CN109199207B - 一种可移动式擦窗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动式擦窗机器人，包括主体，所述主体外部配合设有移动架，所述移动架由平行设置的两侧板和一端的竖板组成，两个所述侧板内壁设置有滑块，所述主体两侧对应设有滑槽，所述滑块设置于滑槽内，且与滑槽之间活动连接，所述主体中部水平设有隔板，所述隔板将主体划分为储纳室和清洗室，所述储纳室一端内壁固定设有第一气缸。本发明通过第一气缸活塞杆伸缩变化配合第一真空吸盘与第二真空吸盘，来实现机器人在直线方向上进行移动清洗，同时通过第二气缸的伸缩变化配合第二真空吸盘以及第三真空吸盘，并利用旋转机构来使主体旋转一定角度，从而实现对机器人清洗方向的调整。

Description

一种可移动式擦窗机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种可移动式擦窗机器人。

背景技术

随着城市化进程的加快，不管是住宅还是办公楼，在玻璃的使用上越来越频繁，然而，窗户玻璃的清洁却不是一件容易的事情，特别是很多办公楼，一年可能只清洁一次，清洁时，需要有清洁工人在楼外清洁，具有一定的危险性，而住宅的窗户同样难以清洁，并且请楼外清洁工费用昂贵。虽然现在有擦窗机器人替代人工进行玻璃的清理，但现有的擦窗机器人多为定点清理，需要人工辅助进行移动，清理起来依旧比较麻烦。

因此，发明一种可移动式擦窗机器人来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可移动式擦窗机器人，通过第一气缸活塞杆伸缩变化配合第一真空吸盘与第二真空吸盘，来实现机器人在直线方向上进行移动清洗，同时通过第二气缸的伸缩变化配合第二真空吸盘以及第三真空吸盘，并利用旋转机构来使主体旋转一定角度，从而实现对机器人清洗方向的调整，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可移动式擦窗机器人，包括主体，所述主体外部配合设有移动架，所述移动架由平行设置的两侧板和一端的竖板组成，两个所述侧板内壁设置有滑块，所述主体两侧对应设有滑槽，所述滑块设置于滑槽内，且与滑槽之间活动连接，所述主体中部水平设有隔板，所述隔板将主体划分为储纳室和清洗室，所述储纳室一端内壁固定设有第一气缸，所述第一气缸端部的活塞杆贯穿其所在侧壁，且与移动架的竖板固定相连，所述竖板外侧设置有红外探测器和位移传感器，所述竖板底部设置有凹槽，所述凹槽内腔顶部固定设有第一抽真空泵，所述第一抽真空泵端部连接有第一连接管，所述第一连接管端部连接有第一真空吸盘，所述主体顶部中心位置设置有提手，所述提手一侧设置有控制器，所述控制器上设置有定时器；

所述储纳室内腔顶部固定设有托架，所述托架顶部设置有驱动电机，所述驱动电机输出轴上固定套设有主动轮，所述托架一侧设置有供电电源，所述清洗室包括有旋转区、清洗区和导向移动区，所述旋转区内腔顶部设置有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆端部固定连接有第二真空吸盘，所述第二气缸一侧设置有第二抽真空泵以及另一侧设置有旋转机构，所述第二真空吸盘与第二抽真空泵之间连接有第二连接管，所述清洗区内腔设置有刷子，所述导向移动区内腔顶部设置有第三抽真空泵，所述第三抽真空泵端部连接有第三连接管，所述第三连接管端部连接有第三真空吸盘。

优选的，所述隔板顶部设置有水箱，所述水箱顶部连接有输水主管，所述储纳室内腔顶部设置有固定夹，所述输水主管通过固定夹固定在储纳室顶部，所述输水主管上设置有水泵和电磁阀，所述输水主管一端连接有连接软管，所述连接软管底端连接有水嘴，所述连接软管外壁设置有液位传感器，所述连接软管设置于水箱内部，所述水箱顶部连接有注水管，所述注水管的进水端配合设有止漏塞。

