CN112890654B - 可跨越障碍的智能擦窗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及擦窗机器人技术领域，具体涉及可跨越障碍的智能擦窗机器人，可跨越障碍的智能擦窗机器人，包括第一吸盘、第二吸盘、第一连接机构和第二连接机构，所述第一吸盘和第二吸盘结构相同，所述第一吸盘上端面设置有第一连接机构，所述第二吸盘上端面设置有第二连接机构，所述第一连接机构和第二连接机构通过连板转动连接，所述第一吸盘包括清洁圆盘和设置于清洁圆盘上的外壳，所述清洁圆盘的中心位置设置有负压风机，所述负压风机下方的清洁圆盘轴连接有大齿轮，所述大齿轮与旋转电机的小齿轮啮合传动，所述旋转电机与外壳固定连接，进而可以实现第一吸盘和第二吸盘跨越障碍物的功能。
Description
技术领域
本发明涉及擦窗机器人技术领域，具体涉及可跨越障碍的智能擦窗机器人。
背景技术
过去擦窗为人工擦窗，窗户的室内侧可以通过人工擦除干净，但是随着高层建筑的越来越多，高层建筑的玻璃幕墙或者普通的窗户，其外侧的玻璃只能依靠悬挂在室外的清洁工擦除，这种擦除方式危险性极大，且一般擦除时间间隔较长，并不能保证玻璃窗户的一直干净清洁。
现有的擦窗机器人虽然可以通过其自动吸附于窗户的玻璃表面进行擦除，但是由于窗户的玻璃之间设置有窗框，现有的擦窗机器人并不能越过窗框进行窗户的玻璃擦拭，其实际使用时还需要人工的操作。因此，设计一种能够跨越障碍的擦窗机器人是十分必要的。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种可跨越障碍的智能擦窗机器人，可以实现对玻璃窗户的自动清理清洁，同时可以跨越玻璃窗框等障碍物的阻挡，对玻璃窗户无死角的清理清洁，减少人工操作的目的。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
可跨越障碍的智能擦窗机器人，其特征在于：包括第一吸盘、第二吸盘、第一连接机构和第二连接机构，所述第一吸盘和第二吸盘结构相同，所述第一吸盘上端面设置有第一连接机构，所述第二吸盘上端面设置有第二连接机构，所述第一连接机构和第二连接机构通过连板转动连接。
优选地，所述第一吸盘包括清洁圆盘和设置于清洁圆盘上的外壳，所述清洁圆盘的中心位置的上端面设置有负压风机，所述负压风机下方的清洁圆盘轴连接有大齿轮，所述大齿轮与旋转电机的小齿轮啮合传动，所述旋转电机与外壳固定连接。
优选地，所述第一连接机构包括第一固定架，所述第一固定架设置于第一吸盘的外壳上，所述第一固定架的侧面设置有升降电机，所述升降电机的输出轴与第一齿轮连接，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮通过转轴与连板活动连接。
优选地，所述第二连接机构包括第二固定板，所述第二固定板设置于第二吸盘的外壳上，所述第二固定板上设置有伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴连接有第三齿轮，所述第三齿轮啮合有第四齿轮，所述第四齿轮固定连接有丝杆，所述丝杆上套设有连接板，所述连接板与连板转动连接。
优选地，所述连板与第一固定架和连接板形成平行四杆结构，其中，所述连板包括两个结构相同的上连板和下连板，所述下连板的一端与齿轮的转轴固定连接，该转轴与第一固定架转动连接，另一端转动设置于连接板上，所述上连板一端转动设置于连接板上，另一端转动设置于第一固定架上。
优选地，所述第二固定板上设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置连接板。
