CN213963205U - 一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，包括：室内机和室外机；室内机包括：第一外壳；第一吸附模块，包括：永磁体；移动模块；第一清洗模块，用于实现室内机移动时对待清洁玻璃内表面的清洗；控制模块；电源模块；室外机包括：第二外壳；第二吸附模块，包括：永磁体；第二清洗模块；其中，第一吸附模块和第二吸附模块成对配合使用，用于实现通过永磁体吸附将室内机和室外机同时分别吸附在待清洁玻璃内表面和外表面上；用于实现通过永磁体吸附力实现室内机带动室外机运动。本实用新型的装置，采用永磁体吸附方式，安全性较高；能够同时清理玻璃内外两个表面，效率较高。

Description

一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置

技术领域

本实用新型属于清洁机器人装置技术领域，特别涉及一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置。

背景技术

随着时代的发展，居民生活水平日益提高；人们对住宅采光度的要求也越来越高，在高层住宅设计中，玻璃应用的面积也越来越大。随着使用时间的增加，玻璃表面污渍会随之增多。高层住宅的玻璃窗清洗工作对于人们来说费时费力，且存在一定程度的危险因素。

目前，通常采用擦窗机器人来代替人工完成清洗工作，降低高层玻璃清洗工作对人身安全造成的影响；但是，现有擦窗机器人通常采用负压吸附方式，存在不能同时清理玻璃内外两个表面的缺陷；另外，现有擦窗机器人通常采用电池供电，其安全性较差，存在安全隐患；特别是电池能量耗尽时，有高空坠落的风险等。

综上，亟需一种新的清洁机器人装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本实用新型的装置，采用永磁体吸附方式，安全性较高；能够同时清理玻璃内外两个表面，效率较高。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，包括：室内机和室外机；所述室内机包括：第一外壳，用于作为所述室内机的支撑骨架结构；第一吸附模块，包括：永磁体；移动模块，用于实现所述室内机在待清洁玻璃内表面的移动；第一清洗模块，用于实现所述室内机移动时对待清洁玻璃内表面的清洗；控制模块，用于控制所述移动模块的运行状态；电源模块，用于为所述室内机需供电的模块进行供电；所述室外机包括：第二外壳，用于作为所述室外机的支撑骨架结构；第二吸附模块，包括：永磁体；第二清洗模块，用于实现所述室内机移动时对待清洁玻璃外表面的清洗；其中，所述第一吸附模块和所述第二吸附模块成对配合使用，用于实现通过永磁体吸附将所述室内机和所述室外机同时分别吸附在待清洁玻璃内表面和外表面上；用于实现通过永磁体吸附力实现所述室内机带动所述室外机运动。

本实用新型的进一步改进在于，所述移动模块包括：驱动电机、同步带轮和同步带；所述驱动电机固定安装在所述第一外壳内；所述驱动电机的驱动端与所述同步带轮相连接，用于实现驱动电机对同步带轮的驱动；所述同步带轮与所述同步带啮合连接；其中，所述同步带轮部分凸出所述第一外壳的底面；所述第一外壳的底面为室内机吸附在待清洁玻璃内表面时，第一外壳靠近待清洁玻璃内表面的一面。

本实用新型的进一步改进在于，所述同步带为聚氨酯同步带。

本实用新型的进一步改进在于，所述第一清洗模块和所述第二清洗模块分别包括：清洗海绵和玻璃刮条。

本实用新型的进一步改进在于，所述清洗海绵通过粘扣带安装在第一外壳、第二外壳的底面；第一外壳、第二外壳的底面的边缘设置有T型槽，所述玻璃刮条安装于所述T型槽内。

本实用新型的进一步改进在于，所述第一吸附模块和所述第二吸附模块的永磁体为钕铁硼永磁体；所述第一吸附模块和所述第二吸附模块之间的吸附力可调。

本实用新型的进一步改进在于，所述第一吸附模块的永磁体通过调节装置可伸缩的安装在所述第一壳体的底面上；所述调节装置包括：丝杆；所述丝杆通过螺纹连接结构安装于所述第一壳体；所述丝杆靠近第一壳体底面的一端固定设置有所述第一吸附模块的永磁体，另一端设置有带刻度的旋钮；所述第二吸附模块的永磁体固定设置于所述第二壳体的底面上；其中，通过旋转所述旋钮带动所述丝杆转动能够改变室内机与室外机对应永磁体之间的距离，调整二者吸附力的大小。