优选的，所述清洗区内腔顶部的中线上配合设有输水支管，所述输水主管与输水支管相连通，所述输水支管底部均匀分布有喷头。

优选的，所述清洗区轴截面形状为闭合的圆角矩形，所述刷子数量设置有两组，每组设有多个，且多个刷子沿清洗区内壁均匀排布，多个所述刷子均包括刷头和刷杆，且多个刷子的刷杆上均固定套设有第一齿轮，同组相邻刷杆上套设的第一齿轮之间通过传动链条传动连接，两组刷子其中一个对应位置的刷杆上均固定套设有从动轮，且刷杆顶端通过滚珠轴承与托架活动连接，所述从动轮设置在第一齿轮顶部，所述主动轮与从动轮之间通过传动带传动连接。

优选的，所述清洗区底部边缘位置配合设有密封圈。

优选的，所述刷头上的刷毛最低点低于清洗区的底面。

优选的，所述旋转机构包括伺服电机，所述伺服电机输出轴端部固定套设有第二齿轮，所述伺服电机输出轴外部套设有套筒，所述套筒一端固定设置于旋转区对应位置的隔板底部，所述套筒内壁设有与第二齿轮相配合的轮齿，所述套筒的深度大于第二齿轮的厚度。

优选的，所述控制器内部设置有单片机，所述单片机分别与红外探测器、位移传感器、定时器、液位传感器以及电磁阀均电性连接，所述单片机通过继电器分别与泵、气缸和电机相连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过单片机控制第一气缸的活塞杆伸长，以带动移动架的侧板沿滑槽移动一定距离，随后通过单片机控制第一抽真空泵抽吸第一真空吸盘与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第一真空吸盘内产生负压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵来消除第三真空吸盘内的负压，再通过单片机控制第一气缸的活塞杆进行收缩，以实现机器人在直线方向上进行移动，当红外探测器检测到抵达窗边缘时，将信号传输给单片机，单片机接收到信号后，通过单片机控制第二气缸的活塞杆伸长，使得第二真空吸盘底面与玻璃贴合，并通过单片机控制第二抽真空泵抽吸第二真空吸盘与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第二真空吸盘内产生负气压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵来消除第三真空吸盘内的负压，然后通过控制继电器来使得伺服电机转动一定角度，从而带动主体旋转一定角度，以实现对机器人清洗方向的调整；

2、本发明通过利用单片机控制电磁阀打开，并在水泵的抽吸作用下将水箱内清洗玻璃用水抽吸至输水支管内，由喷头喷出待擦玻璃上，且由于刷头上的刷毛最低点低于清洗区的底面，一方面可避免直接干刷时，刷毛在玻璃上造成划伤，另一方面可使得机器人贴合在玻璃上后，刷子的刷毛与待擦玻璃充分接触，从而大大提高对玻璃的清洗效果，同时，由于与水嘴连接的输水管为连接软管，可使得机器人在玻璃上进行任意方向的移动时，水嘴始终浸没在水箱内的清洗玻璃用水中，能够确保清洗玻璃用水的稳定供应；

3、本发明通过在清洗区底部边缘位置配合设有密封圈，可防止由喷头喷出的清洗玻璃用水从机器人与玻璃的贴合面处渗漏出来，而造成清洗玻璃用水的浪费。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的第一齿轮排列结构示意图；

图3为本发明的整体俯视图；

图4为本发明的移动架剖视图；

图5为本发明的旋转机构结构示意图；

图6为本发明的套筒横向剖视图；

图7为本发明的控制原理图；

图中：1主体、2移动架、3滑块、4滑槽、5隔板、6第一气缸、7红外探测器、8位移传感器、9第一抽真空泵、10第一真空吸盘、11第一连接管、12提手、13控制器、14定时器、15注水管、16托架、17驱动电机、18主动轮、19刷子、20第一齿轮、21从动轮、22供电电源、23水箱、24输水主管、25连接软管、26水嘴、27液位传感器、28输水支管、29水泵、30电磁阀、31固定夹、32喷头、33密封圈、34第二气缸、35第二真空吸盘、36第二抽真空泵、37第二连接管、38旋转机构、381伺服电机、382第二齿轮、383套筒、384轮齿、39第三抽真空泵、40第三真空吸盘、41第三连接管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了如图1-7所示的一种可移动式擦窗机器人，包括主体1，所述主体1外部配合设有移动架2，所述移动架2由平行设置的两侧板和一端的竖板组成，两个所述侧板内壁设置有滑块3，所述主体1两侧对应设有滑槽4，所述滑块3设置于滑槽4内，且与滑槽4之间活动连接，所述主体1中部水平设有隔板5，所述隔板5将主体1划分为储纳室和清洗室，所述储纳室一端内壁固定设有第一气缸6，所述第一气缸6端部的活塞杆贯穿其所在侧壁，且与移动架2的竖板固定相连，所述竖板外侧设置有红外探测器7和位移传感器8，所述竖板底部设置有凹槽，所述凹槽内腔顶部固定设有第一抽真空泵9，所述第一抽真空泵9端部连接有第一连接管11，所述第一连接管11端部连接有第一真空吸盘10，所述主体1顶部中心位置设置有提手12，所述提手12一侧设置有控制器13，所述控制器13上设置有定时器14；

