CN117814683A - 一种可自动越障擦窗机 - Google Patents

Abstract

本发明属于擦窗机技术领域，尤其是一种可自动越障擦窗机，包括动力装置，所述动力装置包括可手提的动力壳，所述动力壳的两端均设置有传动部件，所述传动部件包括连接轴，两个所述连接轴的中部表面分别安装有主擦窗机构以及次擦窗结构，所述主擦窗机构以及所述次擦窗结构分别包括呈径向对称设置的主擦窗壳体以及次擦窗壳体。该可自动越障擦窗机，通过设置动力装置根据所述指令通过所述传动部件抬升或调整所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体后实现越障的动作，能够实现擦窗机的智能计算，发送相应的指令进行越障的效果，无需人工遥控每一个步骤。

Description

一种可自动越障擦窗机

技术领域

本发明涉及擦窗机技术领域，尤其涉及一种可自动越障擦窗机。

背景技术

现有技术中，如中国专利网站上公开的公告号为CN 111839332 B的智能擦窗机的控制方法及智能擦窗机，采用所述的智能擦窗机的控制方法来调整风机吸力。智能擦窗机自动调整风机吸力后，提高了智能擦窗机的清扫质量、行走效率和清洁覆盖率。

又如公告号为CN 117338194 A的高层智能擦窗机，其主要是通过设计的辅助组件对擦窗机主体的玻璃清洁进行辅助工作，且通过设置的清洁辅助结构，能够将辅助组件中清洁软条上粘附的杂质灰尘进行清除吸附，保证其对窗框与玻璃连接的边侧及边角位置清集工作质量；再者对于窗框与玻璃连接的边角位置为直径时，通过在承载柱体上设置替换结构进行辅助清洁工作，拆装便捷，提升其整体清洁工作灵活性；因此，本发明解决了现有技术下的擦窗机器人缺少对窗框与玻璃连接的边侧及边角位置进行清洁的辅助机构；提升清洁工作质量。

还如公告号为CN 219895555 U的种斜爬擦窗机行走装置，便于在斜爬擦窗机本体使得的过程中对行走履带表面的灰尘进行清理，则保证了对玻璃的清理效果和清理效率，同时大大提高了斜爬擦窗机本体在使用过程中的安全性。

上述三个现有技术显示，通过对风机吸力、增加辅助清洁机构或对行走装置来增加对玻璃的清理效果和清理效率来提升擦窗机的清洁性能，但在实际使用过程中，窗户玻璃不可能是全玻璃封闭的，窗户玻璃需要通过窗框以及其他支架来实现支撑固定的，且相邻两块玻璃之间也会存在高度差，以及用来密封的玻璃胶也会受到热胀冷缩的作用下高于或低于玻璃面，同时在遇到玻璃拐角的位置，使得擦窗机不具有跨越障碍去清洁另一个玻璃面。

发明内容

基于现有的技术问题，本发明提出了一种可自动越障擦窗机。

本发明提出的一种可自动越障擦窗机，包括动力装置，所述动力装置包括可手提的动力壳，所述动力壳的两端均设置有传动部件，所述传动部件包括连接轴。

两个所述连接轴的中部表面分别安装有主擦窗机构以及次擦窗结构。

所述主擦窗机构以及所述次擦窗结构分别包括呈径向对称设置的主擦窗壳体以及次擦窗壳体，所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体相背的中部表面均固定安装有用于识别擦窗机前后两端障碍物的摄像头。

所述摄像头将前进方向上拍摄到的障碍物视频传送至控制器计算所述障碍物的形状以及大小，之后所述控制器根据所述障碍物的形状以及大小信息给所述动力装置发送指令，所述动力装置根据所述指令通过所述传动部件抬升或调整所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体后实现越障的动作。

优选地，所述动力壳的上表面中部设有可手提的提竿，所述动力壳的两端内壁处均固定安装有力臂驱动电机，所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体相对的一端两侧内壁处均固定安装有姿态调整电机。

优选地，所述传动部件包括连接所述力臂驱动电机以及所述姿态调整电机的机械臂，所述力臂驱动电机通过所述机械臂调整所述动力壳与所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体之间的越障高度，两个所述姿态调整电机分别调整所述机械臂与所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体之间越障角度。

通过上述技术方案，四个拐角点都设置电机，便于精准控制，同时力臂驱动电机和姿态调整电机都选用双输出轴电机，是的两侧的力臂动作幅度一致。

优选地，所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体相背的中部表面固定安装有用于实时探测所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体端面与所述障碍物之间距离的红外深度传感器。

