CN109227556B - 一种超声波清洗机器人和清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波技术领域，特别涉及一种超声波清洗机器人，包括机器人本体，机器人本体设有传感器模块、控制装置、第一驱动装置、第二驱动装置、超声波清洗装置，传感器模块用于采集机器人本体以及周围物体的位置数据，第一驱动装置包括空腔，机器人本体通过改变空腔内水量上浮或者下潜，第二驱动装置包括推进器，推进器包括设置于机器人本体两侧的第一推进器和第二推进器，第一推进器和第二推进器能够单独运行或一起运行，控制装置与传感器模块信号连接，控制装置用于控制驱动装置和超声波清洗装置动作，机器人本体设有防水封装。本发明体积更小，使用更加便捷。本发明能够实现在清洁区域内的充分移动，清洁强度更大。

Description

一种超声波清洗机器人和清洗方法

技术领域

本发明涉及超声波技术领域，特别涉及一种超声波清洗机器人和清洗方法。

背景技术

目前，超声波清洗已经在表面喷涂处理行业、机械行业、电子行业、医疗行业等得到了广泛应用，许多工件、设备都采用超声波来清洗，但是由于现有的超声波清洗装置体积庞大，携带不方便，将物品放置于其中清洗时，清洗效果往往不够均匀，致使清洗效果不够理想。因此，现在出现了一些体积较小的超声波清洗设备，其体积较小，便于携带，且其能够与被清洗物品一起放置于清洗介质中，然而由于现有技术的超声波清洗设备其在清洗介质中移动的能力有限，造成只能清洗较小物体，或者清洗不彻底的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之一是：提供一种超声波清洗机器人，其体积较小，使用便捷，能够实现在清洁区域内的充分移动，对物品的清洗效果更均匀，清洗效果更好。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的之二是：提供一种超声波清洗机器人的清洗方法，其能够更好地发挥超声波清洗的环保优势，让超声波清洗在生活中普及。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声波清洗机器人，包括机器人本体，机器人本体设有传感器模块、控制装置、第一驱动装置、第二驱动装置、超声波清洗装置，传感器模块用于采集机器人本体以及周围物体的位置数据，第一驱动装置包括空腔，机器人本体通过改变空腔内水量上浮或者下潜，第二驱动装置包括推进器，推进器包括设置于机器人本体两侧的第一推进器和第二推进器，第一推进器和第二推进器能够单独运行或一起运行，控制装置与传感器模块信号连接，控制装置用于控制驱动装置和超声波清洗装置动作，机器人本体设有防水封装。

第一驱动装置包括空腔、气阀、储气装置，空腔与外部连通，气阀与空腔以及储气装置连通，通过改变空腔内气体的量从而改变空腔的储液量，空腔为一个，设置于机器人本体的底部，推进器设置于机器人本体的底部，超声波清洗装置设置于机器人本体的顶部。

空腔为两个，第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔分别设置于机器人本体的底部和顶部，推进器设置于机器人本体的底部，超声波清洗装置设置于机器人本体的顶部。