本实用新型的进一步改进在于，所述第一外壳上安装有位移传感器，用于检测室内机与待清洁玻璃边缘的距离；所述位移传感器的信号输出端与所述控制模块的信号接收端相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述控制模块设置有蓝牙模块，用于接收外部移动设备发送的控制信号。

本实用新型的进一步改进在于，所述第二外壳设置有防坠落挂绳孔，用于安装防坠落挂绳。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型针对现有采用负压吸附方式的擦窗机器人不能同时清理玻璃内外两个表面及安全性能较低的缺陷，提出了一种基于永磁体吸附方式的家用双面擦窗机器人，其结构简单且安全性能较高。具体的，本实用新型的装置，在永磁体作用下室内机与室外机均牢固吸附在玻璃内外表面上，在永磁体吸附力作用下可由室内机带动室外机同步运动，配合清洗海绵、玻璃刮条实现对玻璃内外污渍的高效清理；相比现有的擦窗机器人普遍采用的负压吸附方式，本实用新型机器人通过永磁体吸附方式吸附在玻璃表面，即使在机器人电源模块电量耗尽的情况下，仍可牢固吸附在玻璃表面，提高了安全性能。

本实用新型采用聚氨酯材料同步带，有抗老化耐磨损等特性，当玻璃表面有一定量的清洗液易造成打滑现象时，采用聚氨酯材料同步带可有效防滑；同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪声小等特点。

本实用新型针对家用玻璃厚度不同的情况，永磁体吸附模块吸附力大小也能够进行相应的调整。其中，在机器人室内机内部安装有丝杆，丝杆顶部为有带刻度的旋钮以便用户更清晰明确的调整机器人吸附力的大小，丝杆底部使用螺纹连接盖体，盖体内有永磁体，通过调整分别安装在机器人内外机中对应永磁体之间的距离调整吸附力的大小。

本实用新型中，控制模块接收位移传感器的信号，能够防止机器人与窗框等发生碰撞后坠落。

本实用新型中，控制模块固定安装在室内机内部，所述控制模块安装有蓝牙模块，通过蓝牙传输接收手机等移动设备发出的指令，控制机器人在玻璃面上进行全方位运动。

本实用新型中，室外机设置有防坠落挂绳孔，用于防止机器人由于吸附力不足等特殊情况下发生坠落。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中，用于吸附在玻璃内表面的室内机内部的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中，室内机丝杆位置的局部剖面示意图；

图1至图3中，1、防坠落挂绳孔；2、清洗海绵、3、位移传感器；4、调节装置；4-1、丝杆；4-2、永磁体；5、室内机；6、盖体；7、玻璃刮条；8、同步带；9、控制模块；10、同步带轮；11、驱动电机；12、电源模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例。基于本实用新型公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，包括：室内机5和室外机；

请参阅图2，所述室内机5包括：移动机构、吸附模块、清洗模块、控制模块9、电源模块12；

所述移动机构包括：2个驱动电机11、2个同步带轮10以及2条同步带8；其中，驱动电机11输出端分别连接2条履带的同步带轮10。优选的，移动机构可以使机器人室内机5在玻璃窗内侧竖直表面进行全方位的运动，其包括驱动电机11、同步带轮10以及聚氨酯同步带。由驱动电机11带动同步带轮10以及同步带8转动；履带采用聚氨酯材料同步带，有抗老化耐磨损等特性，当玻璃表面有一定量的清洗液易造成打滑现象时，采用聚氨酯材料同步带可有效防滑；同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平稳，能吸振，噪声小等特点。

