CN207640309U - 一种平越接缝擦窗机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平越接缝擦窗机器人，在机器人本体行走方向的前方和后方设有能够吸附在所述工作面上的移动吸头，所述移动吸头沿机器人本体的行走方向相对于所述机器人本体往复滑动，移动吸头设有用于吸附在工作面上的真空吸盘，真空吸盘垂直于所述工作面往复移动，机器人本体还设有固定所述移动吸头位置的锁紧装置；本实用新型的有益效果是：在现有擦窗机器人技术的基础上，采用与机器人本体相对移动位置的移动吸头，可越过工作面的接缝，并能够对墙角部位清洗，设备可作为附件安装，重量轻，方便安装与操作，使用灵活，可显著提高擦窗机器人的操作性能和使用效果。

Description

一种平越接缝擦窗机器人

技术领域

本实用新型属于外墙清洁装置，尤其涉及一种平越接缝擦窗机器人。

背景技术

目前的擦窗机器人，特别是家用的擦窗机器人，采用真空方式吸附在玻璃表面，并在玻璃表面行走，通常一次只能完成一块完整玻璃的清洁擦洗，无法越过有一定缝隙的玻璃接缝，玻璃接缝会使真空吸附力降低或失效，使擦窗机器人从工作面掉落。这一缺陷限制了擦窗机器人的应用和普及。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种平越接缝擦窗机器人的技术方案，使擦窗机器人能够越过工作面的接缝，提高擦窗机器人的应用性能。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种平越接缝擦窗机器人，包括机器人本体，所述机器人本体的底面设有将所述机器人本体吸附在工作面上的真空吸槽，所述机器人本体的底面还设有驱动机器人本体行走的行走履带，所述机器人本体内设有真空泵，所述工作面设有接缝，在所述机器人本体行走方向的前方和后方设有能够吸附在所述工作面上的移动吸头，所述移动吸头沿机器人本体的行走方向相对于所述机器人本体往复滑动，所述移动吸头设有用于吸附在所述工作面上的真空吸盘，所述真空吸盘垂直于所述工作面往复移动，所述机器人本体还设有固定所述移动吸头位置的锁紧装置。

更进一步，所述工作面的接缝是下凹接缝，所述移动吸头伸出所述机器人本体边沿的距离大于所述真空吸槽的长度与所述接缝的宽度之和。

更进一步，所述工作面的接缝是凸起接缝，所述机器人本体底面的前沿和后沿设有导坡，所述移动吸头伸出所述机器人本体边沿的距离大于所述机器人本体的长度与所述接缝的宽度之和。

更进一步，所述移动吸头安装在一只滑杆的两端，所述滑杆通过滑杆座安装在所述机器人本体的顶面上，所述滑杆在所述滑杆座内滑动。

更进一步，所述锁紧装置包括锁紧压头，所述锁紧压头伸出所述机器人本体的顶面往复移动，所述锁紧压头向伸出方向运动时穿过所述滑杆座顶压所述滑杆，阻止滑杆移动。

更进一步，所述移动吸头包括真空缸，在所述真空缸活塞杆的顶端设有所述真空吸盘，所述真空泵驱动所述真空吸盘向所述工作面的方向移动；所述真空缸内设有复位弹簧，所述复位弹簧是推动所述活塞杆并使所述真空吸盘向离开所述工作面方向移动的弹簧。

更进一步，所述机器人本体设有将所述移动吸头收入机器人本外侧边之内的吸头收纳槽。

本实用新型的有益效果是：在现有擦窗机器人技术的基础上，采用与机器人本体相对移动位置的移动吸头，可越过工作面的接缝，并能够对墙角部位清洗，还可实现无真空吸槽吸附条件下对工作的重复清洁，设备可作为附件安装，重量轻，方便安装与操作，使用灵活，可显著提高擦窗机器人的操作性能和使用效果。