所述储纳室内腔顶部固定设有托架16，所述托架16顶部设置有驱动电机17，所述驱动电机17输出轴上固定套设有主动轮18，所述托架16一侧设置有供电电源22，所述清洗室包括有旋转区、清洗区和导向移动区，所述旋转区内腔顶部设置有第二气缸34，所述第二气缸34的活塞杆端部固定连接有第二真空吸盘35，所述第二气缸34一侧设置有第二抽真空泵36以及另一侧设置有旋转机构38，所述第二真空吸盘35与第二抽真空泵36之间连接有第二连接管37，所述清洗区内腔设置有刷子19，所述导向移动区内腔顶部设置有第三抽真空泵39，所述第三抽真空泵39端部连接有第三连接管41，所述第三连接管41端部连接有第三真空吸盘40。

进一步的，在上述技术方案中，所述清洗区轴截面形状为闭合的圆角矩形，所述刷子19数量设置有两组，每组设有多个，且多个刷子19沿清洗区内壁均匀排布，多个所述刷子19均包括刷头和刷杆，且多个刷子19的刷杆上均固定套设有第一齿轮20，同组相邻刷杆上套设的第一齿轮20之间通过传动链条传动连接，两组刷子19其中一个对应位置的刷杆上均固定套设有从动轮21，且刷杆顶端通过滚珠轴承与托架16活动连接，所述从动轮21设置在第一齿轮20顶部，所述主动轮18与从动轮21之间通过传动带传动连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述旋转机构38包括伺服电机381，所述伺服电机381输出轴端部固定套设有第二齿轮382，所述伺服电机381输出轴外部套设有套筒383，所述套筒383一端固定设置于旋转区对应位置的隔板5底部，所述套筒383内壁设有与第二齿轮382相配合的轮齿384，所述套筒383的深度大于第二齿轮382的厚度。

进一步的，在上述技术方案中，所述控制器13内部设置有单片机，所述单片机分别与红外探测器7、位移传感器8、定时器14、液位传感器27以及电磁阀30均电性连接，所述单片机通过继电器分别与泵、气缸和电机相连接，其中，单片机选用的是M68HC16型单片机，红外探测器7选用的是DT-7380型红外探测器，位移传感器8选用的是GT2系列的位移传感器，液位传感器27选用的是JYB-KO-L型液位传感器，电磁阀30选用的是SMC型电磁阀。

上述技术方案的有益效果为：本发明通过单片机控制第一气缸6的活塞杆伸长，以带动移动架2的侧板沿滑槽4移动一定距离，随后通过单片机控制第一抽真空泵9抽吸第一真空吸盘10与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第一真空吸盘10内产生负压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵39来消除第三真空吸盘40内的负压，再通过单片机控制第一气缸6的活塞杆进行收缩，以实现机器人在直线方向上进行移动，当红外探测器7检测到抵达窗边缘时，将信号传输给单片机，单片机接收到信号后，通过单片机控制第二气缸34的活塞杆伸长，使得第二真空吸盘35底面与玻璃贴合，并通过单片机控制第二抽真空泵36抽吸第二真空吸盘35与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第二真空吸盘35内产生负气压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵39来消除第三真空吸盘40内的负压，然后通过控制继电器来使得伺服电机381转动一定角度，从而带动主体1旋转一定角度，以实现对机器人清洗方向的调整。