通过上述技术方案，摄像头和红外深度传感器位于同一水平线上，便于统一用来计算的基准位置。

优选地，所述动力壳的下表面至所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体的下表面高度为H，所述障碍物的高度为H^/，由所述红外深度传感器探测得到所述红外深度传感器距离所述障碍物的直线长度距离为L，再由所述摄像头探测得到所述障碍物最高点的水平仰角为θ以及所述障碍物最低点的俯角为θ^/；

则H^/＝a+b＝L*tan(θ+θ^/)；

其中，a为水平仰角θ的对边高度，b为俯角θ^/的对边高度。

通过上述技术方案，利用三角函数来实现对各关键参数进行精准计算。

优选地，所述将所述障碍物的高度H^/与所述动力壳的下表面至所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体的下表面高度H值进行比对，当H＞H^/，则允许执行跨越所述障碍物高度的指令动作。

通过上述技术方案，能够精准测算出障碍物的高度，以此判定擦窗机是否能正常通过。

优选地，所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体被提升H^/高度后，则所述摄像头距离所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体的上表面垂直高度为b，通过所述红外深度传感器探测得距离所述障碍物最外侧边沿线的距离为L^//，则L^//为三角函数中的斜边，b为三角函数中的对边，可得

再由所得到的θ^//可得L^/＝L^//*cosθ^//-L；

其中L^/为所述障碍物的宽度。

通过上述技术方案，利用三角函数将障碍物的宽度精准计算出来，为跨越动作做精准测算。

优选地，所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体相对的端面最大跨越宽度为B，当B＞L^/时，则允许执行跨越所述障碍物宽度的指令动作。

通过上述技术方案，只有当最大跨越宽度B＞L^/时，才能够给予跨越的指令。

优选地，所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体的下表面均设有擦布，所述擦布的中部被镂空。

通过上述技术方案，擦布能够将玻璃表面的灰尘清洁掉，从而方便擦窗机的吸附。

优选地，所述主擦窗壳体以及所述次擦窗壳体下表面位于被镂空的所述擦布中部均安装有吸盘，所述吸盘的下表面均固定安装有运动轮。

通过上述技术方案，能够实现行走的效果，同时还能够将吸盘的轴端连接个电机，设置成可旋转状态，进而带动运动轮一起传动，从而实现整个擦窗机的拐弯效果。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置主擦窗壳体以及次擦窗壳体，将至少两个擦窗机整合到一起去，形成全新的擦窗机，两个擦窗机不仅具有更大的清洁效率，且能够通过动力壳连接在一起，构成仿生两条腿的原理，实现交互行走以及跨越障碍物。

2、通过设置动力装置根据所述指令通过所述传动部件抬升或调整所述主擦窗壳体或者所述次擦窗壳体后实现越障的动作，能够实现擦窗机的智能计算，发送相应的指令进行越障的效果，无需人工遥控每一个步骤。

附图说明

图1为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的示意图；

图2为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的擦窗机侧视图；

图3为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的擦窗机仰视图；

图4为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的测算障碍物高度侧视图；

图5为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的测算障碍物宽度侧视图；

图6为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的翻越障碍物状态图；

图7为本发明提出的一种可自动越障擦窗机的转角翻越状态图。

图中：1、动力壳；11、提竿；12、力臂驱动电机；13、姿态调整电机；2、连接轴；21、机械臂；3、主擦窗壳体；4、次擦窗壳体；5、摄像头；51、红外深度传感器；6、障碍物；7、擦布；8、吸盘；9、运动轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

参照图1-图7，一种可自动越障擦窗机，如图1所示，包括动力装置，所述动力装置包括可手提的动力壳1，所述动力壳1的两端均设置有传动部件，所述传动部件包括连接轴2。

如图1-图3所示，为了实现相互交互擦窗行走的效果，在两个所述连接轴2的中部表面分别安装有主擦窗机构以及次擦窗结构。

主擦窗机构以及次擦窗结构具体是这样构成的：所述主擦窗机构以及所述次擦窗结构分别包括呈径向对称设置的主擦窗壳体3以及次擦窗壳体4，所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4相背的中部表面均固定安装有用于识别擦窗机前后两端障碍物6的摄像头5。

动力装置具体是这样组成的：所述动力壳1的上表面中部设有可手提的提竿11，所述动力壳1的两端内壁处均固定安装有力臂驱动电机12，所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4相对的一端两侧内壁处均固定安装有姿态调整电机13。