下面结合附图和实施例对本实用新型作一详细描述。

附图说明

图1是本实用新型平越接缝擦窗机器人上侧结构图；

图2是本实用新型平越接缝擦窗机器人底面结构图；

图3是本实用新型平越接缝擦窗机器人的移动吸头结构图，真空吸盘处于不工作的复位状态；

图4是本实用新型平越接缝擦窗机器人的移动吸头结构图，真空吸盘处于与工作面的吸附状态；

图5是本实用新型平越接缝擦窗机器人吸头最大伸出状态图；

图6是本实用新型平越装置与机器人本体分解状态图；

图7是本实用新型拆卸平越装置后安装提手的状态图；

图8是本实用新型吸头移动方法示意图，真空吸盘吸附在所述工作面上，解除锁紧装置对移动吸头的固定，行走履带驱动机器人本体移动；

图9是本实用新型吸头移动方法示意图，机器人本体的锁紧装置固定移动吸头的位置，真空吸盘解除吸附，离开工作面；

图10是本实用新型越过下凹接缝方法示意图，移动吸头伸出机器人本体前沿；

图11是本实用新型越过下凹接缝方法示意图，机器人本体真空吸槽的前沿行走到接缝位置，真空吸盘吸附在所述工作面上；

图12是本实用新型越过下凹接缝方法示意图，机器人本体的真空吸槽越过工作面接缝；

图13是本实用新型越过凸起接缝方法示意图，移动吸头伸出机器人本体前沿；

图14是本实用新型越过凸起接缝方法示意图，机器人本体的前沿行走到接缝位置，真空吸盘吸附在所述工作面上；

图15是本实用新型吸头收纳方法示意图，非收纳吸头的真空吸盘吸附在工作面上，机器人本体向被收纳吸头方向移动；

图16是本实用新型吸头收纳方法示意图，收纳吸头进入吸头收纳槽中。

具体实施方式

目前擦窗机器人的技术日臻成熟，可以对单扇的玻璃进行清洁操作，擦窗机器人能够在工作面上沿各方向自由行走和转弯，并具有智能控制。由于采用真空吸盘技术吸附在玻璃表面，擦窗机器人难以越过玻璃接缝对较大面积的玻璃幕墙等进行清洁工作。为了克服擦窗机器人的上述缺陷，本实用新型提出一种平越接缝擦窗机器人的技术方案。

如图1至图4，一种平越接缝擦窗机器人，包括机器人本体10，所述机器人本体的底面11设有将所述机器人本体吸附在工作面上的真空吸槽12，所述机器人本体的底面还设有驱动机器人本体行走的行走履带13，所述机器人本体内设有真空泵，所述工作面是指被所述平越接缝擦窗机器人清洗的表面，所述工作面可以是带有接缝的平板玻璃，玻璃幕墙外表面、大理石墙面或其他平整、光滑的表面。

在所述机器人本体行走方向的前方和后方设有能够吸附在所述工作面上的移动吸头20，所述移动吸头沿机器人本体的行走方向相对于所述机器人本体往复滑动，所述移动吸头设有用于吸附在所述工作面上的真空吸盘21，所述真空吸盘垂直于所述工作面往复移动，所述机器人本体还设有固定所述移动吸头位置的锁紧装置30。

如图5所示，若所述工作面的接缝是下凹接缝，所述移动吸头伸出所述机器人本体边沿的距离S大于所述真空吸槽的长度L1与所述接缝的宽度之和。

若所述工作面的接缝是凸起接缝，所述机器人本体底面的前沿和后沿设有导坡14，所述移动吸头伸出所述机器人本体边沿的距离S大于所述机器人本体的长度L2与所述接缝的宽度之和。

所述移动吸头安装在一只滑杆40的两端，所述滑杆通过滑杆座50安装在所述机器人本体的顶面上，所述滑杆在所述滑杆座内滑动。

所述锁紧装置包括锁紧压头，所述锁紧压头伸出所述机器人本体的顶面往复移动，所述锁紧压头向伸出方向运动时穿过所述滑杆座顶压所述滑杆，阻止滑杆移动。

所述移动吸头包括真空缸22，在所述真空缸活塞杆23的顶端设有所述真空吸盘，所述真空泵驱动所述真空吸盘向所述工作面的方向移动；所述真空缸内设有复位弹簧24，所述复位弹簧是推动所述活塞杆并使所述真空吸盘向离开所述工作面方向移动的弹簧。

