CN203182829U

CN203182829U - 擦玻璃机器人的方向控制器及擦玻璃机器人

Info

Publication number: CN203182829U
Application number: CN 201320078861
Authority: CN
Inventors: 许士龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-02-20

Abstract

本实用新型涉及一种擦玻璃机器人的方向控制器及擦玻璃机器人；机器人的主机和从动机均含有方向控制器、吸附体和擦拭单元；方向控制器设置在腹板内；主吸附轴两侧对称设置有转动的步进电机，步进电机连接有变速箱，行走轮连接在变速箱旁，高于机器箱壳外；在两个变速箱之间设置有抱刹片安装槽，抱刹片安装槽后面设置有电磁铁安装支架；抱刹片和弹簧安装在抱刹片安双槽内，电磁铁安装在固定支架内；方向控制体通过固定套套在主吸附轴上，并可绕其旋转。本实用新型有效的解放了劳动力；自动巡边，水平方向自动运行，实现对玻璃的无死角，全覆盖擦拭；仿效人工擦拭原理的单机多级擦拭；根据行走速度定量喷洒清洁液；完毕后自动回到原位并警告提醒。

Description

擦玻璃机器人的方向控制器及擦玻璃机器人

技术领域

本实用新型涉及一种玻璃双面擦拭设备，特别是一种可实现对玻璃的全覆盖，无死角，多级擦拭的功能，并于擦拭完毕后自动回到摆放的初始位置的一种自动擦玻璃机器人。

背景技术

现有擦玻璃一般由家政采用人工擦拭，成本高，劳动强度大；还有其他种类的家庭擦玻璃器基本是靠磁性吸附的两块擦板，仿效人工擦拭，而且要多次擦拭，人工劳动强度大，干后又有水印；就是现有的擦玻璃机器人虽然实现了自动运转，但都存在着各式的不完善，比如：覆盖不全面，有死角；行走轨迹不单一，重复擦拭，耗时长；用水量大，不环保。

发明内容

为了克服现有方式擦玻璃的不足，本实用新型提供一种全新机器人，其带有主从两机，只需将两机吸附于玻璃的两侧，通过机器人的有效自动巡航行走，通过腹面的四级擦拭结构和喷液结构的工作有效的解决了上述不足。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

一种擦玻璃机器人的方向控制器，包括步进电机、变速箱、行走轮、抱刹片和弹簧；方向控制体19中心设置有主吸附轴17通过孔50，主吸附轴两侧对称设置有转动的步进电机39，步进电机连接有变速箱40，变速箱安装在方向控制体的变速箱安装孔25中；行走轮18连接在变速箱旁，并且设置在行走轮外露槽49中，高于机器箱壳外；在两个变速箱之间设置有抱刹片安装槽46，抱刹片安装槽后面设置有电磁铁安装支架47；抱刹片41和弹簧43安装在抱刹片安双槽46内，电磁铁45安装在固定支架47内；方向控制体19通过固定套48套在主吸附轴17上，并可绕其旋转。

利用本发明的方向控制器制备的擦玻璃机器人，包括主机100和从动机200；主机100和从动机200均含有方向控制体、吸附体和擦拭单元；方向控制器设置在腹板20底部盒腔38内；主吸附体包括主吸附轴17、磁块23、磁块拉杆9，吸附与玻璃105两侧，主吸附轴17的两轴对正吸附使两机在玻璃两侧；擦拭单元为前置与主机头部的转动的一级齿形毛刷皮带4、设置在腹板20上的二级硬质毛刷条16、三级毛毡条14和四级硬质毛刷条15。

在主机100和从动机200前端和左右两侧的各设置有2个距离红外传感器3，用以触边感应和延边感应。

所述的主吸附轴17是：磁块螺纹拉杆6一端通过磁块固定螺母(59)固定放于主吸附轴(17)中空腔体内部磁块(58)，另一端通过螺纹安装在磁力调节旋钮(7)的中心螺纹孔内，通过旋转磁力调节旋钮(7)，使磁块螺纹拉杆(6)移动，带动另一端的磁块(58)移动，利用主机和从动机两个磁块58相对距离的调整，从而实现主机和从动机相互吸附力量的调整。

