CN112075888B - 一种清洗机器人及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工程清洁设备领域，具体涉及一种清洗机器人及其使用方法，包括底座、行走装置、喷水装置，底盘为方形中空框架，行走装置安装在底盘内侧，所述行走装置包括两组安装在所述底盘两侧的行走结构，底盘上方安装有防护外壳，防护外壳内设有安装面板，在所述安装面板上设有电源和控制芯片，电源、伺服电机均与控制芯片连接，所述喷水装置包括储水机构和清洗机构，所述清洗机构安装在底盘下方，且清洗机构安装在底盘的前方，所要解决的技术问题为提供一种能够随机调节清洁区域、适用范围广、使用安全、清洁效果好的清洗机器人。

Description

一种清洗机器人及其使用方法
技术领域
本发明涉及工程清洁设备领域，具体涉及一种清洗机器人及其使用方法。
背景技术
现代建筑建造的风格越来越追求华丽和时尚，逐渐摒弃传统的砖混结构；现有的建筑都基本采用剪力墙框架结构，由于框架结构省去了传统建筑的实体墙体，为了使建筑更加通透，采光更加充分，同时满足建筑外观的华丽设计，通常采用钢化玻璃作为建筑外墙，从而取代砖混结构的实体墙结构；尤其是办公写字楼，地标性建筑，超高型楼宇多采用玻璃外墙结构。玻璃外墙结构的优势非常明显，不仅外观大气，醒目，华丽，对于建筑内部的采光，通风都是非常有益的，深得人们的喜爱。但也有较多的弊端，由于玻璃具有反光的特性，要想长久的保持建筑物的亮丽如新，在粉尘酸雨齐聚的大城市里，玻璃幕墙必须定期进行清洁维护。
现有的玻璃幕墙清洁方式还处于比较传统的状态，通常是将吊篮用钢丝固定在建筑物的顶端，清洁幕布的工人利用吊篮，或者直接采用吊绳的方式对玻璃进行人工手动清洁，这种方式最大的优点是清洁质量和效果能够随时为人所控制，能够达到比较满意的清洁效果；但其纯在的弊端也非常突出，其一，对于高空作业的工人来说，人身安全存在非常大的隐患，一旦发生意外将直接导致伤亡；其二，清洁的人工成本非常高昂；其三，吊具吊绳的安装非常麻烦。
公开号为CN108756279A的一种高楼外墙玻璃清洗系统，它包括支撑装置、擦洗装置和控制单元；支撑装置用于支撑擦洗装置，并且调整擦洗装置相对于外墙玻璃的位置；擦洗装置包括固定架、吸附结构和清理结构；吸附结构和清理结构均设置在固定架上，吸附结构用于将擦洗装置固定在外墙玻璃上，清理结构用于擦洗外墙玻璃；控制单元用于控制擦洗装置工作。本发明提供的高楼外墙玻璃清洗系统，控制单元控制清理结构自动擦洗外墙玻璃，相比现有的蜘蛛人清洗，不但清洗效率高，而且还不会有安全隐患。
但是上述技术仍存在以下问题：清洗不够彻底，玻璃材质极易吸附杂质，在清洗过程中仍有很多杂质会吸附在墙面上，还有一些陈年污垢不易清洗掉。
发明内容
本发明提供了一种能够随机调节清洁区域、适用范围广、使用安全、清洁效果好的清洗机器人。
本发明提供的基础方案为：一种清洗机器人，包括底座、行走装置、喷水装置，底盘为方形中空框架，行走装置安装在底盘内侧，所述行走装置包括两组安装在所述底盘两侧的行走结构，所述行走结构均包括转向轮和至少两个行走轮、链条和伺服电机，所述至少两个行走轮通过链条连接，所述伺服电机驱动任一行走轮运动，底盘上方安装有防护外壳，防护外壳内设有安装面板，在所述安装面板上设有电源和控制芯片，电源、伺服电机均与控制芯片连接，所述喷水装置包括储水机构和清洗机构，所述清洗机构安装在底盘下方，且清洗机构安装在底盘的前方。