所述机器人本体设有将所述移动吸头收入机器人本外侧边之内的吸头收纳槽15。

实施例一：

如图1至图4，一种平越接缝擦窗机器人，平越接缝擦窗机器人是能够探测到工作面接缝的机器人。

平越接缝擦窗机器人包括机器人本体10，机器人本体的底面11设有将所述机器人本体吸附在工作面上的真空吸槽12，机器人本体的底面还设有驱动机器人本体行走的行走履带13，机器人本体内设有真空泵，真空泵提供真空源使机器人本体通过真空吸槽吸附在工作面上。工作面是指被所述平越接缝擦窗机器人清洗的表面，所述工作面可以是带有接缝的平板玻璃，玻璃幕墙外表面、大理石墙面或其他平整、光滑的表面。机器人本体底面的前沿和后沿设有导坡14，机器人本体的四角分别设有吸头收纳槽15。

如图6所示，机器人本体的顶面设有两个滑杆安装槽16，滑杆安装槽内设有螺孔17。在其中一个滑杆安装槽中设有锁紧装置30，锁紧装置设有一个锁紧压头，锁紧压头由设置在机器人本体内的驱动机构驱动，锁紧压头伸出所述机器人本体的顶面往复移动。驱动机构可以是真空气缸或电磁铁。

有两个滑杆座50通过螺栓分别安装在两个滑杆安装槽内，滑杆座设有方孔，一只滑杆40穿过滑杆座的方孔，滑杆的断面是与滑杆座的方孔对应的方形，滑杆可在滑杆座内沿机器人本体的行走方向滑动，同时方形断面的滑杆可避免滑杆自身转动。为了减轻滑杆的质量，滑杆是空心方管。

锁紧压头向伸出方向运动时穿过所述滑杆座顶压所述滑杆，阻止滑杆移动。

有四个移动吸头分别安装在滑杆的两端，每端两个移动吸头。每个移动吸头对应于机器人本体的一个吸头收纳槽，移动吸头能够随滑杆移动至吸头收纳槽内，使移动吸头收缩至机器人本体的边沿之内。

如图3、图4所示，移动吸头设有用于吸附在工作面上的真空吸盘21。移动吸头设有轴线垂直于机器人本体底面的真空缸22，真空缸中设有活塞25，活塞杆23向机器人本体底面的方向伸出，真空吸盘设置在活塞杆的顶端。活塞另一端的真空缸通过一个透气孔26与大气连通。

在真空缸下部设有真空源接口27，机器人本体设有真空缸控制阀，真空控制阀是三通阀，使真空缸与真空泵连通或与大气连通，真空缸的真空源接口27与机器人本体内的真空缸控制阀通过真空软管28连接。

在活塞杆的下部设有与真空吸盘连通的真空源接口29，机器人本体还设有吸盘控制阀，吸盘控制阀是四位三通阀，使吸盘与真空泵连通或与大气连通，还可以阻断真空源接口与外界的连通。活塞杆的真空源接口与机器人本体内的吸盘控制阀通过真空软管2a连接。

在活塞杆上套装有复位弹簧24，复位弹簧的一端顶压在所述活塞端面上，复位弹簧的另一端顶压在真空缸端面上。真空缸与真空泵连通时驱动活塞向机器人本体底面方向移动；空缸与大气连通时复位弹簧使活塞向机器人本体顶面方向移动复位；从而驱动真空吸盘沿垂直于工作面的方向往复移动。

如图6、图7所示，本实施例中，平越装置（包括滑杆座、滑杆和移动吸头）是可拆卸的装置，若擦窗机器人不需要进行越过接缝的功能，可将平越机构拆下，在机器人本体顶面通过滑杆安装槽安装一个提手60（如图7所示）。