传动部件是这样的：所述传动部件包括连接所述力臂驱动电机12以及所述姿态调整电机13的机械臂21，所述力臂驱动电机12通过所述机械臂21调整所述动力壳1与所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4之间的越障高度，两个所述姿态调整电机13分别调整所述机械臂21与所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4之间越障角度。四个拐角点都设置电机，便于精准控制，同时力臂驱动电机12和姿态调整电机13都选用双输出轴电机，是的两侧的力臂动作幅度一致。

通过设置主擦窗壳体3以及次擦窗壳体4，将至少两个擦窗机整合到一起去，形成全新的擦窗机，两个擦窗机不仅具有更大的清洁效率，且能够通过动力壳1连接在一起，构成仿生两条腿的原理，实现交互行走以及跨越障碍物。

如图4所示，为了能够精准计算擦窗机是否能进行越障动作的，所述摄像头5将前进方向上拍摄到的障碍物6视频传送至控制器计算所述障碍物6的形状以及大小，之后所述控制器根据所述障碍物6的形状以及大小信息给所述动力装置发送指令，所述动力装置根据所述指令通过所述传动部件抬升或调整所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4后实现越障的动作。

障碍物6形状以及大小的测算是这样的：所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4相背的中部表面固定安装有用于实时探测所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4端面与所述障碍物6之间距离的红外深度传感器51。摄像头5和红外深度传感器51位于同一水平线上，便于统一用来计算的基准位置。

测算障碍物6的高度：所述动力壳1的下表面至所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4的下表面高度为H，所述障碍物6的高度为H^/，由所述红外深度传感器51探测得到所述红外深度传感器51距离所述障碍物6的直线长度距离为L，再由所述摄像头5探测得到所述障碍物6最高点的水平仰角为θ以及所述障碍物6最低点的俯角为θ^/；

则H^/＝a+b＝L*tan(θ+θ^/)；

其中，a为水平仰角θ的对边高度，b为俯角θ^/的对边高度。利用三角函数来实现对各关键参数进行精准计算。

判定是否符合越障高度：所述将所述障碍物6的高度H^/与所述动力壳1的下表面至所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4的下表面高度H值进行比对，当H＞H^/，则允许执行跨越所述障碍物6高度的指令动作。能够精准测算出障碍物6的高度，以此判定擦窗机是否能正常通过，若不能，则反馈信息到后台或者操控者终端上，同时擦窗机返回上一步，使得主擦窗壳体3以及次擦窗壳体4都吸附在玻璃窗上。

如图5所示，测算障碍物6的宽度：所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4被提升H^/高度后，则所述摄像头5距离所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4的上表面垂直高度为b，通过所述红外深度传感器51探测得距离所述障碍物6最外侧边沿线的距离为L^//，则L^//为三角函数中的斜边，b为三角函数中的对边，可得

再由所得到的θ^//可得L^/＝L^//*cosθ^//-L；

其中L^/为所述障碍物6的宽度。利用三角函数将障碍物6的宽度精准计算出来，为跨越动作做精准测算。

判定是否符合越障宽度：所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4相对的端面最大跨越宽度为B，当B＞L^/时，则允许执行跨越所述障碍物6宽度的指令动作。只有当最大跨越宽度B＞L^/时，才能够给予跨越的指令。若不符合，则反馈信息到后台或者操控者终端上，同时擦窗机返回上一步，使得主擦窗壳体3以及次擦窗壳体4都吸附在玻璃窗上防止掉落。

如图3所示，擦窗机还包括，所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4的下表面均设有擦布7，所述擦布7的中部被镂空。擦布7能够将玻璃表面的灰尘清洁掉，从而方便擦窗机的吸附。

优选地，所述主擦窗壳体3以及所述次擦窗壳体4下表面位于被镂空的所述擦布7中部均安装有吸盘8，所述吸盘8的下表面均固定安装有运动轮9。能够实现行走的效果，同时还能够将吸盘8的轴端连接个电机，设置成可旋转状态，进而带动运动轮9一起传动，从而实现整个擦窗机的拐弯效果。

通过设置动力装置根据所述指令通过所述传动部件抬升或调整所述主擦窗壳体3或者所述次擦窗壳体4后实现越障的动作，能够实现擦窗机的智能计算，发送相应的指令进行越障的效果，无需人工遥控每一个步骤。