通过主、从两个基本相同的机器上主吸附轴和四个正位磁铁对吸，将安装于轴上的行走结构组包括行走轮及行走方向旋转体以及壳体、壳体上的四级清理结构、机器人控制电路板、自动喷洒清洁液结构等构件有效的吸附在玻璃两侧；通过单片机的控制，驱动和行走轮相连的各机的两个同步电机，实现主、从机的前进、后退、斜向行走、贴边行走，使机器人水平运行，轨迹平行不重复；通过单片机控制，驱动行走轮电机旋转，从而实现主从机触角和触边后的转向；通过光电感应器提供的信号，实现主从机的巡边行走和触边转向的控制；通过主从机的行走以及自动喷液结构和四级擦拭结构的工作，实现仿人工原理的擦拭。机器人的能量来源于有线电源或内置于机壳内的可充电电池提供。

本实用新型有效的解放了劳动力；自动巡边，水平方向自动运行，实现对玻璃的无死角，全覆盖擦拭；仿效人工擦拭原理的单机多级擦拭；根据行走速度定量喷洒清洁液；完毕后自动回到原位并警告提醒。

附图说明

图1为擦玻璃机器人的主机正面构造图。（从动机没有图示4启动按钮、5停止按钮、9触边红外传感器、8警告蜂鸣器部件，其他相同主机）

图2为擦玻璃机器人的主机腹面构造图。（从动机与之相同）

图3为主机和从机工作状态示意图。

图4为主机腹板仰视图。

图5为主机腹板俯视图。

图6为主机腹板剖面图。

图7为方向控制体结构图。

图8为行走方向控制组结构示意图。

图9为主机工作状态剖面图。

图10为机器人直线行走时行走方向控制组相对机器位置示意图。

图11为机器人侧向行走时行走方向控制组相对机器位置示意图。

图12为机器人左下右上方向行走时行走方向控制组相对机器位置示意图。

图13为机器人左上右下方向行走时行走方向控制组相对机器位置示意图。

其中：1壳体、2指示箭头、3注液口、4启动按钮、5停止按钮、6磁块螺纹拉杆7磁力调节旋钮、8警告蜂鸣器、9触边红外传感器、10玻璃厚度指示盘、11电源和安全绳连接口、12毛刷、13橡胶刮板、14毛毡条、15硬质毛刷条、16正位磁铁、17主吸附轴、18行走轮、19方向控制体、20腹板、21皮带紧锢螺钉、22同步齿形轮轴、23同步轮压板、24红外数据传输管、25变速箱安装螺孔、26喷水嘴、27皮带紧固螺孔、28同步轮传动轴孔、29硬质毛刷条尼龙扣、30毛毡条尼龙扣、31刮板槽、32抱刹套摩擦面、33主控板电源电瓶安装槽、34贮液箱、35贮液箱孔、36主控板、37固定套孔、38盒腔、39同步电机、40变速箱、41抱刹片、42电磁铁支架、43、弹簧、44抱刹片支座、45电磁铁、46 抱刹片安装槽、47电磁铁安装孔、48固定套、49行走轮外露槽、50通过孔、55锁套、56同步轮固定体、57同步齿形毛刷皮带、58磁块、59磁块固定螺母。100主机、200从动机、105玻璃、110主机纵向中心线、111行走轮中心线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

如图7、图8所示：方向控制器，包括步进电机、变速箱、行走轮、抱刹片和弹簧；方向控制体19中心设置有主吸附轴17通过孔50，主吸附轴两侧对称设置有转动的步进电机39，步进电机连接有变速箱40，变速箱通过螺钉和变速箱安装螺孔25安装在方向控制体的上；行走轮18连接在变速箱旁，并且设置在行走轮外露槽49中，高于机器箱壳外；在两个变速箱之间设置有抱刹片支座44，其上开有抱刹片安装槽46，抱刹片安装槽后面设置有电磁铁支架42，其上开有电磁铁安装孔47；抱刹片41和弹簧43安装在抱刹片安双槽46内，电磁铁45安装在电磁铁安装孔47内；方向控制体19通过固定套48套在主吸附轴17上，并可绕其旋转。

