CN112716348A - 吸盘及行走组件及幕墙清洁机器人 - Google Patents

吸盘及行走组件及幕墙清洁机器人 Download PDF

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Abstract

本申请公开了吸盘及行走组件及幕墙清洁机器人，所述吸盘包括本体，所述本体为柔性本体，所述本体开设有出气口及进气口，还包括滑盘，所述滑盘为刚性滑盘，所述滑盘固定设置在本体上，所述滑盘贴紧本体的进气口，所述滑盘的表面粗糙度低于3.2。本申请所提供的吸盘具有如下有益效果：在本体上设置滑盘，本体通过滑盘与所吸附的物体接触，由于滑盘是刚性滑盘，且滑盘的表面粗糙度低于3.2，所以上述结构的吸盘吸附子幕墙上之后，吸盘与幕墙的之间的摩擦系数相对较小，吸盘能够贴着幕墙滑动。

Description

吸盘及行走组件及幕墙清洁机器人
技术领域
本发明涉及大楼玻璃幕墙清洁领域，尤其涉及一种吸盘及行走组件及幕墙清洁机器人。
背景技术
现在越来越多的大楼幕墙开始采用清洁机器人进行清洁，专利CN205697569U提供了一种大楼幕墙(幕墙一般是铝塑板或者玻璃)的清洁机器人，这种清洁机器人在清洁时，首先利用自身的吸盘组将自身吸紧在幕墙上，在清洁完成时，吸盘组不在吸紧幕墙，依靠外部设置的升降机辅助装置在幕墙界面上移动。吸盘组不再吸紧幕墙，所以清洁机器人相对于幕墙之间可以发生晃动，存在一定的安全隐患。
专利CN110859554A提供了一种可移动的吸盘，但是这种可移动的吸盘式在传统的硅胶(或橡胶)材质的吸盘上涂敷一层聚四氟乙烯，聚四氟乙烯是薄膜，所以在移动的过程中聚四氟乙烯非常容易磨损，一旦聚四氟乙烯被磨损，则会导致整个吸盘一旦处于负压状态，就会贴紧在幕墙上，无法进一步滑动。而本方案采用刚性滑盘，刚性滑盘不像聚四氟乙烯那样容易被磨损，在使用时始终能够滑动。且聚四氟乙烯是种柔性材料，这种柔性材料起不到对橡胶(或者硅胶)材质的吸盘起到支撑作用，一旦遇到表面不平整的幕墙，整个吸盘会塌陷在幕墙上从而无法继续滑动。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种吸盘及行走组件及幕墙清洁机器人。
本发明采取的技术方案如下：
一种吸盘，包括本体，所述本体为柔性本体，所述本体开设有出气口及进气口，还包括滑盘，所述滑盘为刚性滑盘，所述滑盘固定设置在本体上，所述滑盘贴紧本体的进气口，所述滑盘的表面粗糙度低于6.3，平面度低于0.05。
本种结构的吸盘中，在本体上设置滑盘，本体通过滑盘与所吸附的物体接触，由于滑盘是刚性滑盘，且滑盘的表面粗糙度低于6.3，平面度低于0.05，滑盘不会被磨损，所以上述结构的吸盘吸附子幕墙上之后，吸盘与幕墙的之间的摩擦系数相对较小，吸盘能够贴着幕墙滑动。
专利CN106419769B提供了一种滑动式吸盘，这种吸盘是由弹性皮碗和滑动盘组成，其中滑动盘可以是聚四氟乙烯或POM或者金属镀膜材料或者陶瓷材料制成，但是并没有给出这些滑盘表面的粗糙度具体应该是多少，实际对于玻璃幕墙或者铝塑板幕墙的使用环境来说，一旦接触材料的表面粗糙度大于6.3(即Ra大于6.3)，平面度高于0.05，一则会导致滑盘与幕墙表面之间的空隙过多，导致滑盘很难吸附在幕墙上，二则粗糙度大于6.3之后，会对幕墙造成摩擦损伤(尤其是金属材料以及陶瓷)。出于对幕墙的保护以及滑盘的吸附效果来说，滑盘的粗糙度越低越好，但粗糙度越低，滑盘的加工难度与加工成本会大幅上升，所以本方案中选择粗糙度低于6.3的，平面度低于0.05的滑盘。
可选的，所述本体为硅胶本体或橡胶本体，所述滑盘为塑料滑盘。
具体滑盘可以是由尼龙PA或者聚四氟乙烯或者PEEK或者POM制成，不管使用何种材料制作滑盘，滑盘必须是硬质刚性的。
可选的，所述滑盘卡嵌固定在所述本体上。
可选的，所述滑盘为圆台筒状的滑盘，所述滑盘的宽端的开口处设置有贴合环，所述贴合环贴紧所述本体的进气口，所述滑盘的盘壁上设置有内凹环，所述滑盘通过在自身的内凹环卡紧在本体内，所述本体上设置有内凹部，本体的内凹部贴紧滑盘的内凹环。