具体越障的动作是这样实现的：主擦窗壳体3以及次擦窗壳体4底部的吸盘8，含真空泵用于吸附在玻璃上，在擦窗过程中，如遇到窗框则可识别窗框并激活运动翻转机构，在主擦窗壳体3以及次擦窗壳体4中的吸盘8协同工作中，主擦窗壳体3的吸盘8保持吸力，次擦窗壳体4中的吸盘8释放，使次擦窗壳体4抬起做出翻转动作，并达到窗框对侧，而后次擦窗壳体4上的吸盘8保持吸力，主擦窗壳体3的吸盘8松开后翻越窗框，达到跨越障碍的目的。同时主次吸盘可提高擦窗效率。

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 (5)

1.一种可自动越障擦窗机，其特征在于：包括动力装置，所述动力装置包括可手提的动力壳(1)，所述动力壳(1)的两端均设置有传动部件，所述传动部件包括连接轴(2)；

两个所述连接轴(2)的中部表面分别安装有主擦窗机构以及次擦窗结构；

所述主擦窗机构以及所述次擦窗结构分别包括呈径向对称设置的主擦窗壳体(3)以及次擦窗壳体(4)，所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)相背的中部表面均固定安装有用于识别擦窗机前后两端障碍物(6)的摄像头(5)；

所述摄像头(5)将前进方向上拍摄到的障碍物(6)视频传送至控制器计算所述障碍物(6)的形状以及大小，之后所述控制器根据所述障碍物(6)的形状以及大小信息给所述动力装置发送指令，所述动力装置根据所述指令通过所述传动部件抬升或调整所述主擦窗壳体(3)或者所述次擦窗壳体(4)后实现越障的动作；

所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)相背的中部表面固定安装有用于实时探测所述主擦窗壳体(3)或者所述次擦窗壳体(4)端面与所述障碍物(6)之间距离的红外深度传感器(51)；

所述动力壳(1)的下表面至所述主擦窗壳体(3)或者所述次擦窗壳体(4)的下表面高度为H，所述障碍物(6)的高度为H^/，由所述红外深度传感器(51)探测得到所述红外深度传感器(51)距离所述障碍物(6)的直线长度距离为L，再由所述摄像头(5)探测得到所述障碍物(6)最高点的水平仰角为θ以及所述障碍物(6)最低点的俯角为θ^/；

则H^/＝a+b＝L*tan(θ+θ^/)；

其中，a为水平仰角θ的对边高度，b为俯角θ^/的对边高度；

将所述障碍物(6)的高度H^/与所述动力壳(1)的下表面至所述主擦窗壳体(3)或者所述次擦窗壳体(4)的下表面高度H值进行比对，当H＞H^/，则允许执行跨越所述障碍物(6)高度的指令动作；

所述主擦窗壳体(3)或者所述次擦窗壳体(4)被提升H^/高度后，则所述摄像头(5)距离所述主擦窗壳体(3)或者所述次擦窗壳体(4)的上表面垂直高度为b，通过所述红外深度传感器(51)探测得距离所述障碍物(6)最外侧边沿线的距离为L^//，则L^//为三角函数中的斜边，b为三角函数中的对边，可得

再由所得到的θ^//可得L^/＝L^//*cosθ^//-L；

其中L^/为所述障碍物(6)的宽度；

所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)相对的端面最大跨越宽度为B，当B＞L^/时，则允许执行跨越所述障碍物(6)宽度的指令动作。

2.根据权利要求1所述的一种可自动越障擦窗机，其特征在于：所述动力壳(1)的上表面中部设有可手提的提竿(11)，所述动力壳(1)的两端内壁处均固定安装有力臂驱动电机(12)，所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)相对的一端两侧内壁处均固定安装有姿态调整电机(13)。

3.根据权利要求2所述的一种可自动越障擦窗机，其特征在于：所述传动部件包括连接所述力臂驱动电机(12)以及所述姿态调整电机(13)的机械臂(21)，所述力臂驱动电机(12)通过所述机械臂(21)调整所述动力壳(1)与所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)之间的越障高度，两个所述姿态调整电机(13)分别调整所述机械臂(21)与所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)之间越障角度。

4.根据权利要求1所述的一种可自动越障擦窗机，其特征在于：所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)的下表面均设有擦布(7)，所述擦布(7)的中部被镂空。

5.根据权利要求4所述的一种可自动越障擦窗机，其特征在于：所述主擦窗壳体(3)以及所述次擦窗壳体(4)下表面位于被镂空的所述擦布(7)中部均安装有吸盘(8)，所述吸盘(8)的下表面均固定安装有运动轮(9)。