如图1～图6所示的自动擦玻璃机器人：

包括主机100和从动机200；主机100和从动机200均含有方向控制体、吸附体和擦拭单元；方向控制器设置在腹板20底部盒腔38内；主吸附体包括主吸附轴17、磁块(58)、磁块螺纹拉杆6，吸附在玻璃105两侧，主吸附轴17的两轴对正吸附使两机在玻璃两侧；擦拭单元为前置与主机头部的转动的一级同步齿形皮带57、设置在腹板20上的二级硬质毛刷条15、三级毛毡条14和四级橡胶刮板13。

在主机100和从动机200前端和左右两侧的各设置有2个触边红外传感器9，用以触边感应和延边感应。

如图9所示，主吸附轴17是：磁块螺纹拉杆6一端通过磁块固定螺母59固定放于主吸附轴17中空腔体内部磁块58，另一端通过螺纹安装在磁力调节旋钮7的中心螺纹孔内，通过旋转磁力调节旋钮7，使磁块螺纹拉杆6移动，带动另一端的磁块58移动，利用主机和从动机两个磁块58相对距离的调整，从而实现主机和从动机相互吸附力量的调整。

自动擦玻璃机器人的工作流程如图1～13所示：

将主机100和从动机200按图1中安装指示箭头2的方向吸附在所需擦拭的玻璃105的内外两侧形成如图3所示的状态。（从动机没有图示4启动按钮、5停止按钮、9触边红外传感器、8警告蜂鸣器部件，其他相同主机）。

启动启动按钮4，机器人开始工作。如需停止按停止按钮5。启动停止按钮4、停止按钮5安装在壳体1上并通过导线和机体内的电路板启动、停止电路相连；

图1中6个触边红外传感器9通过导线和机体内电路板相连并安装于壳体1的前侧板和左右两侧板上；触边红外距离传感器9提供是否触边信号，从而执行相应动作。警告蜂鸣器8通过导线和机体内发生声电路相连并安装在壳体1面板内侧；用以故障报警和工作周期结束报警提示。清洗液注入口3通过导管和安装在主机腹板20上贮液箱34上的贮液箱孔35相连；向机器注入清洁液。电源和安全绳连接口11通过螺纹旋紧在壳体1上，内有导线和电路板相连。电源线外部包有尼龙网套作为安全绳使用，防止主机和从动机因意外的脱落而损坏。玻璃厚度指示盘10内圈有两个凸起牙，放于图2主吸附轴的17的牙槽内固定，玻璃厚度指示盘内圈套在主吸附轴17上，并压紧主吸附轴上安装的部件。

图9磁力调节旋钮7通过其内部锁套55固定在主吸附轴17上，可旋转。磁力调节旋钮7和玻璃厚度指示盘10将套在主吸附轴17上，将壳体1、腹板20、方向控制体19安装在主吸附轴17上。磁块螺纹拉杆6一端通过磁块固定螺母59固定着放于主吸附轴17中空腔体内部磁块58，另一端通过螺纹安装在磁力调节旋钮7的中心螺纹孔内，通过旋转磁力调节旋钮7，使磁块螺纹拉杆6移动，带动另一端的磁块58移动，利用主机和从动机两个磁块58相对距离的调整，从而实现主机和从动机相互吸附力量的调整，既不会脱落又不会影响驱动轮18的驱动扭矩增加而打滑。

