CN111358330A

CN111358330A - 一种擦玻璃器

Info

Publication number: CN111358330A
Application number: CN202010376990.4A
Authority: CN
Inventors: 孙岩; 陈健; 杨佳龙; 陈青龙; 宋瑞; 任建鑫
Original assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Current assignee: University of Science and Technology Liaoning USTL
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-07-03

Abstract

本发明涉及玻璃清洁设备技术领域，具体涉及一种擦玻璃器。包括左机、右机与控制器；所述左机与右机结构相同，均包括内部小外壳、内部大外壳、舵机、电磁铁、永磁铁、外部小外壳、外部大外壳与擦玻璃布；舵机、电磁铁、擦玻璃布固接在内部大外壳上，内部小外壳与内部大外壳转动相连，舵机与内部小外壳相连，永磁铁、擦玻璃布固接在外部大外壳上，外部小外壳与外部大外壳转动相连；左机内部小外壳与右机内部小外壳通过内部连杆相连，左机外部小外壳与右机外部小外壳通过外部连杆相连；所述电磁铁、舵机均与控制器相连接。结构简单小巧、擦洗速度快、节省劳力、节省时间、安全性高。

Description

一种擦玻璃器

技术领域

本发明涉及玻璃清洁设备技术领域，具体涉及一种擦玻璃器。

背景技术

随着城市楼房越建越高，擦洗玻璃窗的难度也在不断增大，尤其是窗外侧玻璃，既不便于清擦，清擦起来还存在相当大的危险性。

目前，市面上的擦玻璃器通常由两部分组成、靠磁力作用相配合的擦玻璃，现有的擦玻璃器均为手动操作式，操作者需要握持擦玻璃工具的室内操作部分移动，通过磁力带动室外部分移动对玻璃窗的两面同时进行擦洗；而且擦洗高大玻璃窗时仍然需要借助梯子才能实现全方位擦洗，既不安全，登高擦洗移动梯子也无法提高擦洗速度。使用这种工具无法达到节省劳力，节省时间，提高安全性的目的。目前擦洗窗外侧玻璃已经成为家庭乃至城市楼房清洁的一大难题，既不安全又不易擦全、擦净。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种擦玻璃器，结构简单小巧、擦洗速度快、节省劳力、节省时间、安全性高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种擦玻璃器，包括左机、右机与控制器；所述左机与右机结构相同，均包括内部小外壳、内部大外壳、舵机、电磁铁、永磁铁、外部小外壳、外部大外壳与擦玻璃布；舵机、电磁铁、擦玻璃布固接在内部大外壳上，内部小外壳与内部大外壳转动相连，舵机与内部小外壳相连，永磁铁、擦玻璃布固接在外部大外壳上，外部小外壳与外部大外壳转动相连；左机内部小外壳与右机内部小外壳通过内部连杆相连，左机外部小外壳与右机外部小外壳通过外部连杆相连；所述电磁铁、舵机均与控制器相连接。

所述内部小外壳与内部大外壳通过轴承转动相连，外部小外壳与外部大外壳通过轴承转动相连。

所述内部连杆两端设有外螺纹，左机内部小外壳、右机内部小外壳设有与之相应的螺纹孔，内部连杆与左机内部小外壳、右机内部小外壳通过螺纹相连；所述外部连杆两端设有外螺纹，左机外部小外壳、右机外部小外壳设有与之相应的螺纹孔，外部连杆与左机外部小外壳、右机外部小外壳通过螺纹相连。

还包括微动开关，微动开关固接在内部大外壳的外部，微动开关与控制器电气相连。

所述控制器为单片机控制器，包括主控MCU、PWM电路与电源电路，微动开关、电磁铁、舵机、PWM电路和电源电路均与主控MCU相连接；电源电路为稳压电路，其输入端连接蓄电池。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明巧妙地设计了各部分结构之间的配合运动，结构简单，操作方便，不用手工操作，可以实现自动行走、自动擦洗，操作人员只需要将它的室内部分和室外部分吸附到需要擦洗的玻璃上的适当位置即可，从而可以大大减轻操作者的劳动强度；此外，该擦玻璃器安装方便、工作可靠、自动化程度高、擦洗效率高、擦拭更干净；本发明具有擦洗速度快，节省劳力，节省时间，安全性高的优点。

