CN110693382B - 一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，包括一个设于外壳背面边缘的擦窗框组件；其包括第一电机、同步轴、驱动齿轮、齿条、伸缩平台、压紧装置及擦拭巾；第一电机安装于外壳上，同步轴通过支座与外壳旋转连接且与第一电机传动连接；同步轴上传动连接有驱动齿轮，伸缩平台盖设于同步轴之上且底部固定连接有齿条，齿条与驱动齿轮啮合传动；伸缩平台与外壳沿水平方向伸缩滑动连接；具有弹性的擦拭巾的底边与外壳的底边可拆卸贴合，擦拭巾的顶边与伸缩平台可拆卸贴合，使伸缩平台伸缩运动时牵引擦拭巾摆动；用于压紧并改变擦拭巾延伸形状的压紧装置安装于伸缩平台上。本发明可以清洁玻璃表面的同时，还能清洁任意形状的窗框。

Description

一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人

技术领域

本发明涉及清洁装置领域，具体涉及一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人。

背景技术

现代建筑的构成，玻璃的外墙或玻璃窗户都十分常见。但由此带来难以清洁的问题。

一般的居家建筑，清洁玻璃窗的内表面十分简单，但清洁玻璃窗的外表面则十分困扰，因为居民难以在高空环境爬到玻璃窗的外侧进行清洁。目前市面上有一种电动的擦窗机器人，通过吸附装置吸附在玻璃窗表面，并以行走系统移动实现玻璃表面的清洁。但现有技术中的这种擦窗机器人智能清洁玻璃，并不能清洁窗框，因此窗框还是长年累月地积聚灰尘。

更重要的是，窗框的形状具有几种不同的设计，擦窗框必须适应不同窗框的形状。目前主流的窗框主要由矩形窗框及斜角窗框。矩形窗框的截面外形是矩形的，其侧面与玻璃之间相互垂直，但其凸出于玻璃表面的高度不尽相同；斜角窗框的侧面与玻璃呈一定夹角，形成一个斜面。需要同时兼容这两种主流形状，兼顾不同的尺寸，目前的擦玻璃机器人都不能做到。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，可以清洁玻璃表面的同时，还能清洁任意形状的窗框。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其设有安装于外壳内部的控制单元，外壳内部朝正面安装有作用于玻璃表面的吸附装置和行走系统，外壳的正面表面还装设有用于擦拭玻璃的抹布和刮水条，外壳的外围还设有四边感应装置；

还包括一个设于外壳背面边缘的擦窗框组件；擦窗框组件包括第一电机、同步轴、驱动齿轮、齿条、伸缩平台、压紧装置及擦拭巾；第一电机安装于外壳上且与控制单元连接，同步轴通过支座与外壳旋转连接且与第一电机传动连接；同步轴上传动连接有驱动齿轮，伸缩平台盖设于同步轴之上且底部固定连接有齿条，齿条与驱动齿轮啮合传动；伸缩平台与外壳沿水平方向伸缩滑动连接；具有弹性的擦拭巾的底边与外壳的底边可拆卸贴合，擦拭巾的顶边与伸缩平台可拆卸贴合，使伸缩平台伸缩运动时牵引擦拭巾摆动；用于压紧并改变擦拭巾延伸形状的压紧装置安装于伸缩平台上。

进一步的，所述压紧装置包括第二电机、丝杆、导轨、滑块、弹簧、固定构件、滑动构件、剪叉组件及压杆；第二电机安装于伸缩平台上，其与丝杆传动连接，丝杆通过支座与伸缩平台旋转连接；导轨安装于伸缩平台上，其外端固定连接有固定构件；滑块与导轨滑动连接，且滑块与导轨之间设有弹簧，使滑块始终具有向固定构件滑动的趋势；滑动构件与滑块连接，滑动构件上设有与丝杆的螺母配合的拨动片，使丝杆的螺母可通过拨动片带动滑动构件克服弹簧的弹力远离固定构件；两个剪叉组件分别设于两侧，其顶部两个活动端分别与固定构件及活动构件铰接；两个剪叉组件的底端之间连接设有压杆，使剪叉组件向下伸出时带动压杆向下运动压在擦拭巾的背面，改变擦拭巾的延伸轨迹。

进一步的，所述剪叉组件包括至少一组剪叉杆组，每组剪叉杆组包括第一剪叉杆及第二剪叉杆，第一剪叉杆与第二剪叉杆在中部相互交叉铰接，相邻连接的剪叉杆组之间，位于下方的第一剪叉杆的顶端与位于上方的第二剪叉杆的底端铰接、位于下方的第二剪叉杆的顶端与位于上方的第一剪叉杆的底端铰接；位于最顶部的第一剪叉杆的顶端与固定构件铰接，位于顶部的第二剪叉杆的顶端与滑动构件铰接；位于底部的第二剪叉杆的底端与压杆连接，带动压杆上下运动。