优选地，所述清洁圆盘通过轴承与外壳连接。
优选地，所述丝杆上设置有外螺纹，所述连接板上开设有与丝杆外螺纹配合的内螺纹。
优选地，该擦窗机器人设置有控制器，所述控制器连接有检测模块和电源模块，所述电源模块电连接有升降电机、伸缩电机、旋转电机、负压风机，所述检测模块为设置在外壳上的红外探测器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明可跨越障碍的智能擦窗机器人，可以达到以下有益效果：
1.可以实现对玻璃窗户的清理清洁，无需人工手工擦除清洁；
2.可以实现对窗户障碍物的跨越，实现对整个的窗户的擦除清洁。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明未设置第一吸盘外壳的结构示意图。
图3为本发明的后视图。
图4为本发明的仰视图。
图5为本发明的俯视图。
图6为本发明的第一固定架侧视结构示意图。
图7为本发明的第一固定架主视结构示意图。
图8为本发明的连接板的结构示意图。
图9为本发明的第二固定板的结构示意图。
图10为本发明的剖视图。
图11为本发明的工作流程图。
其中：1.外壳，2.吸附孔，3.伸缩电机，4.第四齿轮，5.第三齿轮，6.旋转电机，7.清洁圆盘，8.轴承，9.滑轨，10.大齿轮，11.负压风机，12.升降电机，13.第一固定架，14.连板，15.连接板，16.丝杆，17.第二固定板，18.第二齿轮，19.小齿轮，20.小齿轮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
参照附图1-11，一种智能擦窗机器人，可跨越障碍的智能擦窗机器人，其特征在于：包括第一吸盘、第二吸盘、第一连接机构和第二连接机构，所述第一吸盘和第二吸盘结构相同，所述第一吸盘上端面设置有第一连接机构，所述第二吸盘上端面设置有第二连接机构，所述第一连接机构和第二连接机构通过连板14转动连接。
所述第一吸盘包括清洁圆盘7和设置于清洁圆盘7上的外壳1，所述清洁圆盘7上包裹有擦拭玻璃的清洁布，可以对玻璃表面进行清洁擦拭，所述清洁圆盘7的中心位置的上端面设置有负压风机11，负压风机11工作时抽取清洁圆盘7与玻璃表面围成的空腔内的空气，使该空腔内形成负压空间，进而使清洁单元紧紧的吸附在玻璃表面上，所述负压风机11下方的清洁圆盘7轴连接有大齿轮10，所述大齿轮10与旋转电机6的小齿轮19啮合传动，所述旋转电机6与外壳1固定连接，当负压风机11工作时，清洁圆盘7将被紧紧的吸附在玻璃表面，旋转电机6工作，驱动小齿轮19转动，进而绕着大齿轮10啮合转动，带动设置于清洁圆盘7上的外壳1进行转动，进而可以实现带动第二吸盘的清洁圆盘7的转动，一方面可以实现玻璃表面的清洁，另一方面可以实现擦窗机器人的移动。
负压风机11在擦窗机器人清洁时为交替工作，即同一时间应只有一个清洁圆盘7吸附在玻璃表面上，另一个吸盘处于浮动状态，只有在两个负压风机切换时有短暂的重叠，以确保在工作的负压风机产生的吸附力足够防止擦窗机器人的脱落。
所述第一连接机构包括第一固定架13，所述第一固定架13设置于第一吸盘的外壳1上，所述第一连接板13的侧面的延伸部设置有升降电机12，所述升降电机12的输出轴与第一齿轮20花键连接，所述第一齿轮20啮合有第二齿轮18，所述第一齿轮20和第二齿轮18位于第一固定架13的两个竖板之间，所述第二齿轮18通过转轴连接有连板14，所述转轴和连板14之间花键连接，升降电机12工作时，其输出轴带动第一齿轮20转动，第一齿轮20啮合第二齿轮18转动，第二齿轮18带动设置其上的转轴转动，转轴带动连板14转动。