机器人本体设有若干个空腔，若干个空腔以机器人本体的中心为圆心呈环形阵列排布。

机器人本体为圆球体形、椭圆体形、扁球体形中的任意一种。

第一推进器和第二推进器为带有螺旋桨叶的推进器或者喷气推进器中的一种。

超声波清洗装置包括超声波发生器和换能器，换能器能够将超声波发生器发出的超声波的声能转换为机械振动的动能。

传感器模块包括超声波传感器和陀螺仪传感器，超声波传感器设于机器人本体的上部，陀螺仪传感器设于机器人本体的底部。

一种超声波清洗机器人的清洗方法，包括如下步骤，

步骤一、超声波清洗机器人和被清洗物体均放入清洗介质中；

步骤二、超声波清洗机器人在第一驱动装置的驱动下旋转一周，并利用传感器模块扫描采集机器人本体及周围物体位置信息，从而确定清洗空间边界；

步骤三、根据清洗模式进行超声波测距，规划移动路径；

步骤四、根据规划好的移动路径控制第一驱动装置、第一推进器和第二推进器的开闭，使机器人按照路径移动并使用超声波清洗装置完成清洗。

移动路径为上浮时，空腔中液体排出机器人本体外面，从而减轻机器人本体的重量实现上浮；

移动路径为下潜时，机器人本体外面的清洗介质被吸取并注入空腔中，从而增加超声波清洗机器人的重量实现下潜；

移动路径为转向时，第一推进器和第二推进器中的一个运转驱使机器人本体旋转；

移动路径为前进时，第一推进器和第二推进器同时运转，驱使机器人本体前进。

总的说来，本发明具有如下优点：

1)本发明与现有的超声波清洗仪器相比，体积更小，使用更加便捷。

2)本发明与现有的自动清洗装置想比，能够实现在清洁区域内的充分移动，清洁强度更大。

3)本发明能够更好地发挥超声波清洗的环保优势，让超声波清洗在生活中普及。

附图说明

图1为本发明一种超声波清洗机器人的结构示意图。

图2为本发明一种超声波清洗机器人的平面结构示意图。

图3为本发明一种超声波清洗机器人的一个实施例的平面结构示意图。

图4为本发明一种超声波清洗机器人的另一个实施例的平面结构示意图。

图5为本发明一种超声波清洗机器人的另一个实施例的结构示意图。

其中图1～图5中包括有：

1——机器人本体；

111——超声波传感器、112——陀螺仪传感器；

121——第一推进器、122——第二推进器；

131——空腔、

1311——第一空腔、1312——第二空腔、

132——气阀、133——储气装置；

14——超声波清洗装置；

15——开关；

2——水泵、21——进水口、22——出水口。

具体实施方式

下面来对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

如图1、图2所示，一种超声波清洗机器人，包括机器人本体1，机器人本体1设有传感器模块、控制装置、驱动装置、超声波清洗装置14。传感器模块用于采集机器人本体1以及周围物体的位置数据，驱动装置包括空腔131、气阀 132、储气装置133和推进器，空腔131与外部连通，气阀132与空腔131以及储气装置133连通，通过改变空腔131内气体的量从而改变空腔131的储液量，推进器包括设置于机器人本体1两侧的第一推进器121和第二推进器122，第一推进器121和第二推进器122能够单独运行或一起运行，控制装置与传感器模块信号连接，控制装置用于控制驱动装置和超声波清洗装置14动作，机器人本体1设有防水封装。机器人本体1上还设有开关15，开关15用于控制超声波清洗机器人的开启和关闭。储气装置133带有抽、放气装置，抽气时空腔131中的气体减少，液体注入空腔131，气体储存于储气装置133；放气时与上述过程方向相反。第一推进器121或第二推进器122单独运行时，在机器人本体1一侧部施加推力，能够驱使机器人本体1旋转从而实现转向；第一推进器121和第二推进器122一起运行时驱使机器人本体1前进。通过改变储液室的储液量来改变超声波清洗机器人的重量，使其重量大于或小于其受到的浮力，从而使其能够下潜或上浮。推进器能够驱使机器人本体1旋转或前进，因此通过传感器模块的定位与控制装置的控制，超声波机器人可以在清洗区域内充分移动，能够贴近待清洗物品通过超声波清洗装置14进行超声波清洗，清洗效果更均匀，清洗效果更好。

空腔131为一个，设置于机器人本体1的底部，推进器设置于机器人本体1 的底部，超声波清洗装置14设置于机器人本体1的顶部。通过气阀132改变空腔131的储液量来改变超声波清洗机器人的重量，使其重量大于或小于其受到的浮力，从而使其能够下潜或上浮。推进器能够驱使机器人本体1旋转或前进，因此通过传感器模块的定位与控制装置的控制，超声波机器人可以在清洗区域内充分移动，能够贴近待清洗物品通过超声波清洗装置14进行超声波清洗，清洗效果更均匀，清洗效果更好。

机器人本体1为圆球体形、椭圆体形、扁球体形中的任意一种。

第一推进器121和第二推进器122为带有螺旋桨叶的推进器或者喷气推进器中的一种。或者其它效果相同的推进器。相比于用螺旋浆式推进器来实现下潜或上浮，优选喷气式推进器运行更加安全，噪音更小。

超声波清洗装置14包括超声波发生器和换能器，换能器能够将超声波发生器发出的超声波的声能转换为机械振动的动能。

传感器模块包括超声波传感器111和陀螺仪传感器112，超声波传感器111 设于机器人本体1的上部，陀螺仪传感器112设于机器人本体1的底部。采用这种结构后，机器人本体1能够更好地识别自身位置信息以及待清洗物品的位置信息。