优选地，所述清洗机构包括固定清洗机构，所述固定清洗机构通过固定板与底座前方连接，所述固定清洗机构包括第一清洁刷和第二清洁刷，所述第一清洁刷和第二清洁刷通过连接杆与固定板连接。
优选地，所述固定板上部与底座连接，所述固定板下部的两端各具有一个凸起，所述两个凸起均开有通孔，所述连接杆穿过两个凸起的通孔，且所述连接杆与凸起固定连接，所述连接杆中部滑动连接有刮洗结构，所述刮洗结构包括一个刮洗板，所述刮洗板底部与第一清洁刷和第二清洁刷的底部处于同一直线上，所述刮洗板上方固定连接一个异形杆，所述异形杆通过滑块与连接杆连接，所述滑块内部设有信号接收器，所述信号接收器与控制芯片连接。
优选地，所述清洗机构还包括活动清洗机构，所述活动清洗机构包括第三清洁刷，所述第三清洁刷通过转动结构与固定板连接。
优选地，所述转动结构包括第一转动臂和第二转动臂，所述第一转动臂一端通过第一连接件与固定板连接，所述第一连接件固定安装在固定板上，所述第一转动臂和第一连接件铰接，所述第一转动臂的另一端连接支撑柱，所述支撑柱上端连接电控机构，所述支撑柱下端转动连接有第二连接件，所述第二连接件的另一端与第二转动臂连接，所述第二转动臂另一端连接第三连接件，所述第三连接件与第三清洁刷连接，所述储水机构连接的水管与第三清洁刷连接。
优选地，所述第二连接件和第三连接件之间还设有伸缩杆，所述伸缩杆由电控装置控制，所述伸缩杆穿过第三连接件并向第三连接件前方延伸，所述伸缩杆前方触碰到地面时，伸缩杆受到压缩，电控装置将信号反馈到控制芯片，控制清洗机器人转向，且所述伸缩杆与所述第一转动臂之间有锐角的夹角。
优选地，所述第一转动臂采用刚性材料，所述第二转动臂采用柔性材料。
优选地，所述还包括污水处理机构，所述污水处理机构包括吸附棉、旋转轴和安装架，吸附棉裹在旋转轴外表面，旋转轴通过安装架安装在底盘上，安装架上开有弧形槽，旋转轴位于弧形槽内，所述弧形槽的角度大于180度，且所述安装架的弧形槽表面与所述吸附棉表面设有处理间隙。
优选地，所述安装架的弧形槽内设有多个刮板，所述多个刮板的自由端与所述吸附棉的表面接触，所述安装架上开有污水进口和污水出口，污水出口和污水进口贯通，污水进口设在旋转轴横截面的中心点正下方处，安装架的底部具有斜坡，污水出口设置斜坡的最下端，污水进口处连接有回收管。
本发明还公开了一种清洗机器人的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：将安全机构固定在待清洗的高楼楼顶上，将储水机构内装满清洗用的液体，为了对玻璃幕墙表面进行消毒，在储水机构内加入液体酒精，将机器人的第一连接绳和第二连接绳与安全机构连接，操作人员在楼顶安全处进行操作；
步骤二，通过操作芯片设定机器人的清洗模式，根据需要清洗的玻璃幕墙的脏污程度确定清洗模式，确定行走装置的行走速度，以及清洗机器人每次在墙面上的停留时间；
步骤三，打开电源，启动机器人，使机器人沿着墙面向下移动，喷水装置对着墙面喷出清洗的液体，在行走装置运动的过程中，控制芯片控制活动清洗机构进行初步清洁，第一转动臂铰接在固定板上，第一转动臂可以转动调节第三清洁刷的角度，第二转动臂包括了伸缩杆，在伸缩杆和第二转动臂的作用下，可以延长第三清洁刷在墙面上前方以及左右两侧清洁的范围，并且储水机构从第三清洁刷处向墙面喷水，有污水处理机构对残留在墙面上的污水进行处理，吸附棉将清洗过程中在前面上残留的液体吸走；