实施例2：

进一步的，在上述技术方案中，所述隔板5顶部设置有水箱23，所述水箱23顶部连接有输水主管24，所述储纳室内腔顶部设置有固定夹31，所述输水主管24通过固定夹31固定在储纳室顶部，所述输水主管24上设置有水泵29和电磁阀30，所述输水主管24一端连接有连接软管25，所述连接软管25底端连接有水嘴26，所述连接软管25外壁设置有液位传感器27，所述连接软管25设置于水箱23内部，所述水箱23顶部连接有注水管15，所述注水管15的进水端配合设有止漏塞，所述清洗区内腔顶部的中线上配合设有输水支管28，所述输水主管24与输水支管28相连通，所述输水支管28底部均匀分布有喷头32，可通过单片机控制电磁阀30打开，并在水泵29的抽吸作用下将水箱23内清洗玻璃用水抽吸至输水支管28内，由喷头32喷出待擦玻璃上，一方面可避免直接干刷时，刷毛在玻璃上造成划伤，另一方面可大大提高对玻璃的清洗效果。

进一步的，在上述技术方案中，所述清洗区底部边缘位置配合设有密封圈33，可防止由喷头32喷出的清洗玻璃用水从机器人与玻璃的贴合面处渗漏出来，而造成清洗玻璃用水的浪费。

进一步的，在上述技术方案中，所述刷头上的刷毛最低点低于清洗区的底面，可使得机器人贴合在玻璃上后，刷子19的刷毛与待擦玻璃充分接触，从而大大提高对玻璃的清洗效果。

本发明工作原理：

参照说明书附图1和3-7，使用时，先通过控制器13对定时器14进行定时，然后将机器人与待擦玻璃相贴合，并通过控制器13内的单片机控制第三抽真空泵39抽吸第三真空吸盘40与玻璃之间形成的容腔内的气体，使得第三真空吸盘内产生负压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，接着通过单片机控制电磁阀30打开，同时，在水泵29的抽吸作用下将水箱23内清洗玻璃用水抽吸至输水支管28内，由喷头32喷出，在清洗玻璃用水喷到玻璃上后，单片机通过控制驱动电机17转动，使套设于驱动电机17输出轴上的主动轮18通过传动带带动从动轮21转动，从而带动刷子19对玻璃进行清洗，当通过定时器14设定的清洗时间到达后，定时器14将信号传输给单片机，单片机通过控制第二气缸34的活塞杆伸长，使得第二真空吸盘35底面与玻璃贴合，并通过单片机控制第二抽真空泵36抽吸第二真空吸盘35与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第二真空吸盘35内产生负气压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵39来消除第三真空吸盘40内的负压，接着通过单片机控制第一气缸6的活塞杆伸长，以带动移动架2的侧板沿滑槽4移动一定距离，随后通过单片机控制第一抽真空泵9抽吸第一真空吸盘10与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第一真空吸盘10内产生负压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵39来消除第三真空吸盘40内的负压，再通过单片机控制第一气缸6的活塞杆进行收缩，以实现机器人在直线方向上进行移动清洗，当红外探测器7检测到抵达窗边缘时，将信号传输给单片机，单片机接收到信号后，通过单片机控制第二气缸34的活塞杆伸长，使得第二真空吸盘35底面与玻璃贴合，并通过单片机控制第二抽真空泵36抽吸第二真空吸盘35与玻璃之间形成的容腔内的气体，使第二真空吸盘35内产生负气压，从而使机器人牢牢吸附正在玻璃上，同时，通过单片机控制第三抽真空泵39来消除第三真空吸盘40内的负压，然后通过控制继电器来使得伺服电机381转动一定角度，从而使主体1旋转一定角度，以实现对机器人清洗方向的调整，若是液位传感器27检测到水箱23内的清洗玻璃用水即将用完时，会将信号传输给单片机，单片机接收到信号后，会通过继电器控制驱动电机17停止工作，以提醒清洗人员及时补充清洗玻璃用水；

参照说明书附图2，刷子19在转动过程中，由于各个刷杆上均套设有第一齿轮20，且同组相邻刷杆上套设的第一齿轮20之间通过传动链条传动连接，只需通过一个驱动电机17即可实现两组刷子19同时转动，大大降低了生产成本。

最后应说明的是：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 (8)