所述第二连接机构包括第二固定板17，所述第二固定板17设置于第二吸盘的外壳1上，所述第二固定板17上设置有伸缩电机3，所述伸缩电机3的输出轴花键连接有第三齿轮5，所述第三齿轮5啮合有第四齿轮4，所述第四齿轮4的中心固定连接有丝杆16，所述丝杆16上套设有连接板15，所述丝杆16上设置有外螺纹，所述连接板15上开设有与丝杆16外螺纹配合的内螺纹，当伸缩电机3工作时，伸缩电机3的输出轴带动第三齿轮5转动，所述第三齿轮5啮合第四齿轮4转动，所述第四齿轮4带动丝杆16转动，丝杆16上的外螺纹将带动连接板15发生前后移动。同时，所述连接板15转动连接有连板14，当升降电机12工作时，带动连板14发生转动，连板14将通过连接板15将整个与连接板15连接的第二吸盘整体抬起，且在抬起过程中，第二吸盘整体保持水平。
在本实施例中，所述连板14与第一固定架13和连接板15形成平行四杆结构，其中，所述连板14包括两个结构相同的上连板142和下连板141，所述下连板141的一端与齿轮18通过转轴连接，转轴与齿轮18花键连接，下连板141的另一端通过转轴转动设置于连接板15上，所述上连板142一端通过转轴转动设置于连接板15上，另一端通过转轴转动设置于第一固定架13上。当升降电机12工作时，其通过输出轴带动第一齿轮20和第二齿轮18啮合传动，进而带动下连板141转动，进一步的带动整个连板14转动，实现对第二吸盘的整体抬起。
在本实施例中，所述第二固定板17上设置有滑轨9，所述滑轨9上滑动设置连接板15。
在本实施例中，所述清洁圆盘7通过轴承8与外壳1连接。
在本实施例中，该擦窗机器人的外壳1上设置有控制器，所述控制器连接有检测模块和电源模块，所述电源模块电连接有升降电机12、伸缩电机3、旋转电机6、负压风机11，所述检测模块为设置在外壳1上的红外探测器。擦窗机器人工作时，红外探测器一直处于打开状态，当检测到障碍物时，红外探测器检测障碍物反馈给控制器，控制器根据反馈判断是否跨越。并控制电源模块带动相应的电机开始工作。所述控制器的具体结构及控制方式为现有技术，这里不再一一赘述。
本发明的原理及使用流程：
使用时，控制器控制电源模块驱动其中一个吸盘的负压风机11开始工作，将清洁圆盘7紧紧的吸附固定于玻璃的表面，与该负压风机11设置于同一个外壳1内的旋转电机6开始工作，带动外壳1开始自转，进而设置于外壳1上的连接机构带动另一个吸盘在玻璃的表面围绕该吸盘转动，完成清洁清理工作。
当擦窗机器人的红外探测器探测到障碍物时，将探测信号反馈给控制器，控制器对探测到的信号判断，当无法跨越时，擦窗机器人继续清洁工作。当判断可以跨越时，控制器控制电机将第一吸盘和第二吸盘成一条线并同时紧贴窗框的一边，此时第一吸盘的负压风机11以更大的吸力模式工作，将清洁圆盘7紧紧的吸附固定于玻璃的表面，第二吸盘的负压风机11停止工作使第二吸盘处于浮动状态；控制器控制伸缩电机3开始工作，带动丝杆16开始转动，丝杆16开始带动连接板15向靠近伸缩电机3的位置移动，实现拉大两清洁圆盘间距的作用，控制器判断伸长值至合适的位置后，伸缩电机3停止工作；此时，控制器控制升降电机12开始工作，其输出轴带动第一齿轮20转动，第一齿轮20啮合第二齿轮18转动，第二齿轮18带动设置其上的转轴转动，转轴带动连板14转动，在平行四杆机构的作用下进一步将第二吸盘抬起；红外探测器探测信号并反馈给控制器，控制器判断第二吸盘底为合适高度后，控制器控制第一吸盘内的旋转电机6开始工作，带动第一吸盘的外壳1自转，当自转到第二吸盘越过窗框，红外探