滑杆的长度可以设置为不同的规格。如图5所示，若工作面的接缝是下凹接缝，移动吸头伸出机器人本体边沿的距离S需大于真空吸槽的长度L1与接缝的宽度之和，这时滑杆的长度可较短，可减轻擦窗机器人的负载。若工作面的接缝是凸起接缝，移动吸头伸出机器人本体边沿的距离S需大于机器人本体的长度L2与接缝的宽度之和，此时滑杆的长度需较长，擦窗机器人的负载会较重。可以根据擦窗机器人的工作条件为擦窗机器人配置一套或多套平越装置。

目前擦窗机器人技术已日臻成熟，擦窗机器人中配置有真空装置（真空泵）、履带行走装置和智能控制装置。本实施例的机器人本体采用了目前擦窗机器人的较为成熟的技术，移动吸头采用真空缸驱动真空吸盘，可利用机器人本体中的真空泵。通过机器人本体与移动吸头之间的运动配合实现移动吸头的位置调整，不需要为移动吸头增加驱动装置。这些技术措施有效地简化了装置结构，减轻了装置重量，擦窗机器人操作灵活，可方便地对较大面积、设有接缝的玻璃或建筑物外墙进行清洁。由于平越装置（包括滑杆座、滑杆和移动吸头）是可拆卸的装置，可以将平越装置作为擦窗机器人的附件，当清洁较小面积的单块工作面时，平越装置会给操作带来不便，可方便地将其拆卸，安装一个提手，即不影响擦窗机器人的操作，也不影响其外观。

实施例二：

一种平越接缝擦窗机器人的吸头移动方法。平越接缝擦窗机器人是实施例一所述的平越接缝擦窗机器人。吸头移动方法的步骤包括：

a. 使平越接缝擦窗机器人行走到一块平整的所述工作面，避开任何接缝。

b. 真空吸盘向工作面方向移动并吸附在所述工作面上70，如图8所示。参照图4，具体操作包括：真空缸控制阀连通真空泵与真空缸，活塞在真空作用下向工作面方向移动，活塞通过活塞杆驱动真空吸盘与工作面接触。真空吸盘可以通过自身真空吸附方式吸附在工作面上，此时，吸盘控制阀处于阻断真空源接口的位置，若真空吸盘自身与工作面的接触和吸附作用较好，可以采用此种方式，减轻真空泵的负载，节省电量消耗。真空吸盘还可以采用真空泵作为真空源吸附在工作面上，此时，吸盘控制阀使吸盘与真空泵连通，此种方式能够提高真空吸盘的吸附可靠性。

c. 解除锁紧装置对移动吸头的固定。具体操作是：锁紧压头脱离滑杆，向机器人本体内部收缩，使滑杆能够在滑杆座上自由移动，如图8所示。

d. 行走履带驱动机器人本体移动，调整机器人本体与移动吸头之间的相对位置，如图8所示。

e. 机器人本体的锁紧装置固定移动吸头的位置。具体操作是：锁紧压头伸出，顶压滑杆，阻止滑杆自由移动，如图9所示。

f. 真空吸盘解除吸附，离开工作面。具体操作包括：吸盘控制阀使吸盘与大气连通，真空吸盘解除与工作面的吸附；真空缸控制阀连通大气与真空缸，活塞在复位弹簧的作用下向离开工作面方向移动，驱动真空吸盘与离开工作面，如图9所示。

在步骤b中，当真空吸盘吸附在所述工作面上之后，真空缸若继续保持真空度，会对机器人本体产生脱离工作面的拉力，增加真空泵的负载或使机器人本体脱离工作面。因此真空缸应撤除对真空吸盘的驱动力，机器人本体的真空吸槽也解除对工作面的吸附，机器人本体可通过复位弹簧的作用力与工作面保持良好接触，还节省了擦窗机器人的电量消耗。在步骤f中，机器人本体的真空吸槽恢复对工作面的吸附。

