CN109965792A - 一种墙壁清洁装置和墙壁清洁系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种墙壁清洁装置和墙壁清洁系统，所述装置包括本体、动力单元、控制单元、升降单元、作业手臂、行走单元、定位单元和吸尘单元；所述作业手臂的一端与本体固定，另一端自由延伸，自由延伸的端部设置有吸尘单元；所述定位单元用于获取当前墙壁清洁装置的坐标位置信息，所述控制单元用于在作业手臂长度达不到待清洁区域的位置高度时，发送第一控制信号至升降单元；所述升降单元用于接收第一控制信号，将所述本体提升至待清洁区域的位置的对应高度；所述控制单元还用于通过动力单元驱动作业手臂往复运动，以使得吸尘单元对待清洁区域进行清洁操作。相较于人工进行清洁墙壁的方式，本发明具有操作简单、高效便捷、应用场景广泛等优点。

Description

一种墙壁清洁装置和墙壁清洁系统
技术领域
本发明涉及机器人自动化应用领域，尤其涉及一种墙壁清洁装置和墙壁清洁系统。
背景技术
随着科技的发展和社会的进步，人们的生活变得越来越便捷。在清洁领域，清洁机器人得到了广泛应用。目前的清洁机器人的功能是以清扫地板为主，对于位置较高的待清洁区域则无能为力，依然需要采用人工的方式进行清理。以墙壁为例，由于墙壁面积往往较大、高度较高，在高位置区域极易堆积尘土，在对这部分区域的尘土进行清理时，清洁人员需要站在升降平台上进行作业，不仅效率低下也存在着极大的安全隐患。
发明内容
为此，需要提供一种墙壁清洁装置和系统，用以解决现有的清洁机器人无法清理高度较高的待清洁区域的灰尘，导致清理工作繁琐、人工成本高的问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种墙壁清洁装置，所述装置包括本体、动力单元、控制单元、升降单元、作业手臂、行走单元、定位单元和吸尘单元；所述升降单元设置于行走单元的上方，所述本体设置于升降单元的上方；所述作业手臂的一端与本体固定，另一端自由延伸，自由延伸的端部设置有吸尘单元；所述控制单元分别与动力单元、行走单元、作业手臂、吸尘单元、定位单元连接；所述动力单元分别与升降单元、作业手臂连接；
所述定位单元用于获取当前墙壁清洁装置的坐标位置信息，所述控制单元用于在作业手臂长度达不到待清洁区域的位置高度时，发送第一控制信号至升降单元；
所述升降单元用于接收第一控制信号，将所述本体提升至待清洁区域的位置的对应高度；所述控制单元还用于通过动力单元驱动作业手臂往复运动，以使得吸尘单元对待清洁区域进行清洁操作。
进一步地，所述吸尘单元包括毛刷、毛刷旋转单元、存储单元、吸尘管；所述毛刷旋转单元与动力单元连接，所述毛刷旋转单元与毛刷传动连接；所述毛刷上还设置有吸附孔隙，所述吸附孔隙通过吸尘管与存储单元连通。
进一步地，所述吸附孔隙的数量为多个，且均匀分布在所述毛刷上。
进一步地，所述本体上还设置有三维激光传感器，所述三维激光传感器与控制单元连接。
进一步地，所述本体上还设置有声呐传感器和二维激光传感器，所述声呐传感器、二维激光传感器分别与控制单元连接。
进一步地，所述声呐传感器的数量为两个，包括第一声呐传感器和第二声呐传感器，所述第一声呐传感器和第二声呐传感器分别设置于本体相对的两侧。
进一步地，所述二维激光传感器的数量为两个，包括第一二维激光传感器和第二二维激光传感器，所述第一二维激光传感器和第二二维激光传感器分别设置于本体相对的两侧。
发明人还提供了一种墙壁清洁系统，所述系统包括终端和墙壁清洁装置，所述墙壁清洁装置为前文所述的墙壁清洁装置，所述终端与墙壁清洁装置的控制单元连接，所述终端用于发送控制指令至所述控制单元。
本发明提供了一种墙壁清洁装置和系统，所述装置包括本体、动力单元、控制单元、升降单元、作业手臂、行走单元、定位单元和吸尘单元；所述升降单元设置于行走单元的上方，所述本体设置于升降单元的上方；所述作业手臂的一端与本体固定，另一端自由延伸，自由延伸的端部设置有吸尘单元；所述控制单元分别与动力单元、行走单元、作业手臂、吸尘单元、定位单元连接；所述动力单元分别与升降单元、作业手臂连接；所述定位单元用于获取当前墙壁清洁装置的坐标位置信息，所述控制单元用于在作业手臂长度达不到待清洁区域的位置高度时，发送第一控制信号至升降单元；所述升降单元用于接收第一控制信号，将所述本体提升至待清洁区域的位置的对应高度；所述控制单元还用于通过动力单元驱动作业手臂往复运动，以使得吸尘单元对待清洁区域进行清洁操作。相较于人工进行清洁墙壁的方式，本发明具有操作简单、高效便捷、应用场景广泛等优点。