图2中毛刷12通过再覆胶胶合在同步齿形皮带上，形成同步齿形毛刷皮带57；同步齿形毛刷皮带57安装在固定于腹板20前端一对旋转的同步轮上，并用同步轮压板23通过螺钉21固定在腹板20前端同步轮固定体56上。实现对玻璃上的浮尘和黏着物的初步擦拭。喷水嘴26安装在腹板20上的硬质毛刷条15内，另一端连接水泵。根据要求定时定量控制水泵工作，从而喷洒清洗液。中硬质毛刷条15和清洁毛毡条14通过腹板20上的硬质毛刷条尼龙扣29和毛毡条尼龙扣30固定在腹板20上，可更换。橡胶刮板13插在主机腹板20尾部的燕尾刮板槽31内而固定，可更换。硬质毛刷条15和清洁毛毡条14以及刮水板胶条13实现对玻璃的三级擦拭和清洁。四个从动机正位磁铁16粘合在腹板20的磁铁槽内。用以保持主机和从动机的位置对齐。

图4显示了同步轮传动轴孔28、皮带紧固螺钉21的皮带禁锢螺孔27、安装硬质毛刷条15的尼龙扣29、用于安装清洁毛毡条14的尼龙扣30、用于安装橡胶刮板13的燕尾刮板槽31的位置。

图5显示了贮液箱34，贮液箱孔35，主控板电源电瓶安装槽33，主控板36在腹板20上的安装位置。

图6显示了腹板20的抱刹套摩擦面32，腹板20固定套孔37，腹板20盒腔38的位置。

图7显示了方向控制体19上的变速箱安装孔25，行走轮外露槽49，主吸附轴17通过孔50，主吸附轴17固定套48，抱刹片安装槽46，电磁铁安装孔47的位置。

图8中两个行走轮18和驱动其转动的步进电机39以及变速箱40安装在方向控制体19上，行走轮18在19的行走轮外露槽49内漏出于机器箱壳外，从而靠与玻璃摩擦力行走。抱刹片41和弹簧43安装在方向控制体19的抱刹片安装槽46内，并使之和方向控制体成为相对固定结构。电磁铁45安装在固定支架42上的电磁铁安装孔47内。方向控制体19通过固定套48上通过孔50套在主吸附轴17上，并可绕其旋转。

图9带有两个行走轮18的方向控制体19的所有部件装入腹板20底部盒腔38内。图中抱刹片41和弹簧43以及电磁铁45被固定在方向控制体19上，并与之成为一体。电磁铁45不工作时，抱刹片41在弹簧43的作用下将腹板20摩擦面32部位抱紧，腹板20和方向控制体19相对固定，在两个行走轮18同向旋转下带动机器前行或后退行走、在两个行走轮18正反逆向旋转下带动整机绕主机主吸附轴17整机转向；当电磁铁45工作时，抱刹片41在吸力的作用下脱开腹板20摩擦面32部位，使腹板20和方向控制体19分离独立，此时，两个行走轮18正反逆向旋转，方向控制体19绕主机主吸附轴17独立旋转而腹板20相对玻璃不动，方向控制体19旋转不同的角度，实现不同的工作状态。通过控制行走轮18的两轮相反向旋转的圈数，可控制旋转体19或整机的旋转角度。

图10为主机前行和后退工作状态。主机纵向中心线110垂直毛刷12的外边缘，此时行走轮18的中心线111和主机纵向中心线110成90°夹角。电磁铁45不工作，抱刹片41在弹簧43的作用下和腹板20摩擦面32部位抱紧，腹板20和方向控制体19相对固定。当行走轮18两轮同向正转或反转，主机整机可实现延主机纵向中心线110方向前行或后退；当行走轮18两轮相反向正转或反转，主机整机可实现绕主吸附轴17旋转变换方向。电磁铁45工作时，抱刹片41在吸力的作用下脱开腹板20摩擦面32部位，使腹板20和方向控制体19分离独立，方向控制体19可独立绕主吸附轴17旋转变换工作状态，腹板20相对玻璃不动。

图11为主机侧向左右移动工作状态。主机纵向中心线110和行走轮18中心线111夹角为0°。电磁铁45不工作，抱刹片41在弹簧43的作用下和腹板20摩擦面32部位抱紧，腹板20和方向控制体19相对固定。当行走轮18两轮同向正转或反转，主机整机可实现侧向左右移动；当行走轮18两轮相反向正转或反转，主机整机可实现绕主吸附轴17旋转变换方向。电磁铁45工作时，抱刹片41在吸力的作用下脱开腹板20摩擦面32部位，使腹板20和方向控制体19分离独立，方向控制体19可独立绕主吸附轴17旋转变化工作状态，腹板20相对玻璃不动。