本实用新型实施例中，移动机构包括固定安装在室内机5内部的驱动电机11以及位于室内机5底部的同步带轮10和同步带8组成；控制模块9控制驱动电机11的转速及转向，室内机5的移动及转向，由吸附模块产生的磁力作用带动机器人室外机进行同步运动，实现机器人在玻璃窗内外侧表面同时完成清洗工作。

请参阅图3，所述吸附模块由固定在机器人室内机5与室外机对应角处的钕铁硼永磁体构成。其中，吸附模块包括固定安装在机器人室外机底部的永磁体以及安装在机器人室内机5对应位置可调节纵向位置的永磁体组成。由于目前高层住宅家庭考虑隔音隔热问题，断桥铝合金窗上安装的玻璃大都采用多层中空玻璃，其中70系列型材在普通家庭中最为常见，该型材上安装的玻璃厚度为(5+22+5)mm的双层中空玻璃。但针对家用玻璃厚度不同的情况，永磁体吸附模块吸附力大小也应进行相应的调整。因此在机器人室内机5内部安装有丝杆4-1，丝杆4-1顶部为有带刻度的旋钮以便用户更清晰明确的调整机器人吸附力的大小，丝杆4-1底部使用螺纹连接盖体6，盖体6内有永磁体4-2，通过调整分别安装在机器人内外机中对应永磁体之间的距离调整吸附力的大小。

本实用新型实施例中，清洗模块包括吸附在玻璃窗外侧的室外机以及室内机5底部安装的清洗海绵2，所述室内机5室外机底部前进方向后方边缘处设计有滑槽，用于安装L型的玻璃刮条7，所述玻璃刮条7为2片，分别安装在室内外机滑槽内。同时内外机底部均使用粘扣带固定可拆卸的清洗海绵2，所述清洗海绵2具有一定的吸水性，可用于储存一定量清洗液。可选的，清洗模块由玻璃刮条7与清洗海绵2构成，机器人室内机5与室外机底部边缘处均设计有T型凹槽，用于固定安装T型玻璃刮条7。玻璃刮条7采用可拆卸设计，方便用户进行更换与清理的工作。当机器人向前运动，位于玻璃刮条7前方的清洗海绵2先与玻璃表面污渍接触，对污渍有一定的湿润与清洗作用，随后玻璃刮条7经过这片区域对污渍进行进一步的清理。

本实用新型实施例中，电源模块12位于室内机5内部，连接电机以及控制模块9，为二者供电，用以控制电机驱动同步带轮转动带动同步带运动，从而使机器人能够在玻璃表面运动。

本实用新型实施例中，控制模块9固定安装在室内机5内部，所述控制模块9安装有蓝牙模块，通过蓝牙传输接收手机发出的指令，控制机器人在玻璃面上进行全方位运动。所述控制模块9同时接收安装在机器人室内机5前部与后部外壳上的位移传感器3的信号，防止机器人与窗框发生碰撞后坠落。

本实用新型实施例中，室外机前部设置有防坠落挂绳孔1，用于防止机器人由于吸附力不足等特殊情况下发生坠落。

综上，本实用新型针对家用用户设计，高层住宅用户家中的较大面积玻璃污渍的清洗问题可得到一定程度地解决。用户将室外机放置在外侧玻璃上，在永磁体作用下室内机与室外机均牢固吸附在玻璃内外表面上，由手机发出指令传输给机器人蓝牙接收模块，在控制模块作用下使电机转速与转向发生变化，使机器人室内机能够在垂直的玻璃面上实现前进后退左转右转停止等指令，在永磁体吸附力作用下由室内机带动室外机同步运动，配合清洗海绵以及玻璃刮条实现对玻璃内外污渍的高效清理。相比市面上现有的擦窗机器人普遍采用的负压吸附方式，该实用新型机器人通过永磁体吸附方式吸附在竖直的玻璃表面，即使在机器人电源模块电量耗尽的情况下，仍可牢固吸附在玻璃表面。通过使用该机器人，有效降低用户清洗玻璃污渍的人工以及人力成本，同时提高了一定的安全性，本实用新型具有一定的实用价值。