实施例三：

一种平越接缝擦窗机器人的越过接缝方法。平越接缝擦窗机器人是实施例一所述的平越接缝擦窗机器人。

本实施例中，工作面70的接缝是下凹接缝71，滑杆的长度足以使移动吸头伸出机器人本体前沿的距离S大于真空吸槽的长度L1与接缝的宽度G之和。

越过接缝方法的步骤包括：

a. 如图10，采用实施例二所述的吸头移动方法，调整位于机器人本体行走方向前方的移动吸头伸出的长度，使移动吸头伸出机器人本体前沿的距离不小于所述机器人本体跨越所述接缝所需的行走距离。在实际操作中，擦窗机器人可能难以精准测量工作面接缝的宽度，通常可使移动吸头伸出至机器人本体前沿的最大距离。

b. 如图11，当机器人本体真空吸槽的前沿行走到接缝位置时，平越接缝擦窗机器人停止行走。

c. 真空吸盘向工作面方向移动并吸附在所述工作面上；具体操作如实施例二的步骤b。

d. 解除锁紧装置对移动吸头的固定；具体操作如实施例二的步骤c。同时，机器人本体的真空吸槽也解除对工作面的吸附，机器人本体通过复位弹簧的作用力与工作面保持接触压力。

e. 如图12，机器人本体继续向前行走，越过工作面接缝；更具体的操作是，机器人本体向前行走，使机器人本体的真空吸槽越过工作面接缝。

f. 机器人本体的锁紧装置固定移动吸头的位置；具体操作如实施例二的步骤e。

g. 真空吸盘解除吸附，离开所述工作面；具体操作如实施例二的步骤f。

擦窗机器人在越过接缝时，可同时擦洗工作面的接缝部位。

更进一步，采用本实施例的方法，还能够实现对工作面的重复清洁。步骤为：

a.采用实施例二所述的吸头移动方法，使移动吸头伸出机器人本体的前沿。

b. 真空吸盘向工作面方向移动并吸附在所述工作面上；具体操作如实施例二的步骤b。

c. 解除锁紧装置对移动吸头的固定；具体操作如实施例二的步骤c。同时，机器人本体的真空吸槽也解除对工作面的吸附，机器人本体通过复位弹簧的作用力与工作面保持接触压力。

d. 机器人本体在移动吸头之间往复行走多次，重复清洗工作面。

e. 使机器人本体移动到接近行走方向后侧移动吸头的位置。

f. 机器人本体的锁紧装置固定移动吸头的位置；具体操作如实施例二的步骤e。

g. 真空吸盘解除吸附，离开所述工作面；具体操作如实施例二的步骤f。

h．机器人本体向行走方向前方移动值下一段需要清洁的工作面，重复步骤b至步骤g的操作。

当工作面清洁作业较重，需要多次反复清洁时，可以采用本方法。由于在机器人本体重复清洁过程中不需要保持真空吸盘的吸附，机器人本体可以通过复位弹簧的作用力与工作面保持稳定的接触压力，有利于对工作面的清洁工作，并可以降低功耗。

实施例四：

一种平越接缝擦窗机器人的越过接缝方法。平越接缝擦窗机器人是实施例一所述的平越接缝擦窗机器人。

如图13，本实施例中，工作面70的接缝是凸起接缝72，滑杆的长度足以使移动吸头伸出机器人本体前沿的距离S大于机器人本体的长度L2与接缝的宽度G之和。

越过接缝方法的步骤包括：

a.采用实施例二所述的吸头移动方法，调整位于机器人本体行走方向前方的移动吸头伸出的长度，使移动吸头伸出机器人本体前沿的距离不小于所述机器人本体跨越所述接缝所需的行走距离。在实际操作中，擦窗机器人可能难以精准测量工作面接缝的宽度，通常可使移动吸头伸出至机器人本体前沿的最大距离。

b.如图14，当机器人本体的前沿行走到接缝位置时，平越接缝擦窗机器人停止行走。

c. 真空吸盘向工作面方向移动并吸附在所述工作面上；具体操作如实施例二的步骤b。

d. 解除锁紧装置对移动吸头的固定；具体操作如实施例二的步骤c。同时，机器人本体的真空吸槽也解除对工作面的吸附，机器人本体通过复位弹簧的作用力与工作面保持接触压力。