上述结构中，滑盘呈圆台筒状，且在滑盘上设置了内凹环，在本体上设置内凹部，内凹部贴紧所述内凹环，这样相当于将滑盘对本体起到了一个支撑作用，确保本体不会塌陷在滑盘上，本体不会塌陷在滑盘上一则可以保证本体不会穿过滑盘上的孔与幕墙接触，这样可以保证幕墙、滑盘以及本体之间会存在一个稳定的负压腔，确保吸盘不会贴紧卡死在幕墙上，二则可以保证整个吸盘不会产生压缩形变(或者压缩形变相对较小)，适合使用在需要吸盘保持不变形(或形变量)微小的使用场合，且能够直观地观察到吸盘是否处于负压状态，全硬质材料(如塑料)的吸盘则无法直观地观察吸盘是否处于负压状态。
专利CN106419769B提供了一种吸盘，但是这种结构的吸盘中的弹性皮碗容易穿过滑动盘上的通孔与幕墙接触，从而导致整个吸盘卡死在幕墙上，且这种结构的一旦开始对其抽真空时，就会产生较大的形变量。
专利CN209315761U提供了一种吸盘，但是这种结构的吸盘是通过弹簧与滑杆来支撑弹性皮碗的，当真空度达到一定值时，即弹簧压缩到极限时，滑杆会将滑动盘从幕墙上顶离，所以这种结构的吸盘在使用时需要严格控制抽真空的压力在一定的范围内。
可选的，还包括抽气接管，所述抽气接管安装在本体的出气口处。
设置抽气接管是为了跟真空泵或者空压机相接。
一种行走组件，包括如上所述的吸盘。
可选的，还包括安装杆及轮子，所述轮子转动安装在安装杆上，所述吸盘固定安装在安装杆上。
采用轮子与吸盘的组合是为了能够一边行走一边抽真空，确保本组件在幕墙上使用时能一边吸住幕墙一边移动，无需接触外部机械来使用。且本中行走组件中，对于吸盘在抽真空时的形变量有着严格的限制，如专利CN106419769B所示的吸盘由于在抽真空时会产生塌陷，无法使用在本行走组件中，如专利CN209315761U所示的吸盘由于存在滑杆将吸盘从幕墙上顶脱的现象，所以也是无法使用在本行走组件中的。
可选的，还包括行走电机及舵机，所述舵机安装在安装杆上，所述舵机上转动安装有安装架，所述安装架上安装有所述行走电机，轮子安装在行走电机的转轴上。
上述结构的行走组件中，设置了舵机以及行走电机，由于舵机与行走电机的存在，轮子可以自主行进以及转向。
一种清洁机器人，包括如上所述的吸盘。
行走组件作为吸盘的一种应用，清洁机器人还可以使用如上所述的行走组件。
本发明的有益效果是：在本体上设置滑盘，本体通过滑盘与所吸附的物体接触，由于滑盘是刚性滑盘，且滑盘的表面粗糙度低于6.3，平面度低于0.05，所以上述结构的吸盘吸附子幕墙上之后，滑盘不会被磨损，吸盘与幕墙的之间的摩擦系数相对较小，吸盘能够贴着幕墙滑动。
附图说明：
图1是吸盘的爆炸结构示意简图；
图2时吸盘的配合结构示意简图；
图3是轮子、行走电机以及舵机三者的配合关系示意图；
图4是轮子与舵机的位置关系示意图；
图5是行走组件的结构示意简图；
图6是清洁机器人的结构示意简图。
图中各附图标记为：1、轮子，2、保护罩，3、安装架，4、齿轮，5、安装柱，6、防脱块，7、转向件，8、防护罩，9、卡合筒，10、吸盘，1001、抽气接管，1002、本体，10021、内凹部，1003、滑盘，10031、内凹环，11、安装杆，12、真空泵，13、导轨，14、丝杠，15、抬升电机，16、同步带，17、带轮，18、车架
具体实施方式：
下面结合各附图，对本发明做详细描述。
实施例1
一种吸盘，如附图1及附图2所示，一种吸盘，包括本体1002，本体1002为柔性本体1002，本体1002开设有出气口及进气口，还包括滑盘1003，滑盘1003为刚性滑盘1003，滑盘1003固定设置在本体1002上，滑盘1003贴紧本体1002的进气口，滑盘1003的表面粗糙度低于6.3，滑盘的平面度低于0.05。
本种结构的吸盘中，在本体1002上设置滑盘1003，本体1002通过滑盘1003与所吸附的物体接触，由于滑盘1003是刚性滑盘1003，不会被磨损，且滑盘1003的表面粗糙度低于6.3，平面度低于0.05，所以上述结构的吸盘吸附子幕墙上之后，吸盘与幕墙的之间的摩擦系数相对较小，吸盘能够贴着幕墙滑动。
本方案中选择粗糙度在0.8～6.3之间的滑盘1003，滑盘的平面度低于0.05。