附图说明
图1为本发明一实施例涉及的墙壁清洁装置的结构示意图；
图2为本发明一实施例涉及的墙壁清洁装置的模块示意图；
图3为本发明一实施例涉及的墙壁清洁系统的模块示意图；
附图标记：
1、第一二维激光传感器；2、升降单元；3、本体；4、三维激光传感器；5、作业手臂；6、吸尘单元；7、第二二维激光传感器；8、第一声呐传感器；9、行走单元；10、第三声呐传感器；11、第二声呐传感器；
101、控制单元；102、动力单元；103、定位单元；104、二维激光传感器；105、声呐传感器；
111、终端。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1和图2，本发明提供了一种墙壁清洁装置，所述装置包括本体3、动力单元102、控制单元101、升降单元2、作业手臂5、行走单元9、定位单元103和吸尘单6元；所述升降单元2设置于行走单元9的上方，所述本体3设置于升降单元2的上方；所述作业手臂5的一端与本体固定，另一端自由延伸，自由延伸的端部设置有吸尘单元；所述控制单元101分别与动力单元102、行走单元9、作业手臂5、吸尘单元6、定位单元103连接；所述动力单元102分别与升降单元2、作业手臂5连接；
所述定位单元103用于获取当前墙壁清洁装置的坐标位置信息，所述控制单元用于在作业手臂长度达不到待清洁区域的位置高度时，发送第一控制信号至升降单元。所述升降单元2用于接收第一控制信号，将所述本体提升至待清洁区域的位置的对应高度；所述控制单元101还用于通过动力单元驱动作业手臂往复运动，以使得吸尘单元对待清洁区域进行清洁操作。
在本实施方式中，所述本体上还设置有三维激光传感器4，所述三维激光传感器4与控制单元101连接。三维激光传感器4的作用是对清洁机器人的工作环境地图进行立体扫描，控制单元对扫描出的地图进行重组构建，从而模拟出清洁机器人工作的真实环境。以清洁墙壁为例，三维激光传感器4重构出墙体的大小、高度、位置等信息，控制单元一边对墙体进行清洁作业一边可以对清洁过的区域进行记录。由于作业手臂最大延伸长度是一定的，如果本体的高度位置保持不变，那么作业手臂只能对高度在作业手臂最大延伸长度以下的墙体区域进行清洁作业。当墙壁清洁装置(即清洁机器人)清洁完成高度位置较低的墙体区域时，控制单元将通过控制升降单元对本体进行升降，使得作业手臂能够达到待清洁区域的位置高度。具体地，当控制单元将本体当前坐标位置信息与待清洁区域的坐标位置信息进行对比，当检测到作业手臂延伸后的最大长度达不到待清洁区域的位置高度时，发送第一控制信号至升降单元，从而控制升降单元对本体进行升降。相较于人工清洁墙壁的方式，本发明极大提高了清洁效率以及清洁过程的安全性。
在某些实施例中，所述吸尘单元包括毛刷、毛刷旋转单元、存储单元、吸尘管；所述毛刷旋转单元与动力单元连接，所述毛刷旋转单元与毛刷传动连接；所述毛刷上还设置有吸附孔隙，所述吸附孔隙通过吸尘管与存储单元连通。这样，通过作业手臂的来回摆动，带动所述吸尘单元在待清洁的区域表面往复作业，同时毛刷旋转单元可以带动所述毛刷旋转作业，使得待清洁的墙体表面的灰尘通过吸附孔隙进入到存储单元中，存储单元用于存储毛刷说刮落的灰尘，避免灰尘掉落在地板上导致需要二次清理，从而进一步提高了清洁效率。所述吸附孔隙的数量为多个，且均匀分布在所述毛刷上。优选的，为了保证毛刷在清灰时不对墙体造成损伤，所述毛刷与墙体平行设置。
在本实施方式中，行走单元包括4个行走轮，本体设置在行走轮上，通过行走轮的滚动进行移动。当然，在其他实施例中，行走轮的数量可以根据实际需要进行调整，如可以为2个或3个。所述动力单元用于提供动力。在本实施方式中，动力单元为电机及其驱动机构，例如行走单元包括4个行走轮时，电机的数量为两个，每个电机分别用于驱动两个行走轮，行走单元的转向采用双轮差动的方式进行。所述控制单元为具有控制信号发送功能以及数据处理功能的电子元件，可以为CPU、MCU、PLC控制器等。所述作业手臂可以为四轴作业手臂或六轴作业手臂。