步骤四，当机器人接近墙面或者最高处时，通过控制控制芯片使机器人转向，再使机器人沿着墙面向上移动，重复这个操作，直到将整个墙面清洗完毕；
步骤五，墙面清洗完毕后，需将储水机构中的液体倒出，并将吸附棉进行更换，以便下次使用。
本发明的工作原理及优点在于：
行走装置完成整个清洗机器人在墙面上的移动和转向，启动清洗机器人，使机器人沿着墙面向下移动，喷水装置对着墙面喷出清洗的液体，在行走装置运动的过程中，控制芯片控制活动清洗机构进行初步清洁，第一转动臂铰接在固定板上，第一转动臂可以转动调节第三清洁刷的角度，第二转动臂包括了伸缩杆，在伸缩杆和第二转动臂的作用下，可以延长第三清洁刷在墙面上前方以及左右两侧清洁的范围，并且储水机构从第三清洁刷处向墙面喷水，有污水处理机构对残留在墙面上的污水进行处理，吸附棉将清洗过程中在前面上残留的液体吸走，吸附棉吸附的污水会受到储水机构中进行回收再利用；采用本发明(1)每次清洁的清洁范围可调节，可以清洁机器人周围的区域，清洗更加全面；(2)能够对污水进行回收；(3)吸附棉能够清理掉墙面表面的残留的水渍；(4)伸缩杆前方触碰到地面时，伸缩杆受到压缩，电控装置将信号反馈到控制芯片，控制清洗机器人转向；(5)连接杆上滑动连接的刮洗板可以去除墙面上清洗刷不能够清理的顽固污渍，且刮洗板与滑块采用异形杆连接，提升刚度，避免断裂。
附图说明
图1为本发明一种清洗机器人的立体结构图；
图2为本发明一种清洗机器人的仰视图；
图3为本发明一种清洗机器人的左视图；
图4为本发明一种清洗机器人的清洗机构的立体结构图(第一轴测图)；
图5为本发明一种清洗机器人的清洗机构的立体结构图(第二轴测图)；
图6为本发明一种清洗机器人的转动结构的结构示意图；
图7为本发明一种清洗机器人的污水处理机构的结构简图。
其中附图中涉及的附图标记包括：底盘1，行走装置2，平衡调节机构4，防护外壳5，清洗机构7，第一清洁刷701，第二清洁刷702，第三清洁刷703，异形杆801，连接杆802，滑块803，固定板804，刮洗板805，水管806，转动结构807，第一连接件807a，第一转动臂807b，支撑柱807c，第二连接件807g，第二转动臂807d，伸缩杆807e，第三连接件807f，电控装置807m，污水处理机构10，安装架10a，弧形槽10b，处理间隙10c，刮板10d，吸附棉10e，旋转轴10f，污水进口10g，斜坡10k，污水出口10h，吸附机构11，储水机构13。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
由于玻璃具有反光的特性，要想长久的保持建筑物的亮丽如新，在粉尘酸雨齐聚的大城市里，玻璃幕墙必须定期进行清洁维护，
如图1-7所示，一种清洗机器人，包括底盘1、行走装置2、喷水装置，底盘1为方形中空框架，行走装置2安装在底盘1内侧，行走装置2包括两组安装在底盘1两侧的行走结构，行走结构均包括转向轮和至少两个行走轮、链条和伺服电机，至少两个行走轮通过链条连接，伺服电机驱动任一行走轮运动，底盘1上方安装有防护外壳5，防护外壳5内设有安装面板，在安装面板上设有电源和控制芯片，电源、伺服电机均与控制芯片连接，喷水装置包括储水机构13和清洗机构7，清洗机构7安装在底盘1下方，且清洗机构7安装在底盘1的前方，行走装置2完成整个清洗机器人在墙面上的移动和转向。