附图说明

图1为本发明结构示意主视剖视图；

图2为本发明结构示意侧视剖视图；

图3为本发明立体结构示意图；

图4为本发明电气原理框图；

图5为本发明电气结构图。

图中：1-内部连杆，2-外部连杆，3-右侧舵机，4-左侧舵机，5-内部左侧小外壳，6-内部右侧小外壳，7-外部左侧小外壳，8-外部右侧小外壳，9-左侧电磁铁，10-右侧电磁铁，11-左侧永磁铁，12-右侧永磁铁，13-内部左侧大外壳，14-内部右侧大外壳，15-外部左侧大外壳，16-外部右侧大外壳，17-右侧微动开关，18-内部右侧擦玻璃布，19-内部左侧擦玻璃布，20-外部左侧擦玻璃布，21-外部右侧擦玻璃布，22-左侧微动开关，23-内部右侧轴承，24-内部左侧轴承，25-外部左侧轴承，26-外部右侧轴承。

具体实施方式

实施例：

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

如图1-3所示，一种擦玻璃器，包括左机、右机与控制器；左机与右机结构相同，左机右机均由内部机构与外部结构组成，内部机构用于清洁内侧的玻璃，外部机构用于清洁外侧的玻璃。

左机内部机构包括左侧舵机4、内部左侧小外壳5、左侧电磁铁9、内部左侧大外壳13、内部左侧擦玻璃布19、左侧微动开关22与内部左侧轴承24。左侧舵机4固接在内部左侧大外壳13一侧的外壁上，内部左侧小外壳5通过内部左侧轴承24与内部左侧大外壳13转动连接，内部左侧小外壳5罩在左侧舵机4外部，左侧舵机4的输出轴与内部左侧小外壳5相连，带动内部左侧小外壳5旋转。左侧电磁铁9固接在内部左侧大外壳13壳体的内部，左侧擦玻璃布19固接在内部左侧大外壳13另一侧的外表面上。左侧微动开关22固接在内部左侧大外壳13外部侧壁上。

左机外部机构包括外部左侧小外壳7、左侧永磁铁11、外部左侧大外壳15、外部左侧擦玻璃20与外部左侧轴承25。外部左侧小外壳7通过外部左侧轴承25与外部左侧大外壳15一侧的外壁转动连接，左侧永磁铁11固接在外部左侧大外壳15的壳体内部，外部左侧擦玻璃布20固接在外部左侧大外壳15的另一侧的外表面上。

右机内部机构包括右侧舵机3、内部右侧小外壳6、右侧电磁铁10、内部右侧大外壳14、内部右侧擦玻璃布18、右侧微动开关17与内部右侧轴承23。右侧舵机3固接在内部右侧大外壳14一侧的外壁上，内部右侧小外壳6罩在右侧舵机3外部，右侧舵机3的输出轴与内部右侧小外壳6相连，并带动其转动。内部右侧小外壳6通过与内部右侧轴承23与内部右侧大外壳14一侧的外壁转动相连，右侧电磁铁10固接在内部右侧大外壳14壳体内部，内部右侧擦玻璃布18固接在内部右侧大外壳14另一侧的外表面。右侧微动开关17固接在内部右侧大外壳14外部侧壁上。

右机外部机构包括外部右侧大外壳16、外部右侧擦玻璃布21、外部右侧小外壳8、外部右侧轴承26与右侧永磁铁12，外部右侧小外壳8通过右侧轴承26与外部右侧大外壳16一侧外壁转动连接，右侧永磁铁12固接在外部右侧大外壳16壳体内，外部右侧擦玻璃布21固接在外部右侧大外壳16另一侧外表面上。

内部连杆1两端设有外螺纹，内部左侧小外壳5、内部右侧小外壳6设有与之相应的螺纹孔，内部连杆1与内部左侧小外壳5、内部右侧小外壳6通过螺纹相连。外部连杆2两端设有外螺纹，外部左侧小外壳7、外部右侧小外壳8设有与之相应的螺纹孔，外部连杆2与外部左侧小外壳7、外部右侧小外壳8通过螺纹相连。

如图4、图5所示，控制器为单片机控制器，包括主控MCU、PWM电路与电源电路，微动开关、电磁铁、舵机、PWM电路和电源电路均与主控MCU相连接；电源电路为稳压电路，其输入端连接蓄电池。

舵机采用SG90 MG90S 9g型，微动开关采用KW2-3 3A125VAC型，蓄电池选择3.6V的锂电池，稳压电路输入端为蓄电池的3.6V电源，通过DC3.6V-5V升压型稳压芯片完成，5V电源连接5V-3.3V稳压芯片为各芯片提供3.3V电源。所述的蓄电池还可以选择12V航模电池，则电源稳压芯片选择LM7805型12V转5V电源芯片。脉冲宽度调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的现有技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。