测器探测信号，控制器判断旋转到合适位置后，此时升降电机12工作带动连板14转动缓缓下落，红外探测器探测并控制器判断降落到位，控制器控制将第二吸盘放置于窗框的另一边，此时第二吸盘内的负压风机11开始工作，将第二吸盘的清洁圆盘7紧紧的吸附固定于玻璃的表面，随后第一吸盘内的负压风机11停止工作，处于浮动状态，使第一吸盘处于浮动状态，此时，升降电机12开始工作，通过第二齿轮18带动啮合第一齿轮20开始转动，因连接板15处于固定状态，通过第一固定架13、连接板15以及两个连板14组成的平行四杆机构，使得第一吸盘逐渐抬升。当红外探测器探测到第一吸盘抬升至合适高度后，第二吸盘内的旋转电机6开始工作，带动第二吸盘的外壳1自转，当红外探测器探测自转到合适位置时停止转动，此时升降电机12工作带动连板14缓缓转动下落，当红外探测器探测第一吸盘下降到位时，此时第一吸盘内的负压风机11开始工作，将第一吸盘的清洁圆盘7紧紧的吸附固定于玻璃的表面，并开始正常的清洁程序直至完成所有清洁工作。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.可跨越障碍的智能擦窗机器人，其特征在于：包括第一吸盘、第二吸盘、第一连接机构和第二连接机构，所述第一吸盘和第二吸盘结构相同，所述第一吸盘上端面设置有第一连接机构，所述第二吸盘上端面设置有第二连接机构，所述第一连接机构和第二连接机构通过连板(14)转动连接；
所述第一吸盘包括清洁圆盘(7)和设置于清洁圆盘(7)上的外壳(1)，所述清洁圆盘(7)的中心位置的上端面设置有负压风机(11)，所述负压风机(11)下方的清洁圆盘(7)轴连接有大齿轮(10)，所述大齿轮(10)与旋转电机(6)的小齿轮(19)啮合传动，所述旋转电机(6)与外壳(1)固定连接
所述第一连接机构包括第一固定架(13)，所述第一固定架(13)设置于第一吸盘的外壳(1)上，所述第一固定架(13)的侧面设置有升降电机(12)，所述升降电机(12)的输出轴与第一齿轮(20)连接，所述第一齿轮(20)啮合有第二齿轮(18)，所述第二齿轮(18)通过转轴与连板(14)活动连接；所述第二连接机构包括第二固定板(17)，所述第二固定板(17)设置于第二吸盘的外壳(1)上，所述第二固定板(17)上设置有伸缩电机(3)，所述伸缩电机(3)的输出轴连接有第三齿轮(5)，所述第三齿轮(5)啮合有第四齿轮(4)，所述第四齿轮(4)固定连接有丝杆(16)，所述丝杆(16)上套设有连接板(15)，所述连接板(15)与连板(14)转动连接；
所述连板(14)与第一固定架(13)和连接板(15)形成平行四杆结构，其中，连板(14)具体包括两个结构相同的上连板(142)和下连板(141)，所述下连板(141)的一端与第二齿轮(18)的转轴固定连接，该转轴与第一固定架(13)转动连接，另一端转动设置于连接板(15)上，所述上连板(142)一端转动设置于连接板(15)上，另一端转动设置于第一固定架(13)上。
2.根据权利要求1所述的可跨越障碍的智能擦窗机器人，其特征在于：所述第二固定板(17)上设置有滑轨(9)，所述滑轨(9)上滑动设置连接板(15)。
3.根据权利要求1所述的可跨越障碍的智能擦窗机器人，其特征在于：所述清洁圆盘(7)通过轴承(8)与外壳(1)连接。
4.根据权利要求1所述的可跨越障碍的智能擦窗机器人，其特征在于：所述丝杆(16)上设置有外螺纹，所述连接板(15)上开设有与丝杆(16)外螺纹配合的内螺纹。
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