请参阅图1至图3，本实用新型具体实施例的一种采用磁吸附方式的家用擦窗机器人，包括：室内机5、室外机。所述机器人室内机5包括：吸附模块、移动模块、清洗模块、控制模块9、电源模块12、室内机外壳。所述机器人室外机包括吸附模块、清洗模块、室外机外壳。所述移动模块包括驱动电机11、同步带轮10、同步带8。所述吸附模块包括安装在机器人室内机5以及室外机底部的永磁体。所述清洗模块包括安装在机器人室内机5与室外机底面的清洗海绵2以及玻璃刮条7。所述控制模块9控制电机转速以及转向，使机器人能够在玻璃面上全方位移动。所述电源模块12分别为控制模块9、电机供电。所述吸附模块由分别安装在机器人内外机底部的三对永磁体组成，其中室外机永磁体固定安装在底面。室内机5的永磁体4-2安装在丝杆4-1底部，丝杆4-1上方安装有带刻度的旋钮，通过旋转旋钮带动丝杆4-1转动改变机器人室内机5与室外机对应永磁体之间的距离，从而调整机器人内外机之间吸附力的大小。其中，电机输出端连接同步带轮10，所述同步带轮10与同步带之间啮合传动。所述清洗模块包括使用粘扣带安装在机器人室内机5与室外机底面的清洗海绵2、安装在机器人室内机5与室外机外壳底面前进方向后方的靠近边缘处T型槽内的玻璃刮条7，所述玻璃刮条7共有2条，可拆卸便于清理。所述控制模块9连接有蓝牙模块，可将手机客户端发出的指令传输给控制模块9，控制模块9控制电机的转速及转向。位移传感器3安装于机器人室内机5外壳四周边缘处。所述电源模块12分别为控制模块9、电机供电。所述机器人室外机在磁力作用下跟随室内机5在玻璃表面全方位移动。所述机器人室外机与室内机5外壳上均有把手；所述机器人室内机5与室外机外壳为外形相近的三角形形状。

本实用新型的工作过程中，将机器人室外机放置在玻璃窗外侧，将机器人室外机的防坠落安全绳一端固定于室内，将室内机放置在玻璃窗内侧，分别贴紧玻璃内外表面。在机器人内外机对齐时不能直接进行对齐，应将内机与外机贴紧于玻璃内外表面不同处，之后缓缓将二者对齐，此时机器人将牢固吸附在竖直玻璃面上，这种对齐方式主要是防止机器人的初始吸附过程对玻璃造成损坏。首先针对家庭中不同的玻璃厚度对机器人室内机部分吸附模块的永磁体进行调整，通过对室内机控制永磁体纵向位置的旋钮进行调整为机器人选择合适大小的吸附力，保证机器人能够牢固吸附在玻璃面上不发生坠落。同时吸附力不能过大，影响机器人在玻璃面上进行正常的移动进而影响机器人进行下一步的清洗工作。在位于机器人室内机的永磁体与室外机的永磁体相互吸附作用下，机器人内外机均牢固吸附在玻璃上。电源模块为机器人控制模块与驱动电机供电。开启机器人室内机，通过机器人室内机内部的控制模块进行控制，实现驱动电机的转动，电机输出端分别固定连接对应的同步带轮，分别带动与之连接的同步带轮的转动。同步带轮与同步带之间啮合传动，为机器人在玻璃表面实现全方位运动提供驱动力。机器人室内机与室外机底部均有贴紧玻璃面的清洗海绵，由于清洗海绵有一定的吸水性，用户在使用机器人前可通过提前将清洗海绵浸泡在清洗液中，随后使用卡扣将清洗海绵固定安装在机器人底面上，吸附在玻璃上的机器人室内机向前移动时清洗海绵先与玻璃上污渍接触后对污渍有一定的软化作用，随后安装在机器人底面边缘处的T型玻璃刮条对清洗液与污渍的混合物进行进一步的清理；在永磁体相互作用下，通过机器人室内机的移动，来带动机器人室外机进行同步的运动，实现对玻璃外侧的清洗。机器人室内机四周外侧设置有位移传感器，位移传感器可将窗框与机器人之间的距离信息传递给控制模块。控制机器人室内机电机的转速与转向，防止机器人与窗框碰撞发生跌落。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，包括：室内机(5)和室外机；