1.一种可移动式擦窗机器人，包括主体(1)，其特征在于：所述主体(1)外部配合设有移动架(2)，所述移动架(2)由平行设置的两侧板和一端的竖板组成，两个所述侧板内壁设置有滑块(3)，所述主体(1)两侧对应设有滑槽(4)，所述滑块(3)设置于滑槽(4)内，且与滑槽(4)之间活动连接，所述主体(1)中部水平设有隔板(5)，所述隔板(5)将主体(1)划分为储纳室和清洗室，所述储纳室一端内壁固定设有第一气缸(6)，所述第一气缸(6)端部的活塞杆贯穿其所在侧壁，且与移动架(2)的竖板固定相连，所述竖板外侧设置有红外探测器(7)和位移传感器(8)，所述竖板底部设置有凹槽，所述凹槽内腔顶部固定设有第一抽真空泵(9)，所述第一抽真空泵(9)端部连接有第一连接管(11)，所述第一连接管(11)端部连接有第一真空吸盘(10)，所述主体(1)顶部中心位置设置有提手(12)，所述提手(12)一侧设置有控制器(13)，所述控制器(13)上设置有定时器(14)；

所述储纳室内腔顶部固定设有托架(16)，所述托架(16)顶部设置有驱动电机(17)，所述驱动电机(17)输出轴上固定套设有主动轮(18)，所述托架(16)一侧设置有供电电源(22)，所述清洗室包括有旋转区、清洗区和导向移动区，所述旋转区内腔顶部设置有第二气缸(34)，所述第二气缸(34)的活塞杆端部固定连接有第二真空吸盘(35)，所述第二气缸(34)一侧设置有第二抽真空泵(36)以及另一侧设置有旋转机构(38)，所述第二真空吸盘(35)与第二抽真空泵(36)之间连接有第二连接管(37)，所述清洗区内腔设置有刷子(19)，所述导向移动区内腔顶部设置有第三抽真空泵(39)，所述第三抽真空泵(39)端部连接有第三连接管(41)，所述第三连接管(41)端部连接有第三真空吸盘(40)。

2.根据权利要求1所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述隔板(5)顶部设置有水箱(23)，所述水箱(23)顶部连接有输水主管(24)，所述储纳室内腔顶部设置有固定夹(31)，所述输水主管(24)通过固定夹(31)固定在储纳室顶部，所述输水主管(24)上设置有水泵(29)和电磁阀(30)，所述输水主管(24)一端连接有连接软管(25)，所述连接软管(25)底端连接有水嘴(26)，所述连接软管(25)外壁设置有液位传感器(27)，所述连接软管(25)设置于水箱(23)内部，所述水箱(23)顶部连接有注水管(15)，所述注水管(15)的进水端配合设有止漏塞。

3.根据权利要求2所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述清洗区内腔顶部的中线上配合设有输水支管(28)，所述输水主管(24)与输水支管(28)相连通，所述输水支管(28)底部均匀分布有喷头(32)。

4.根据权利要求1所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述清洗区轴截面形状为闭合的圆角矩形，所述刷子(19)数量设置有两组，每组设有多个，且多个刷子(19)沿清洗区内壁均匀排布，多个所述刷子(19)均包括刷头和刷杆，且多个刷子(19)的刷杆上均固定套设有第一齿轮(20)，同组相邻刷杆上套设的第一齿轮(20)之间通过传动链条传动连接，两组刷子(19)其中一个对应位置的刷杆上均固定套设有从动轮(21)，且刷杆顶端通过滚珠轴承与托架(16)活动连接，所述从动轮(21)设置在第一齿轮(20)顶部，所述主动轮(18)与从动轮(21)之间通过传动带传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述清洗区底部边缘位置配合设有密封圈(33)。

6.根据权利要求4所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述刷头上的刷毛最低点低于清洗区的底面。

7.根据权利要求1所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述旋转机构(38)包括伺服电机(381)，所述伺服电机(381)输出轴端部固定套设有第二齿轮(382)，所述伺服电机(381)输出轴外部套设有套筒(383)，所述套筒(383)一端固定设置于旋转区对应位置的隔板(5)底部，所述套筒(383)内壁设有与第二齿轮(382)相配合的轮齿(384)，所述套筒(383)的深度大于第二齿轮(382)的厚度。

8.根据权利要求2所述的一种可移动式擦窗机器人，其特征在于：所述控制器(13)内部设置有单片机，所述单片机分别与红外探测器(7)、位移传感器(8)、定时器(14)、液位传感器(27)以及电磁阀(30)均电性连接，所述单片机通过继电器分别与泵、气缸和电机相连接。

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