清洗机构7包括固定清洗机构和活动清洗机构，固定清洗机构通过固定板804与底盘1前方连接，固定清洗机构包括第一清洁刷701和第二清洁刷702，第一清洁刷701和第二清洁刷702通过连接杆802与固定板804连接，固定板804上部与底盘1连接，固定板804下部的两端各具有一个凸起，两个凸起均开有通孔，连接杆802穿过两个凸起的通孔，且连接杆802与凸起固定连接，连接杆802中部滑动连接有刮洗结构，刮洗结构包括一个刮洗板805，刮洗板805底部与第一清洁刷701和第二清洁刷702的底部处于同一直线上，刮洗板805上方固定连接一个异形杆801，异形杆801通过滑块803与连接杆802连接，滑块803内部设有信号接收器，信号接收器与控制芯片连接，连接杆802上滑动连接的刮洗板805可以去除墙面上清洗刷不能够清理的顽固污渍。
活动清洗机构包括第三清洁刷703，第三清洁刷703通过转动结构807与固定板804连接，转动结构807包括第一转动臂807b和第二转动臂807d，第一转动臂807b一端通过第一连接件807a与固定板804连接，第一连接件807a固定安装在固定板804上，第一转动臂807b和第一连接件807a铰接，第一转动臂807b的另一端连接支撑柱807c，支撑柱807c上端连接电控机构，支撑柱807c下端转动连接有第二连接件807g，第二连接件807g的另一端与第二转动臂807d连接，第二转动臂807d另一端连接第三连接件807f，第三连接件807f与第三清洁刷703连接，储水机构13连接的水管806与第三清洁刷703连接，第二连接件807g和第三连接件807f之间还设有伸缩杆807e，伸缩杆807e由电控装置807m控制，伸缩杆807e穿过第三连接件807f并向第三连接件807f前方延伸，伸缩杆807e前方触碰到地面时，伸缩杆807e受到压缩，电控装置807m将信号反馈到控制芯片，控制清洗机器人转向，且伸缩杆807e与第一转动臂807b之间有锐角的夹角，第一转动臂807b采用刚性材料，第二转动臂807d采用柔性材料，因为伸缩杆807e可以伸缩，第二转动臂807d采用柔性材料，避免第二转动臂807d断裂。
在行走装置2运动的过程中，控制芯片控制活动清洗机构进行初步清洁，第一转动臂807b铰接在固定板804上，第一转动臂807b可以转动调节第三清洁刷703的角度，第二转动臂807d包括了伸缩杆807e，在伸缩杆807e和第二转动臂807d的作用下，可以延长第三清洁刷703在墙面上前方以及左右两侧清洁的范围，并且储水机构13从第三清洁刷703处向墙面喷水。
还包括污水处理机构10，污水处理机构10包括吸附棉10e、旋转轴10f和安装架10a，吸附棉10e裹在旋转轴10f外表面，旋转轴10f通过安装架10a安装在底盘1上，安装架10a上开有弧形槽10b，旋转轴10f位于弧形槽10b内，弧形槽10b的角度大于180度，且安装架10a的弧形槽10b表面与吸附棉10e表面设有处理间隙10c，安装架10a的弧形槽10b内设有多个刮板10d，多个刮板10d的自由端与吸附棉10e的表面接触，安装架10a上开有污水进口10g和污水出口10h，污水出口10h和污水进口10g贯通，污水进口10g设在旋转轴10f横截面的中心点正下方处，安装架10a的底部具有斜坡10k，污水出口10h设置斜坡10k的最下端，污水进口10g处连接有回收管，污水处理机构10对残留在墙面上的污水进行处理，吸附棉10e将清洗过程中在前面上残留的液体吸走，吸附棉10e吸附的污水会受到储水机构13中进行回收再利用。