本发明通过主控MCU给定的调速PWM实现定角度旋转。主控MCU除了控制旋转，另一个重要功能就是控制磁铁的磁力，使其可以更好地停留在玻璃上，便于工作电磁铁采用圆形电吸盘，磁力为150N的直流电磁铁完全可以承受擦玻璃器的重量需提供12V的电源，使用的电池为航模电池，由稳压电路供给芯片3.3V电压。主控芯片加上晶振，实现自动化，使用带编码器的直流减速舵机控制电磁铁，舵机提供电压，PWM控制舵机旋转。

本发明的工作原理如工作过程为：首先内部结构左侧电磁铁9通电，左侧电磁铁9与外部结构对应的左侧永磁铁11相吸引，使内部左侧大外壳13和外部左侧大外壳15牢固吸引在玻璃上。右侧电磁铁10处于断电状态，与外部结构的右侧永磁铁12保持相对较小的吸引力。能够使内部右侧大外壳14上的擦玻璃布18和外部右侧大外壳16上的擦玻璃布21贴在玻璃上。

然后左侧舵机4运转，顺时针旋转60度，右侧舵机3不工作。左侧舵机4输出轴嵌入内部左侧小外壳5的异性孔内。内部连杆1与内部左侧小外壳5和内部右侧小外壳6通过螺纹连接。内部左侧小外壳5与内部左侧大外壳13通过内部左侧轴承24相连，两者之间能够产生相对转动。因此，左侧舵机4带动内部左侧小外壳5顺时针旋转60度，内部连杆1随着内部左侧小外壳5旋转60度，进而带动内部右侧小外壳6及内部右侧其它结构旋转。未通电的右侧电磁铁10吸引右侧永磁铁12，使外部右侧擦玻璃布21跟随内部右侧擦玻璃布18运动，进而使内部右侧大外壳14上的擦玻璃布18和外部右侧大外壳16上的擦玻璃布21沿玻璃表面运动，能够实现玻璃内外表面的同时清洁。

此后，左侧电磁铁9断电，右侧电磁铁10通电，右侧电磁铁10与右侧永磁铁12相吸引，使右侧结构牢固吸引在玻璃上。右侧舵机3运转，左侧舵机4不工作。右侧舵机3带动内部右侧小外壳6逆时针旋转60度，通过内部连杆1带动左侧结构逆时针旋转，使内部左侧大外壳13上的擦玻璃布19和外部左侧大外壳15上的擦玻璃布20沿玻璃表面运动，达到清洁玻璃的目的。

按照上述步骤，如此往复，能够实现左右两侧对称部分交替吸附和交替清洁玻璃的动作。

当擦玻璃器每运动至玻璃边缘时，当机器到达窗框边缘时，微动开关受到的压力通过传动元件(按钮)将力作用于动作簧片上，并将能量积聚到临界点后(90～100gf)，产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点与定触点快速断开，接通下接触片，通过电路将信号传送给主控MCU，实现了一次动作转换，避免机器与窗框的碰撞。当传动元件上的外力消失后，动作簧片产生反向作用力，在反向行程达到簧片的临界点后，瞬时完成反向动作，接通常闭触点，完成开关的一次动作循环。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种擦玻璃器，其特征在于：包括左机、右机与控制器；所述左机与右机结构相同，均包括内部小外壳、内部大外壳、舵机、电磁铁、永磁铁、外部小外壳、外部大外壳与擦玻璃布；舵机、电磁铁、擦玻璃布固接在内部大外壳上，内部小外壳与内部大外壳转动相连，舵机与内部小外壳相连，永磁铁、擦玻璃布固接在外部大外壳上，外部小外壳与外部大外壳转动相连；左机内部小外壳与右机内部小外壳通过内部连杆相连，左机外部小外壳与右机外部小外壳通过外部连杆相连；所述电磁铁、舵机均与控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种擦玻璃器，其特征在于：所述内部小外壳与内部大外壳通过轴承转动相连，外部小外壳与外部大外壳通过轴承转动相连。

3.根据权利要求1所述的一种擦玻璃器，其特征在于：所述内部连杆两端设有外螺纹，左机内部小外壳、右机内部小外壳设有与之相应的螺纹孔，内部连杆与左机内部小外壳、右机内部小外壳通过螺纹相连；所述外部连杆两端设有外螺纹，左机外部小外壳、右机外部小外壳设有与之相应的螺纹孔，外部连杆与左机外部小外壳、右机外部小外壳通过螺纹相连。

4.根据权利要求1所述的一种擦玻璃器，其特征在于：还包括微动开关，微动开关固接在内部大外壳的外部，微动开关与控制器电气相连。

5.根据权利要求1或4所述的一种擦玻璃器，其特征在于：所述控制器为单片机控制器，包括主控MCU、PWM电路与电源电路，微动开关、电磁铁、舵机、PWM电路和电源电路均与主控MCU相连接；电源电路为稳压电路，其输入端连接蓄电池。