图12为主机左下右上移动工作状态。主机纵向中心线110和行走轮18中心线111成左侧夹角为45°。电磁铁45不工作，抱刹片41在弹簧43的作用下和腹板20摩擦面32部位抱紧，腹板20和方向控制体19相对固定。当行走轮18两轮同向正转或反转，主机整机可实现左下右上方向的移动；当行走轮18两轮相反向正转或反转，主机整机可实现绕主吸附轴17旋转变换方向。电磁铁45工作时，抱刹片41在吸力的作用下脱开腹板20摩擦面32部位，使腹板20和方向控制体19分离独立，方向控制体19可独立绕主吸附轴17旋转变化工作状态，腹板20相对玻璃不动。

图13为主机左上右下移动工作状态。主机纵向中心线110和行走轮18中心线111成右侧夹角为45°。电磁铁45不工作，抱刹片41在弹簧43的作用下和腹板20摩擦面32部位抱紧，腹板20和方向控制体19相对固定。当行走轮18两轮同向正转或反转，主机整机可实现左上右下方向的移动；当行走轮18两轮相反向正转或反转，主机整机可实现绕主吸附轴17旋转变换方向。电磁铁45工作时，抱刹片41在吸力的作用下脱开腹板20摩擦面32部位，使腹板20和方向控制体19分离独立，方向控制体19可独立绕主吸附轴17旋转变化工作状态，腹板20相对玻璃不动。

通过图10到图13的四个工作状态的组合，在距离传感器提供信号执行相应动作程序后，从而实现机器人的在窗户上前行、后退、触角转向、触边转向。触角转向擦拭实现了机器人无死角的擦拭。

综上所述，本实用新型转向准确灵活，行走轨迹不重复，覆盖面积完整，无死角。四级擦拭设置使擦拭更加清洁。

Claims

1.一种擦玻璃机器人的方向控制器，其特征是包括步进电机、变速箱、行走轮、抱刹片和弹簧；方向控制体（19）中心设置有主吸附轴（17）通过孔（50），主吸附轴两侧对称设置有转动的步进电机（39），步进电机连接有变速箱（40），变速箱安装在方向控制体的变速箱安装孔（25）中；行走轮（18）连接在变速箱旁，并且设置在行走轮外露槽（49）中，高于机器箱壳外；在两个变速箱之间设置有抱刹片安装槽（46），抱刹片安装槽后面设置有电磁铁安装支架（42）；抱刹片（41）和弹簧（43）安装在抱刹片安双槽（46）内，电磁铁（45）安装在固定孔（47）内；方向控制体（19）通过固定套（48）上通过孔（50）套在主吸附轴（17）上，并可绕其旋转。

2.使用权利要求1的方向控制器的擦玻璃机器人，包括主机（100）和从动机（200）；主机（100）和从动机（200）均含有方向控制体、吸附体和擦拭单元；其特征在于，方向控制器设置在腹板20底部盒腔（38）内；主吸附体包括主吸附轴（17）、磁块(58)、磁块拉杆（6），吸附与玻璃（105）两侧，主吸附轴（17）的两轴对正吸附使两机在玻璃两侧；擦拭单元为前置与主机头部的转动的一级同步齿形毛刷皮带（57）、设置在腹板20上的二级硬质毛刷条（15）、三级毛毡条（14）和四级橡胶刮板（13）。

3.如权利要求2所述的擦玻璃机器人，其特征是在主机（100）和从动机（200）前端和左右两侧各设置有2个距离红外传感器（3），用以触边感应和延边感应。

4.如权利要求2所述的擦玻璃机器人，其特征是所述的主吸附轴（17）是：磁块螺纹拉杆（6）一端通过磁块固定螺母(59)固定放于主吸附轴(17)中空腔体内部磁块(58)，另一端通过螺纹安装在磁力调节旋钮(7)的中心螺纹孔内。