由于在使用过程中，水量不断减小，还设置了平衡调节机构44，用于调节清洗机器人在墙面上的平衡。
本发明：(1)每次清洁的清洁范围可调节，可以清洁机器人周围的区域，清洗更加全面；(2)能够对污水进行回收；(3)吸附棉10e能够清理掉墙面表面的残留的水渍；(4)伸缩杆807e前方触碰到地面时，伸缩杆807e受到压缩，电控装置807m将信号反馈到控制芯片，控制清洗机器人转向；(5)连接杆802上滑动连接的刮洗板805可以去除墙面上清洗刷不能够清理的顽固污渍，且刮洗板805与滑块803采用异形杆801连接，提升刚度，避免断裂。
本发明还公开了一种清洗机器人的使用方法，包括以下步骤：
步骤一：将安全机构固定在待清洗的高楼楼顶上，将储水机构13内装满清洗用的液体，为了对玻璃幕墙表面进行消毒，在储水机构13内加入液体酒精，将机器人的第一连接绳和第二连接绳与安全机构连接，操作人员在楼顶安全处进行操作；
步骤二，通过操作芯片设定机器人的清洗模式，根据需要清洗的玻璃幕墙的脏污程度确定清洗模式，确定行走装置2的行走速度，以及清洗机器人每次在墙面上的停留时间；
步骤三，打开电源，启动机器人，使机器人沿着墙面向下移动，喷水装置对着墙面喷出清洗的液体，在行走装置2运动的过程中，控制芯片控制活动清洗机构进行初步清洁，第一转动臂807b铰接在固定板804上，第一转动臂807b可以转动调节第三清洁刷703的角度，第二转动臂包括了伸缩杆，在伸缩杆和第二转动臂的作用下，可以延长第三清洁刷703在墙面上前方以及左右两侧清洁的范围，并且储水机构13从第三清洁刷703处向墙面喷水，有污水处理机构10对残留在墙面上的污水进行处理，吸附棉10e将清洗过程中在前面上残留的液体吸走；
步骤四，当机器人接近墙面或者最高处时，通过控制控制芯片使机器人转向，再使机器人沿着墙面向上移动，重复这个操作，直到将整个墙面清洗完毕；
步骤五，墙面清洗完毕后，需将储水机构13中的液体倒出，并将吸附棉10e进行更换，以便下次使用。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种清洗机器人，其特征在于：包括底座、行走装置、喷水装置，底盘为方形中空框架，行走装置安装在底盘内侧，所述行走装置包括两组安装在所述底盘两侧的行走结构，所述行走结构均包括转向轮和至少两个行走轮、链条和伺服电机，所述至少两个行走轮通过链条连接，所述伺服电机驱动任一行走轮运动，底盘上方安装有防护外壳，防护外壳内设有安装面板，在所述安装面板上设有电源和控制芯片，电源、伺服电机均与控制芯片连接，所述喷水装置包括储水机构和清洗机构，所述清洗机构安装在底盘下方，且清洗机构安装在底盘的前方；
所述清洗机构包括固定清洗机构，所述固定清洗机构通过固定板与底座前方连接，所述固定清洗机构包括第一清洁刷和第二清洁刷，所述第一清洁刷和第二清洁刷通过连接杆与固定板连接；
所述固定板上部与底座连接，所述固定板下部的两端各具有一个凸起，所述两个凸起均开有通孔，所述连接杆穿过两个凸起的通孔，且所述连接杆与凸起固定连接，所述连接杆中部滑动连接有刮洗结构，所述刮洗结构包括一个刮洗板，所述刮洗板底部与第一清洁刷和第二清洁刷的底部处于同一直线上，所述刮洗板上方固定连接一个异形杆，所述异形杆通过滑块与连接杆连接，所述滑块内部设有信号接收器，所述信号接收器与控制芯片连接。