进一步的，所述伸缩平台包括盖板、伸缩滑轨、底板；底板通过伸缩滑轨与外壳伸缩滑动连接，盖板固定盖设于底板的表面；齿条固定安装于底板上；擦拭巾的顶边可拆卸贴合于盖板上。

进一步的，所述底板的边缘装设有感应装置，感应装置与控制单元连接。

进一步的，所述外壳的边缘设有用于容纳擦窗框组件的容纳腔，第一电机、同步轴、驱动齿轮、齿条及压紧装置收纳于容纳腔中，且容纳腔的顶部与伸缩平台配合，使伸缩平台收缩时盖设于容纳腔顶部将其遮蔽。

进一步的，所述伸缩平台的后方向后延伸设有遮蔽板，使伸缩平台伸出后遮蔽板遮蔽于容纳腔的顶部。

本发明提供的一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，具有以下优点：

能够实现擦玻璃的同时，实现清洁窗框，且适应不同形状结构的窗框；

使用方法与普通的擦窗机器人完全相同，擦窗框组件可以收纳，不占用过多空间；

擦拭巾可以拆卸清洗，维护简单方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人的整体结构分解示意图。

图2为图1的底部视角示意图。

图3为剪叉组件的结构示意图。

图4为本发明作用于斜角窗框的状态示意图。

图5为本发明作用于矩形窗框的状态示意图。

附图标记说明：

100、外壳 200、四边感应装置

300、吸附装置 400、行走系统

500、窗框

1、第一电机 2、同步轴

3、驱动齿轮 4、齿条

5、擦拭巾 6、第二电机

7、丝杆 8、导轨

9、滑块 10、弹簧

11、固定构件 12、滑动构件

13、剪叉组件 14、压杆

15、第一剪叉杆 16、第二剪叉杆

17、盖板 18、伸缩滑轨

19、底板 20、感应装置

21、遮蔽板

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，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

请参阅图1至图2，本发明提供了一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其设有安装于外壳100内部的控制单元，外壳100内部朝正面安装有作用于玻璃表面的吸附装置300和行走系统400，外壳100的正面表面还装设有用于擦拭玻璃的抹布和刮水条，外壳100的外围还设有四边感应装置200。

还包括一个设于外壳100背面边缘的擦窗框组件；擦窗框组件包括第一电机1、同步轴2、驱动齿轮3、齿条4、伸缩平台、压紧装置及擦拭巾5；第一电机1安装于外壳100上且与控制单元连接，同步轴2通过支座与外壳100旋转连接且与第一电机1传动连接；同步轴2上传动连接有驱动齿轮3，伸缩平台盖设于同步轴2之上且底部固定连接有齿条4，齿条4与驱动齿轮3啮合传动；伸缩平台与外壳100沿水平方向伸缩滑动连接；具有弹性的擦拭巾5的底边与外壳100的底边可拆卸贴合，擦拭巾5的顶边与伸缩平台可拆卸贴合，使伸缩平台伸缩运动时牵引擦拭巾5摆动；用于压紧并改变擦拭巾5延伸形状的压紧装置安装于伸缩平台上。

本发明如现有技术的普通擦窗机器人一样，具有清洁玻璃表面的功能。具体是通过吸附装置300产生负压使擦窗机器人整个吸附在玻璃表面，再通过控制单元的算法，使行走系统400以特定的轨迹驱动行走，从而擦拭整面玻璃。当然，这里不区分擦窗机器人是充电式的还是接电式的，如果是充电式的还应装设蓄电池。另外还有一些必要的装置如：安全绳等，能够实现的擦玻璃功能如：边缘检测、路径自动计算、清洁完成自动回归原点等，都与本发明的技术重点无关，在此不作赘述。

请参阅图4至图5，本发明的技术重点在于擦窗框组件。控制单元的算法可以进行窗框500擦拭，一般是擦玻璃前。擦窗机器人会先靠近窗框500，这个以现有的四边感应装置200即可做到，然后以擦窗框组件一侧对准该窗框500，控制第一电机1转动，通过驱动齿轮3与齿条4的啮合传动，带动整个伸缩平台做伸缩滑动。伸缩平台伸出后，擦拭巾5的顶边会被带动向外摆动。然后通过压紧装置向下压紧，去改变擦拭巾5的延伸形状，从而适应窗框500的形状。由于擦拭巾5是弹性材质的，可以补偿这个过程中总长度的伸长量。