在某些实施例中，所述本体上还设置有声呐传感器105和二维激光传感器104，所述声呐传感器105、二维激光传感器104分别与控制单元101连接。在本实施方式中，所述声呐传感器的数量为两个，包括第一声呐传感器8和第二声呐传感器11，所述第一声呐传感器8和第二声呐传感器11分别设置于本体相对的两侧。墙壁清洁装置通过二维激光传感器和声呐传感器对周围环境进行感知，实现行走过程中避障的功能。
在另一些实施例中，为了更好地实现墙壁清洁装置的避障功能，二维激光传感器和声呐传感器的还可以被配置为其他数量。例如声呐传感器的数量为3个，除了第一声呐传感器8和第二声呐传感器11之外，还包括第三声呐传感器10，第三声呐传感器设置于与第一声呐传感器8和第二声呐传感器11不同的侧面。同理，声呐传感器的数量还可以为4个，分别前、后、左、右设置于本体的4个侧面，有效提高装置的避障能力。所述二维激光传感器的数量也可以为两个，包括第一二维激光传感器1和第二二维激光传感器7，两个二维激光传感器设置于本体相对的两侧，为装置行走进行导航以及实现避障功能。
如图3所示，本发明还提供了一种墙壁清洁系统，所述系统包括终端111和墙壁清洁装置，所述墙壁清洁装置为如前文所述的墙壁清洁装置，所述终端与墙壁清洁装置的控制单元101连接，所述终端111用于发送控制指令至所述控制单元101，控制单元101可以根据终端发送的操作指令，开始在指定的墙体区域进行清洁工作，简化了用户操作步骤，提升了用户体验。
需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种墙壁清洁装置，其特征在于，所述装置包括本体、动力单元、控制单元、升降单元、作业手臂、行走单元、定位单元和吸尘单元；所述升降单元设置于行走单元的上方，所述本体设置于升降单元的上方；所述作业手臂的一端与本体固定，另一端自由延伸，自由延伸的端部设置有吸尘单元；所述控制单元分别与动力单元、行走单元、作业手臂、吸尘单元、定位单元连接；所述动力单元分别与升降单元、作业手臂连接；
所述定位单元用于获取当前墙壁清洁装置的坐标位置信息，所述控制单元用于在作业手臂长度达不到待清洁区域的位置高度时，发送第一控制信号至升降单元；
所述升降单元用于接收第一控制信号，将所述本体提升至待清洁区域的位置的对应高度；所述控制单元还用于通过动力单元驱动作业手臂往复运动，以使得吸尘单元对待清洁区域进行清洁操作。
2.如权利要求1所述的墙壁清洁装置，其特征在于，所述吸尘单元包括毛刷、毛刷旋转单元、存储单元、吸尘管；所述毛刷旋转单元与动力单元连接，所述毛刷旋转单元与毛刷传动连接；所述毛刷上还设置有吸附孔隙，所述吸附孔隙通过吸尘管与存储单元连通。
3.如权利要求2所述的墙壁清洁装置，其特征在于，所述吸附孔隙的数量为多个，且均匀分布在所述毛刷上。
4.如权利要求1所述的墙壁清洁装置，其特征在于，所述本体上还设置有三维激光传感器，所述三维激光传感器与控制单元连接。
5.如权利要求1所述的墙壁清洁装置，其特征在于，所述本体上还设置有声呐传感器和二维激光传感器，所述声呐传感器、二维激光传感器分别与控制单元连接。
6.如权利要求5所述的墙壁清洁装置，其特征在于，所述声呐传感器的数量为两个，包括第一声呐传感器和第二声呐传感器，所述第一声呐传感器和第二声呐传感器分别设置于本体相对的两侧。
7.如权利要求5所述的墙壁清洁装置，其特征在于，所述二维激光传感器的数量为两个，包括第一二维激光传感器和第二二维激光传感器，所述第一二维激光传感器和第二二维激光传感器分别设置于本体相对的两侧。
8.一种墙壁清洁系统，其特征在于，所述系统包括终端和墙壁清洁装置，所述墙壁清洁装置为如权利要求1至7任一项所述的墙壁清洁装置，所述终端与墙壁清洁装置的控制单元连接，所述终端用于发送控制指令至所述控制单元。
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