2.根据权利要求1所述的一种清洗机器人，其特征在于：所述清洗机构还包括活动清洗机构，所述活动清洗机构包括第三清洁刷，所述第三清洁刷通过转动结构与固定板连接。
3.根据权利要求2所述的一种清洗机器人，其特征在于：所述转动结构包括第一转动臂和第二转动臂，所述第一转动臂一端通过第一连接件与固定板连接，所述第一连接件固定安装在固定板上，所述第一转动臂和第一连接件铰接，所述第一转动臂的另一端连接支撑柱，所述支撑柱上端连接电控机构，所述支撑柱下端转动连接有第二连接件，所述第二连接件的另一端与第二转动臂连接，所述第二转动臂另一端连接第三连接件，所述第三连接件与第三清洁刷连接，所述储水机构连接的水管与第三清洁刷连接。
4.根据权利要求3所述的一种清洗机器人，其特征在于：所述第二连接件和第三连接件之间还设有伸缩杆，所述伸缩杆由电控装置控制，所述伸缩杆穿过第三连接件并向第三连接件前方延伸，所述伸缩杆前方触碰到地面时，伸缩杆受到压缩，电控装置将信号反馈到控制芯片，控制清洗机器人转向，且所述伸缩杆与所述第一转动臂之间有锐角的夹角。
5.根据权利要求4所述的一种清洗机器人，其特征在于：所述第一转动臂采用刚性材料，所述第二转动臂采用柔性材料。
6.根据权利要求5所述的一种清洗机器人，其特征在于：还包括污水处理机构，所述污水处理机构包括吸附棉、旋转轴和安装架，吸附棉裹在旋转轴外表面，旋转轴通过安装架安装在底盘上，安装架上开有弧形槽，旋转轴位于弧形槽内，所述弧形槽的角度大于180度，且所述安装架的弧形槽表面与所述吸附棉表面设有处理间隙。
7.根据权利要求6所述的一种清洗机器人，其特征在于：所述安装架的弧形槽内设有多个刮板，所述多个刮板的自由端与所述吸附棉的表面接触，所述安装架上开有污水进口和污水出口，污水出口和污水进口贯通，污水进口设在旋转轴横截面的中心点正下方处，安装架的底部具有斜坡，污水出口设置斜坡的最下端，污水进口处连接有回收管。
8.根据权利要求7所述的一种清洗机器人的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将安全机构固定在待清洗的高楼楼顶上，将储水机构内装满清洗用的液体，为了对玻璃幕墙表面进行消毒，在储水机构内加入液体酒精，将机器人的第一连接绳和第二连接绳与安全机构连接，操作人员在楼顶安全处进行操作；
步骤二，通过操作芯片设定机器人的清洗模式，根据需要清洗的玻璃幕墙的脏污程度确定清洗模式，确定行走装置的行走速度，以及清洗机器人每次在墙面上的停留时间；
步骤三，打开电源，启动机器人，使机器人沿着墙面向下移动，喷水装置对着墙面喷出清洗的液体，在行走装置运动的过程中，控制芯片控制活动清洗机构进行初步清洁，第一转动臂铰接在固定板上，第一转动臂可以转动调节第三清洁刷的角度，第二转动臂包括了伸缩杆，在伸缩杆和第二转动臂的作用下，可以延长第三清洁刷在墙面上前方以及左右两侧清洁的范围，并且储水机构从第三清洁刷处向墙面喷水，有污水处理机构对残留在墙面上的污水进行处理，吸附棉将清洗过程中在前面上残留的液体吸走；
步骤四，当机器人接近墙面或者最高处时，通过控制控制芯片使机器人转向，再使机器人沿着墙面向上移动，重复这个操作，直到将整个墙面清洗完毕；
步骤五，墙面清洗完毕后，需将储水机构中的液体倒出，并将吸附棉进行更换，以便下次使用。
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