对此，窗框500无论呈矩形或斜角的外形，擦拭巾5都能够适应贴合。具体的过程是：伸缩平台伸出后，擦拭巾5的顶边会被强行扯到窗框500的外表面之外一定距离，擦拭巾5的下半部分会受到牵引作用贴合在窗框500的侧面，无论这个侧面是斜面或垂直面。然后压紧装置向下压，使擦拭巾5的上半部贴合在窗框500的外表面。只要配合擦拭巾5的弹性，就能做到完全覆盖窗框500的外表面及侧面，擦窗机器人整体移动的过程中即完成窗框500的擦拭清洁。

详见图1至图2，作为优选，所述压紧装置包括第二电机6、丝杆7、导轨8、滑块9、弹簧10、固定构件11、滑动构件12、剪叉组件13及压杆14；第二电机6安装于伸缩平台上，其与丝杆7传动连接，丝杆7通过支座与伸缩平台旋转连接；导轨8安装于伸缩平台上，其外端固定连接有固定构件11；滑块9与导轨8滑动连接，且滑块9与导轨8之间设有弹簧10，使滑块9始终具有向固定构件11滑动的趋势；滑动构件12与滑块9连接，滑动构件12上设有与丝杆7的螺母配合的拨动片，使丝杆7的螺母可通过拨动片带动滑动构件12克服弹簧10的弹力远离固定构件11；两个剪叉组件13分别设于两侧，其顶部两个活动端分别与固定构件11及活动构件铰接；两个剪叉组件13的底端之间连接设有压杆14，使剪叉组件13向下伸出时带动压杆14向下运动压在擦拭巾5的背面，改变擦拭巾5的延伸轨迹。

伸缩平台的伸缩动作通过第一电机1控制，压紧装置的下压动作则通过第二电机6控制。当伸缩平台伸出到位后，第二电机6驱动丝杆7转动，进而带动丝杆7的螺母朝固定构件11的方向运动。在此过程中，滑块9在弹簧10的作用下朝固定构件11的方向滑动，带动滑动构件12靠近固定构件11。剪叉组件13就会像剪刀一样闭合并向下伸出，从而使压杆14向下伸出压在擦拭巾5的背面。

需要注意的是，丝杆7的螺母并没有直接与滑动构件12连接以实现传动。因为此处涉及到一个问题：窗框500的凸出高度是不确定的，因此剪叉组件13的伸出幅度也相应是不确定的。因此这里通过弹簧10带动剪叉伸出，当压杆14下压到窗框500表面即无法继续下压，这个阻力会最终传递到弹簧10，使滑块9克服弹簧10的弹力停在相应的位置。要注意当滑块9停止运动后，丝杆7的螺母与滑动构件12的拨动片将分离。

以上结构可以使压紧装置自动适应窗框500的凸出高度，而不需要任何检测装置。这对于简化结构有重要作用，此外也能降低成本。

此外，滑动构件12之所以折弯成说明书附图所示的奇特形状，实际仅仅是为了避开第二电机6等部件的干涉，从原理上该结构形状并未发挥任何实质作用。其目的仅仅是为了让第二电机6等部件能够更紧凑地排列。

详见图3，进一步说明：所述剪叉组件13包括至少一组剪叉杆组，每组剪叉杆组包括第一剪叉杆15及第二剪叉杆16，第一剪叉杆15与第二剪叉杆16在中部相互交叉铰接，相邻连接的剪叉杆组之间，位于下方的第一剪叉杆15的顶端与位于上方的第二剪叉杆16的底端铰接、位于下方的第二剪叉杆16的顶端与位于上方的第一剪叉杆15的底端铰接；位于最顶部的第一剪叉杆15的顶端与固定构件11铰接，位于顶部的第二剪叉杆16的顶端与滑动构件12铰接；位于底部的第二剪叉杆16的底端与压杆14连接，带动压杆14上下运动。

运用多组剪叉杆组相连接有助于确保下压幅度充分的前提下，减小收纳空间的占用。如图3中所示，对于最下方的第一剪叉杆15，其下半段对于本发明是多余的，以虚线表示，该部分可以裁切以节省空间。

详见图1，作为优选，所述伸缩平台包括盖板17、伸缩滑轨18、底板19；底板19通过伸缩滑轨18与外壳100伸缩滑动连接，盖板17固定盖设于底板19的表面；齿条4固定安装于底板19上；擦拭巾5的顶边可拆卸贴合于盖板17上。

为了配合伸缩动作，作为进一步的优选，所述底板19的边缘装设有感应装置20，感应装置20与控制单元连接。当感应装置20发出感应信号，即伸缩平台的外侧边已经要触碰窗框500侧方的墙体，第一电机1应马上停转，使伸缩平台的伸出截止。所述感应装置20不限于压力开关、雷达等装置。