一种超声波清洗机器人的清洗方法，包括如下步骤，

步骤一、超声波清洗机器人和被清洗物体均放入清洗介质中；

步骤二、超声波清洗机器人在驱动装置的驱动下旋转一周，并利用传感器模块扫描采集机器人本体1及周围物体位置信息，从而确定清洗空间边界；

步骤三、根据清洗模式进行超声波测距，规划移动路径；

步骤四、根据规划好的移动路径控制气阀132及第一推进器121和第二推进器122的开闭，使机器人按照路径移动并使用超声波清洗装置14完成清洗。

移动路径为上浮时，气阀132往空腔131中冲入气体并将液体排出机器人本体1外面，从而减轻超声波清洗机器人的重量实现上浮；

移动路径为下潜时，气阀132将空腔131中的气体抽出，与此同时机器人本体1外面的清洗介质被吸取并注入空腔131中，从而增加超声波清洗机器人的重量实现下潜；

移动路径为转向时，第一推进器121和第二推进器122中的一个运转驱使机器人本体1旋转；

移动路径为前进时，第一推进器121和第二推进器122同时运转，驱使机器人本体1前进。

实施例2

本实施例的主要结构与实施例1相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：如图3所示，空腔131为两个，第一空腔1311和第二空腔1312，第一空腔1311和第二空腔1312分别设置于机器人本体1的底部和顶部，推进器设置于机器人本体1的底部，超声波清洗装置14设置于机器人本体1的顶部。当机器人本体1处于正常姿态时，即顶部在上，底部在下，第一空腔1311排空，第二空腔1312充满液体，此时机器人本体1处于“头重脚轻”的状态，进而带动机器人本体1实现上下翻转，从而改变超声波清洗装置14的输出角度和位置，能够清洗到常规情况下某些难以清洗到的角度和位置。

实施例3

本实施例的主要结构与实施例1相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：如图4所示，机器人本体1设有若干个空腔131，若干个空腔131以机器人本体1的中心为圆心呈环形阵列排布。机器人本体1能够通过给相应空腔131 充满液体，将其它空腔131内液体排空控制机器人本体1的姿态。充满液体的空腔131较重，向下旋转，从而实现调整机器人本体1的姿态。从而改变超声波清洗装置14的输出角度和位置，能够清洗到常规情况下某些难以清洗到的角度和位置。

实施例4

本实施例的主要结构与实施例1相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于：如图5所示，机器人本体1的下部设有一个空腔131，空腔131与机器人本体1外部通过进水口21和出水口22连通，空腔131连接水泵2，进水口21 和出水口22均分别设有单向阀，当机器人本体1规划路径为上浮时，水泵2通过出水口22将空腔131内的液体排出，机器人本体1重量小于浮力时，机器人本体1上浮，当机器人本体1规划路径为下潜时，水泵2通过进水口21将外部清洗介质吸入空腔131内，机器人本体1重量大于浮力时，机器人本体1下潜。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种超声波清洗机器人的清洗方法，其中，机器人本体设有传感器模块、控制装置、第一驱动装置、第二驱动装置、超声波清洗装置，传感器模块用于采集机器人本体以及周围物体的位置数据，第一驱动装置包括空腔，机器人本体通过改变空腔内水量上浮或者下潜，第二驱动装置包括推进器，推进器包括设置于机器人本体两侧的第一推进器和第二推进器，第一推进器和第二推进器能够单独运行或一起运行，控制装置与传感器模块信号连接，控制装置用于控制驱动装置和超声波清洗装置动作，机器人本体设有防水封装；机器人本体上还设有开关，开关用于控制超声波清洗机器人的开启和关闭；其中，第一驱动装置包括空腔、气阀、储气装置，空腔与外部连通，气阀与空腔以及储气装置连通，通过改变空腔内气体的量从而改变空腔的储液量，推进器设置于机器人本体的底部，超声波清洗装置设置于机器人本体的顶部；空腔为两个，包括第一空腔和第二空腔，第一空腔和第二空腔分别设置于机器人本体的底部和顶部，推进器设置于机器人本体的底部，超声波清洗装置设置于机器人本体的顶部；其特征在于：包括如下步骤，

步骤一、超声波清洗机器人和被清洗物体均放入清洗介质中；

步骤二、超声波清洗机器人在第一驱动装置的驱动下旋转一周，并利用传感器模块扫描采集机器人本体及周围物体位置信息，从而确定清洗空间边界；

步骤三、根据清洗模式进行超声波测距，规划移动路径；

步骤四、根据规划好的移动路径控制第一驱动装置、第一推进器和第二推进器的开闭，使机器人按照路径移动并使用超声波清洗装置完成清洗；

其中，当需要清洗常规情况下某些难以清洗到的角度和位置时，排空第一空腔，在第二空腔充满液体，机器人本体实现上下翻转，从而改变超声波清洗装置的输出角度和位置，实现清洗常规情况下某些难以清洗到的角度和位置。

2.按照权利要求1所述的一种超声波清洗机器人的清洗方法，其特征在于：

移动路径为上浮时，空腔中液体排出机器人本体外面，从而减轻机器人本体的重量实现上浮；

移动路径为下潜时，机器人本体外面的清洗介质被吸取并注入空腔中，从而增加超声波清洗机器人的重量实现下潜；

移动路径为转向时，第一推进器和第二推进器中的一个运转驱使机器人本体旋转；

移动路径为前进时，第一推进器和第二推进器同时运转，驱使机器人本体前进。

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