e.机器人本体继续向前行走，越过工作面接缝；更具体的操作是，机器人本体向前行走，使机器人本体整体越过工作面接缝。

f. 机器人本体的锁紧装置固定移动吸头的位置；具体操作如实施例二的步骤e。

g. 真空吸盘解除吸附，离开所述工作面；具体操作如实施例二的步骤f。

由于机器人本体的前沿设有导坡，使擦窗机器人能够越过凸起较小的接缝。本实施例中，机器人本体前沿的导坡高度为5mm，可越过不高于4mm的凸起接缝。

实施例五：

一种平越接缝擦窗机器人的吸头收纳方法。平越接缝擦窗机器人是实施例一所述的平越接缝擦窗机器人。

当平越接缝擦窗机器人行走到工作面的边角处时，伸出的移动吸头会妨碍机器人本体进入工作面的边角处进行清洗。此时，需要将一侧的移动吸头收纳到机器人本体的吸头收纳槽中。

如图15，吸头收纳方法是将位于机器人本体一侧的两个移动吸头20c收纳到机器人本体的吸头收纳槽中，被收纳到吸头收纳槽中的移动吸头为被收纳吸头，另一侧的两个移动吸头20d为非收纳吸头，吸头收纳方法的步骤包括：

a. 非收纳吸头的真空吸盘向工作面方向移动并吸附在工作面上；具体操作如实施例二的步骤b。

b. 解除锁紧装置对移动吸头的固定；具体操作如实施例二的步骤c。同时，需保持机器人本体的真空吸槽对工作面的吸附。

c. 行走履带驱动机器人本体向被收纳吸头方向移动，直至被收纳吸头进入吸头收纳槽中，如图16所示。

d. 机器人本体的锁紧装置固定移动吸头的位置；具体操作如实施例二的步骤e

e. 非收纳吸头的真空吸盘解除吸附，离开工作面。

完成吸头收纳操作后，机器人本体可行走进入工作面的边角处，对工作面的边角处进行清洗。

Claims (5)

1.一种平越接缝擦窗机器人，包括机器人本体，所述机器人本体的底面设有将所述机器人本体吸附在工作面上的真空吸槽，所述机器人本体的底面还设有驱动机器人本体行走的行走履带，所述机器人本体内设有真空泵，所述工作面设有接缝，其特征在于，在所述机器人本体行走方向的前方和后方设有能够吸附在所述工作面上的移动吸头，所述移动吸头沿机器人本体的行走方向相对于所述机器人本体往复滑动，所述移动吸头设有用于吸附在所述工作面上的真空吸盘，所述真空吸盘垂直于所述工作面往复移动，所述机器人本体还设有固定所述移动吸头位置的锁紧装置；

所述移动吸头安装在一只滑杆的两端，所述滑杆通过滑杆座安装在所述机器人本体的顶面上，所述滑杆在所述滑杆座内滑动；所述锁紧装置包括锁紧压头，所述锁紧压头伸出所述机器人本体的顶面往复移动，所述锁紧压头向伸出方向运动时穿过所述滑杆座顶压所述滑杆，阻止滑杆移动。

2.根据权利要求1所述的一种平越接缝擦窗机器人，其特征在于，所述工作面的接缝是下凹接缝，所述移动吸头伸出所述机器人本体边沿的距离大于所述真空吸槽的长度与所述接缝的宽度之和。

3.根据权利要求1所述的一种平越接缝擦窗机器人，其特征在于，所述工作面的接缝是凸起接缝，所述机器人本体底面的前沿和后沿设有导坡，所述移动吸头伸出所述机器人本体边沿的距离大于所述机器人本体的长度与所述接缝的宽度之和。

4.根据权利要求1所述的一种平越接缝擦窗机器人，其特征在于，所述移动吸头包括真空缸，在所述真空缸活塞杆的顶端设有所述真空吸盘，所述真空泵驱动所述真空吸盘向所述工作面的方向移动；所述真空缸内设有复位弹簧，所述复位弹簧是推动所述活塞杆并使所述真空吸盘向离开所述工作面方向移动的弹簧。

5.根据权利要求1所述的一种平越接缝擦窗机器人，其特征在于，所述机器人本体设有将所述移动吸头收入机器人本外侧边之内的吸头收纳槽。