301的四周，以围绕真空吸附机构302和履带驱动机构303设置。由此，利于提高第一清洁模块5的清洁面积，且第一清洁模块5、真空吸附机构302和履带驱动机构303不会相互影响。
如图2所示，本实施例中，优选的，机械臂2包括第一连杆201和第二连杆202，第一连杆201的第一端通过第一转轴与主体支架1铰接，第一连杆201的第二端通过第二转轴与第二连杆202的第一端铰接，第二连杆202的第二端通过第三转轴与吸附移动模块3铰接，且第一转轴、第二转轴和第三转轴平行设置。由此，使机械臂2的运动更为灵活。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种清洁机器人，其特征在于，包括：
吸附移动模块（3），用于吸附在待清洁表面上并在所述待清洁表面上移动，所述吸附移动模块（3）为至少两个；
机械臂（2），连接在至少两个所述吸附移动模块（3）之间，所述机械臂（2）能够带动所述吸附移动模块（3）至少沿垂直于所述待清洁表面的方向运动；
第一清洁模块（5），设置在所述吸附移动模块（3）上，用于在移动过程中清洁所述待清洁表面；
主体支架（1），位于至少两个所述吸附移动模块（3）之间，所述机械臂（2）的一端连接在所述主体支架（1）上，所述机械臂（2）的另一端连接在所述吸附移动模块（3）上，所述机械臂（2）能够带动所述主体支架（1）至少沿垂直于所述待清洁表面的方向运动；
第二清洁模块（4），设置在所述主体支架（1）上，亦用于清洁所述待清洁表面；
所述第二清洁模块（4）包括：
电机（401），安装在所述主体支架（1）底部；
安装框架（402），与所述电机（401）的输出轴连接，所述安装框架（402）上具有多个支臂，所述支臂沿所述电机（401）的输出轴径向延伸；
滚式清洁刷（403），滚动套设在所述支臂上；
布式清洁盘（404）和毛式清洁盘（405），转动连接在所述支臂的外端；
所述电机（401）通过所述安装框架（402）带动所述滚式清洁刷（403）在所述待清洁表面上滚动，同时带动所述布式清洁盘（404）和所述毛式清洁盘（405）在平行于所述待清洁表面的平面内旋转，以清洁所述待清洁表面；
所述机械臂（2）包括第一连杆（201）和第二连杆（202），所述第一连杆（201）的第一端通过第一转轴与所述主体支架（1）铰接，所述第一连杆（201）的第二端通过第二转轴与所述第二连杆（202）的第一端铰接，所述第二连杆（202）的第二端通过第三转轴与所述吸附移动模块（3）铰接，且所述第一转轴、第二转轴和第三转轴平行设置。
2.根据权利要求1所述的清洁机器人，其特征在于，所述吸附移动模块（3）为四个，四个所述吸附移动模块（3）沿所述主体支架（1）的周向均布，四个所述吸附移动模块（3）均通过所述机械臂（2）与所述主体支架（1）连接。
3.根据权利要求1或2所述的清洁机器人，其特征在于，所述吸附移动模块（3）包括：
驱动安装板（301），所述驱动安装板（301）上形成有凹槽（304）；
真空吸附机构（302），安装在所述凹槽（304）内，所述真空吸附机构（302）用于将所述凹槽（304）和待清洁表面所限定的空间抽真空，从而使所述吸附移动模块（3）吸附在所述待清洁表面上；
履带驱动机构（303），安装在所述驱动安装板（301）上，用于与所述待清洁表面相接触，以带动所述吸附移动模块（3）在所述待清洁表面上移动及转向。
4.根据权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于，所述履带驱动机构（303）位于所述凹槽（304）内，所述履带驱动机构（303）为两个，两个所述履带驱动机构（303）平行设置；所述真空吸附机构（302）包括吸气口（305）和真空泵（306），所述吸气口（305）位于两个所述履带驱动机构（303）之间，所述真空泵（306）与所述吸气口（305）相连接。
5.根据权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于，所述履带驱动机构（303）包括驱动电机（307）、蜗杆（308）、蜗轮（309）、行星减速机（310）、同步主动轮（311）、同步从动轮（312）、同步履带（313）和电机驱动器（314）；所述驱动电机（307）安装在所述驱动安装板（301）上，所述驱动电机（307）的输出轴通过所述蜗杆（308）连接所述蜗轮（309），所述蜗轮（309）通过所述行星减速机（310）连接所述同步主动轮（311），所述同步主动轮（311）和所述同步从动轮（312）均转动支撑在所述驱动安装板（301）上，所述同步主动轮（311）通过所述同步履带（313）与所述同步从动轮（312）连接；所述电机驱动器（314）与所述驱动电机（307）电连接，用于控制所述驱动电机（307）的启停和正反转。
6.根据权利要求5所述的清洁机器人，其特征在于，所述履带驱动机构为两个，两个所述履带驱动机构（303）的所述电机驱动器（314）用于控制两个所述履带驱动机构（303）的所述驱动电机（307）同向或反向旋转。
7.根据权利要求1或2所述的清洁机器人，其特征在于，还包括防掉落传感器（6）和控制器（7），所述防掉落传感器（6）设置在所述吸附移动模块（3）的四周并与所述控制器（7）连接，所述防掉落传感器（6）用于感测所述待清洁表面的边界参数并提供给所述控制器（7），所述控制器（7）用于根据所述边界参数控制所述吸附移动模块（3）停止或转向。
8.根据权利要求3所述的清洁机器人，其特征在于，所述第一清洁模块（5）为清洁布，所述清洁布设置在所述驱动安装板（301）的四周，以围绕所述真空吸附机构（302）和履带驱动机构（303）设置。
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