优选的，所述外壳100的边缘设有用于容纳擦窗框组件的容纳腔，第一电机1、同步轴2、驱动齿轮3、齿条4及压紧装置收纳于容纳腔中，且容纳腔的顶部与伸缩平台配合，使伸缩平台收缩时盖设于容纳腔顶部将其遮蔽。此外，所述伸缩平台的后方向后延伸设有遮蔽板21。

容纳腔提供了擦窗框组件的容纳空间，使平时擦窗框组件整体不会外凸，也使产品整体更美观。同时，由于伸缩平台伸出后，容纳腔的顶部必定外露，遮蔽板21能够在伸缩平台伸出时遮蔽容纳腔的顶部。

本发明所提供的一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，能够实现擦玻璃的同时，实现清洁窗框500，且适应不同形状结构的窗框500。且压紧装置的特殊结构，能够适应不同尺寸的窗框500。使用方法与普通的擦窗机器人完全相同，擦窗框组件可以收纳，不占用过多空间。擦拭巾5可以拆卸清洗，维护简单方便。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其设有安装于外壳内部的控制单元，外壳内部朝正面安装有作用于玻璃表面的吸附装置和行走系统，外壳的正面表面还装设有用于擦拭玻璃的抹布和刮水条，外壳的外围还设有四边感应装置，其特征在于：

还包括一个设于外壳背面边缘的擦窗框组件；擦窗框组件包括第一电机、同步轴、驱动齿轮、齿条、伸缩平台、压紧装置及擦拭巾；第一电机安装于外壳上且与控制单元连接，同步轴通过支座与外壳旋转连接且与第一电机传动连接；同步轴上传动连接有驱动齿轮，伸缩平台盖设于同步轴之上且底部固定连接有齿条，齿条与驱动齿轮啮合传动；伸缩平台与外壳沿水平方向伸缩滑动连接；具有弹性的擦拭巾的底边与外壳的底边可拆卸贴合，擦拭巾的顶边与伸缩平台可拆卸贴合，使伸缩平台伸缩运动时牵引擦拭巾摆动；用于压紧并改变擦拭巾延伸形状的压紧装置安装于伸缩平台上；

所述伸缩平台包括盖板、伸缩滑轨、底板；底板通过伸缩滑轨与外壳伸缩滑动连接，盖板固定盖设于底板的表面；齿条固定安装于底板上；擦拭巾的顶边可拆卸贴合于盖板上。

2.根据权利要求1所述的可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其特征在于：所述压紧装置包括第二电机、丝杆、导轨、滑块、弹簧、固定构件、滑动构件、剪叉组件及压杆；第二电机安装于伸缩平台上，其与丝杆传动连接，丝杆通过支座与伸缩平台旋转连接；导轨安装于伸缩平台上，其外端固定连接有固定构件；滑块与导轨滑动连接，且滑块与导轨之间设有弹簧，使滑块始终具有向固定构件滑动的趋势；滑动构件与滑块连接，滑动构件上设有与丝杆的螺母配合的拨动片，使丝杆的螺母可通过拨动片带动滑动构件克服弹簧的弹力远离固定构件；两个剪叉组件分别设于两侧，其顶部两个活动端分别与固定构件及活动构件铰接；两个剪叉组件的底端之间连接设有压杆，使剪叉组件向下伸出时带动压杆向下运动压在擦拭巾的背面，改变擦拭巾的延伸轨迹。

3.根据权利要求2所述的可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其特征在于：所述剪叉组件包括至少一组剪叉杆组，每组剪叉杆组包括第一剪叉杆及第二剪叉杆，第一剪叉杆与第二剪叉杆在中部相互交叉铰接，相邻连接的剪叉杆组之间，位于下方的第一剪叉杆的顶端与位于上方的第二剪叉杆的底端铰接、位于下方的第二剪叉杆的顶端与位于上方的第一剪叉杆的底端铰接；位于最顶部的第一剪叉杆的顶端与固定构件铰接，位于顶部的第二剪叉杆的顶端与滑动构件铰接；位于底部的第二剪叉杆的底端与压杆连接，带动压杆上下运动。

4.根据权利要求1所述的可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其特征在于：所述底板的边缘装设有感应装置，感应装置与控制单元连接。

5.根据权利要求1至3任一所述的可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其特征在于：所述外壳的边缘设有用于容纳擦窗框组件的容纳腔，第一电机、同步轴、驱动齿轮、齿条及压紧装置收纳于容纳腔中，且容纳腔的顶部与伸缩平台配合，使伸缩平台收缩时盖设于容纳腔顶部将其遮蔽。

6.根据权利要求5所述的可擦任意外形窗框的擦窗机器人，其特征在于：所述伸缩平台的后方向后延伸设有遮蔽板，使伸缩平台伸出后遮蔽板遮蔽于容纳腔的顶部。

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