如附图1及附图2所示，本体1002为硅胶本体1002或橡胶本体1002，滑盘1003为塑料滑盘1003。
具体滑盘1003可以是由尼龙PA或者聚四氟乙烯或者PEEK或者POM制成，不管使用何种材料制作滑盘1003，滑盘1003必须是硬质刚性的。
如附图1及附图2所示，滑盘1003卡嵌固定在本体1002上。
如附图1及附图2所示，滑盘1003为圆台筒状的滑盘1003，滑盘1003的宽端的开口处设置有贴合环，贴合环贴紧本体1002的进气口，滑盘1003的盘壁上设置有内凹环10031，滑盘1003通过在自身的内凹环10031卡紧在本体1002内，本体1002上设置有内凹部10021，本体1002的内凹部10021贴紧滑盘1003的内凹环10031。
上述结构中，滑盘1003呈圆台筒状，且在滑盘1003上设置了内凹环10031，在本体1002上设置内凹部10021，内凹部10021贴紧内凹环10031，这样相当于将滑盘1003对本体1002起到了一个支撑作用，确保本体1002不会塌陷在滑盘1003上，本体1002不会塌陷在滑盘1003上一则可以保证本体1002不会穿过滑盘1003上的孔与幕墙接触，这样可以保证幕墙、滑盘1003以及本体1002之间会存在一个稳定的负压腔，确保吸盘不会贴紧卡死在幕墙上，二则可以保证整个吸盘不会产生压缩形变(或者压缩形变相对较小)，适合使用在需要吸盘保持不变形(或形变量)微小的使用场合，且能够直观地观察到吸盘是否处于负压状态，全硬质材料(如塑料)的吸盘则无法直观地观察吸盘是否处于负压状态。
如附图1及附图2所示，还包括抽气接管1001，抽气接管1001安装在本体1002的出气口处。
设置抽气接管1001是为了跟真空泵或者空压机相接。
实施例2，
一种行走组件，包括如附图1及附图2所示的吸盘。
如附图5所示，一种行进组件，包括安装杆11、轮子1及吸盘10，轮子1转动安装在安装杆11上，吸盘10安装在安装杆11上。
本行走组件中，通过在轮子1的基础上进一步安装吸盘10，当轮子1不转动时，对吸盘1进行抽真空时，吸盘1可以被吸在地面上，这样相当于将整个行走组件吸附固定在了地面，所以当跨障机器人采用本行走组件时，可以将不需要抬升的行进组件吸附子地面上，这样在跨障时可以保证不会发生打滑。
如附图5所示，吸盘10有多个，且吸盘10之间相互平行，轮子1位于吸盘10之间。
吸盘1有多个，采用多个吸盘1的作用是为了保证吸紧在地面上时的稳定性，确保行走组件与地面的贴紧强度。
本实施例中轮子1的安装结构参看附图3及附图4所示，
包括安装架3、轮子1及转向件7，轮子1转动安装在安装架3上，转向件7固定设置，且转向件7位于安装架3一侧，转向件7与安装架3上均安装有齿轮4，转向件7的齿轮4与安装架3的齿轮4啮合在一起，安装架3与轮子1分别位于安装架3的两侧。
本结构中由于转向件7与轮子1分别位于安装架3的两侧，这样转向件7在驱动安装架3转向时可以转动更大的幅度，而轮子1是转动安装在安装架3上的，这样可以保证轮子1可以具有更大的转向幅度，同时转向件7与轮子1之间不会卡夹颗粒物，降低了转动时卡死的概率。
如附图3及附图4所示，安装架3上的齿轮4的轴心线穿过轮子1的中心。
因为转向件7上的齿轮4是通过安装架3上的齿轮4来驱动安装架3转动的，所以安装架3上齿轮4的轴心线实际是整个安装架3转动的轴心线，轮子1的中心位于转动的轴心线上，这样可以增加安装架3转动时(即转向)轮子1行进的稳定性，同时也减小了轮子1在转向时的旋转半径。
如附图3及附图4所示，转向件7为舵机。
舵机的动力强，运转稳定性高，便于精准控制转向。
如附图3及附图4所示，还包括电机，电机固定在安装架3上，轮子1安装在电机的轴上。
电机的作用是驱动轮子1旋转。
如附图3及附图4所示，还包括保护罩2，电机通过保护罩2安装在安装架3上。
保护罩2的作用是对电机起到一定的保护作用。
如附图3及附图4所示，还包括防护罩8，防护罩8固定安装在转向件7上，防护罩8用于遮蔽转向件7上的齿轮4。
因为转向件7上的齿轮4是主动轮，在传动时受力较大，在受到外物触碰时更容易断裂，所以设置防护罩8，利用防护罩8对转向件7上的齿轮4起到防护作用。