所述室内机(5)包括：

第一外壳，用于作为所述室内机(5)的支撑骨架结构；

第一吸附模块，包括：永磁体；

移动模块，用于实现所述室内机(5)在待清洁玻璃内表面的移动；

第一清洗模块，用于实现所述室内机(5)移动时对待清洁玻璃内表面的清洗；

控制模块(9)，用于控制所述移动模块的运行状态；

电源模块(12)，用于为所述室内机(5)需供电的模块进行供电；

所述室外机包括：

第二外壳，用于作为所述室外机的支撑骨架结构；

第二吸附模块，包括：永磁体；

第二清洗模块，用于实现所述室外机移动时对待清洁玻璃外表面的清洗；

其中，所述第一吸附模块和所述第二吸附模块成对配合使用，用于实现通过永磁体吸附将所述室内机(5)和所述室外机同时分别吸附在待清洁玻璃内表面和外表面上；用于实现通过永磁体吸附力实现所述室内机(5)带动所述室外机运动；

所述移动模块包括：驱动电机(11)、同步带轮(10)和同步带(8)；

所述驱动电机(11)固定安装在所述第一外壳内；所述驱动电机(11)的驱动端与所述同步带轮(10)相连接，用于实现驱动电机(11)对同步带轮(10)的驱动；所述同步带轮(10)与所述同步带(8)啮合连接；

其中，所述同步带轮(10)部分凸出所述第一外壳的底面；所述第一外壳的底面为室内机(5)吸附在待清洁玻璃内表面时，第一外壳靠近待清洁玻璃内表面的一面；

所述第一吸附模块和所述第二吸附模块的永磁体为钕铁硼永磁体；所述第一吸附模块和所述第二吸附模块之间的吸附力可调。

2.根据权利要求1所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，所述同步带(8)为聚氨酯同步带。

3.根据权利要求1所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，所述第一清洗模块和所述第二清洗模块分别包括：清洗海绵(2)和玻璃刮条(7)。

4.根据权利要求3所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，所述清洗海绵(2)通过粘扣带安装在第一外壳、第二外壳的底面；

第一外壳、第二外壳的底面的边缘设置有T型槽，所述玻璃刮条(7)安装于所述T型槽内。

5.根据权利要求1所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，

所述第一吸附模块的永磁体通过调节装置(4)可伸缩的安装在所述第一外壳的底面上；所述调节装置(4)包括：丝杆(4-1)；所述丝杆(4-1)通过螺纹连接结构安装于所述第一外壳；所述丝杆(4-1)靠近第一外壳底面的一端固定设置有所述第一吸附模块的永磁体(4-2)，另一端设置有带刻度的旋钮；所述第二吸附模块的永磁体固定设置于所述第二外壳的底面上；

其中，通过旋转所述旋钮带动所述丝杆转动能够改变室内机(5)与室外机对应永磁体之间的距离，调整二者吸附力的大小。

6.根据权利要求1所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，所述第一外壳上安装有位移传感器(3)，用于检测室内机(5)与待清洁玻璃边缘的距离；

所述位移传感器(3)的信号输出端与所述控制模块(9)的信号接收端相连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，所述控制模块(9)设置有蓝牙模块，用于接收外部移动设备发送的控制信号。

8.根据权利要求1所述的一种基于永磁体吸附的清洁机器人装置，其特征在于，所述第二外壳设置有防坠落挂绳孔(1)，用于安装防坠落挂绳。

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