如附图3及附图4所示，安装架3的圆柱上设置有第一衬套5，齿轮4固定在安装架3的圆柱上，防护罩8上设置有卡合筒9，第一衬套5转动卡夹于所述卡合筒9内。
因为安装架3与转向件7之间可以相对旋转，所以设置第一衬套5，第一衬套转动卡合在防护罩的卡合筒内后，当转向件驱动安装架旋转时，安装架在旋转时可以保持稳定，且通过第一衬套与卡合筒转动配合可以减少安装架转动时的摩擦阻力。
如附图3及附图4所示，还包括第二衬套6，第二衬套8固定设置在安装架3的圆柱上，第二衬套6呈片环状，第二衬套6贴紧卡合筒的内壁。
如附图3及附图4所示，第二衬套6通过螺钉固定在安装架3的圆柱上。
采用螺钉安装方便拆卸。
如附图3及附图4所示，轮子1的轮面处设置有花纹。
如附图3及附图4所示，只有实施例1所提供的吸盘10安装到安装杆11上之后才能保证行走组件能够吸附在幕墙上并且保持一边行走。
实施例3
一种具有清洁机器人，该种清洁机器人具有跨越障碍的功能，亦称跨障机器人。
如附图5及6所示，包括如附图3、附图4及附图5所示的行走组件，还包括车架18、抬升电机15及导轨13，导轨13固定在车架18上，安装杆11滑动安装在导轨13上，抬升电机15固定在车架18上，抬升电机15用于驱动安装杆11沿着导轨13移动。
因为上述的行走组件是用在跨障机器人上的，当行走组件安装在车架18上后，行走组件沿着导轨13的移动即实现了行走组件的抬升与下降。
如附图5及6所示，还包括丝杠14，丝杠14固定转动设置在车架18上，安装杆11与丝杠14转动配合在一起，抬升电机15用于驱动丝杠14转动；当丝杠14转动时，安装杆11沿着导轨13移动。
采用丝杠14来移动安装杆11，可以保证安装杆11在移动时保持稳定。
如附图5及6所示，抬升电机15与丝杠14之间通过同步带16及带轮17传动。
具体抬升电机15与丝杠14上都安装有带轮17，带轮17与带轮17之间通过同步带16来联动。
如附图5及6所示，还包括真空泵12，真空泵12设置在安装杆11上或者车架18上，真空泵12通过管子与吸盘1相接，真空泵12用于对吸盘1抽真空。
具体管子可以是塑料管，也可以是塑胶管，也可以是硬质硅胶管。
如附图5及6所示，行走组件有3组。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种吸盘，包括本体，所述本体为柔性本体，所述本体开设有出气口及进气口，其特征在于，还包括滑盘，所述滑盘为刚性滑盘，所述滑盘固定设置在本体上，所述滑盘贴紧本体的进气口，所述滑盘的表面粗糙度低于6.3，平面度低于0.05。
2.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述本体为硅胶本体或橡胶本体，所述滑盘为塑料滑盘。
3.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，所述滑盘卡嵌固定在所述本体上。
4.如权利要求3所述的吸盘，其特征在于，所述滑盘为圆台筒状的滑盘，所述滑盘的宽端的开口处设置有贴合环，所述贴合环贴紧所述本体的进气口，所述滑盘的盘壁上设置有内凹环，所述滑盘通过在自身的内凹环卡紧在本体内，所述本体上设置有内凹部，本体的内凹部贴紧滑盘的内凹环。
5.如权利要求1所述的吸盘，其特征在于，还包括抽气接管，所述抽气接管安装在本体的出气口处。
6.一种行走组件，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的吸盘。
7.如权利要求6所述的行走组件，其特征在于，还包括安装杆及轮子，所述轮子转动安装在安装杆上，所述吸盘固定安装在安装杆上。
8.如权利要求7所述的行走组件，其特征在于，还包括行走电机及舵机，所述舵机安装在安装杆上，所述舵机上转动安装有安装架，所述安装架上安装有所述行走电机，轮子安装在行走电机的转轴上。
9.一种清洁机器人，其特征在于，包括如权利要求1～5任一项所述的吸盘。
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