CN217390589U - 一种仿生机械擦玻璃机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿生机械擦玻璃机，第一工作臂和第二工作臂均采用由竖杆和横杆组成的T型杆，第一工作臂和第二工作臂的竖杆相对且横杆平行设置，竖杆均转动连接在底盘顶面的上下端，转动面平行于底盘顶面；竖杆自由端设置有腰圆孔，连接杆两端分别与两个竖杆的腰圆孔连接，直线往复机构的输出端与连接杆中间部位连接，直线往复机构的输出方向平行于底盘顶面和横杆；第一工作臂和第二工作臂的横杆两端均伸出底盘，且分别连接有一个吸盘，吸盘连接有抽气机；底盘底端连接有刮水器。能够对玻璃进行清洁工作，避免人为高空作业的风险。

Description

一种仿生机械擦玻璃机

技术领域

本实用新型属于玻璃清洁领域，涉及一种仿生机械擦玻璃机。

背景技术

随着现代化城市的发展，高楼大厦不断增多，楼房在设计之初为了保证房屋的采光充足，采取的主要措施就是增大窗户数目和面积，伴之而来的是高层建筑的玻璃清洁作业的安全性与方便性问题。

目前，擦玻璃的工作大多还是通过人工清洁的方式进行。部分居民选择对自己的住宅外窗玻璃亲自清洗，需要攀爬上飘窗甚至身体探出窗外，清理效果不佳且威胁人身安全。而提供清洁外窗玻璃服务的家政公司针对楼房玻璃清洁的费用昂贵，且都是靠人工操作完成，危险性极高。与此同时，室外擦玻璃设施简单，保护措施单一，工作效率不高，尤其突发恶劣天气还容易出现人员坠亡的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种仿生机械擦玻璃机，能够对玻璃进行清洁工作，避免人为高空作业的风险。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种仿生机械擦玻璃机，包括底盘、第一工作臂、第二工作臂、连接杆、直线往复机构、吸盘和刮水器；

第一工作臂和第二工作臂均采用由竖杆和横杆组成的T型杆，第一工作臂和第二工作臂的竖杆相对且横杆平行设置，竖杆均转动连接在底盘顶面的上下端，转动面平行于底盘顶面；竖杆自由端设置有腰圆孔，连接杆两端分别与两个竖杆的腰圆孔连接，直线往复机构的输出端与连接杆中间部位连接，直线往复机构的输出方向平行于底盘顶面和横杆；

第一工作臂和第二工作臂的横杆两端均伸出底盘，且分别连接有一个吸盘，吸盘连接有抽气机；

底盘底端连接有柔性杆件前端，刮水器连接在柔性杆件末端，刮水器所处平面低于吸盘所处平面。

优选的，两根竖杆自由端朝向底盘同一侧倾斜，腰圆孔设置在倾斜部位上，直线往复机构输出端与连接杆朝向底盘另一侧的侧面连接。

优选的，竖杆的厚度大于横杆的厚度。

优选的，竖杆自由端在厚度方向上的中间处设置有中空槽，中空槽顶底部均设置有腰圆孔，连接杆端部插入至中空槽中。

优选的，抽气机和直线往复机构均采用电动式，底盘上设置有单片机和远程通讯模块，抽气机和直线往复机构的输入端均与单片机输出端连接，单片机输入端与远程通讯模块输出端连接，远程通讯模块输入端连接有上位机。

优选的，刮水器通过连接臂转动连接在柔性杆件末端，转动面垂直于底盘顶面，连接臂和柔性杆件末端之间连接有扭簧，扭簧的输出方向为竖直方向。

优选的，柔性杆件前端固定连接有转动轴，转动轴与底盘底端转动连接，转动面平行于底盘顶面，转动轴同轴连接有转动电机。

进一步，刮水器垂直于横杆且平行于底盘顶面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过模仿壁虎爬墙的方式，控制直线往复机构带动第一工作臂和第二工作臂绕底盘进行转动，并且通过控制每个抽气机在四个吸盘处形成真空度，使吸盘吸附玻璃表面上，从而四个吸盘其中一组对角线的吸盘保持固定，另外一组对角线的吸盘向前移动，往复交替，在高层建筑物的外窗玻璃表面可以垂直上下攀爬，适应粘有少量粉尘的墙面，运动简单可靠，最终依靠刮水器贴合玻璃，在装置移动过程中，对玻璃进行清洁，避免人为高空作业的风险。

进一步，两根竖杆自由端朝向底盘同一侧倾斜，使连接杆靠近底盘一侧设置，从而使直线往复机构能够靠近底盘中心设置，从而减小装置中间区域面积。

进一步，竖杆的厚度大于横杆的厚度，避免横杆转动过程中与底盘不断摩擦，阻碍部件的正常运动。

进一步，连接杆端部插入至竖杆自由端的中空部位，使连接杆不需要放置在竖杆上方，减小装置中间区域高度。

进一步，抽气机和直线往复机构均采用电动式，并连接有单片机，能够通过单片机对抽气机和直线往复机构进行简单控制，实现自动前进功能。

进一步，扭簧能够将刮水器向玻璃方向始终下压，使刮水器与玻璃始终贴合。

附图说明

图1为本实用新型的结构透视图；

图2为本实用新型的主体部分的结构示意图。

其中：1-底盘；2-第一工作臂；3-第二工作臂；4-连接杆；5-直线往复机构；6-吸盘；7-抽气机；8-柔性杆件；9-刮水器。

具体实施方式

下面将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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的运动过程以自然界中壁虎的爬行运动为创作基础，通过思考构造出一种新颖而简单的机械运动结构，从而实现对壁虎对角线两足的交替运动的仿生。

如图1所示，为本实用新型所述的仿生机械擦玻璃机，包括底盘1、第一工作臂2、第二工作臂3、连接杆4、直线往复机构5、吸盘6和刮水器9。

如图2所示，第一工作臂2、第二工作臂3和连接杆4组成装置的主体部分，第一工作臂2和第二工作臂3均采用由竖杆和横杆组成的T型杆，第一工作臂2和第二工作臂3的竖杆相对且横杆平行设置，在底盘1上上下对称布置，竖杆均转动连接在底盘1顶面的上下端，转动面平行于底盘1顶面。

竖杆的厚度大于横杆的厚度，避免横杆转动过程中与底盘1不断摩擦，阻碍部件的正常运动。

在第一工作臂2和第二工作臂3的四个吸盘6处，分别有两个与抽气机7上凸出轴尺寸匹配的安装孔。通过对尺寸的合理设计，使轴与安装孔实现过盈配合，并在安装孔与轴之间设有楔形薄片，从而实现连接可靠。

为保证连接杆4与第一工作臂2和第二工作臂3的连接和左右移动，竖杆自由端设置有腰圆孔，开孔位置和长轴长度根据连接杆4左右运动的极限位置确定，连接杆4两端分别与两个竖杆的腰圆孔连接，直线往复机构5的输出端与连接杆4中间部位连接，直线往复机构5的输出方向平行于底盘1顶面和横杆。直线往复机构5推动连接杆4左右移动，即可通过连接杆4与第一、二工作臂的连接实现工作臂的摆动，进而完成擦玻璃机的四个吸盘6运动。

两根竖杆自由端均朝向底盘1左侧倾斜，倾斜部位与竖杆的竖向轴线呈20°夹角，并在应力集中处开出圆角，腰圆孔设置在倾斜部位上，直线往复机构5输出端与连接杆4朝向底盘1右侧的侧面连接。使连接杆4靠近底盘1左侧设置，从而使直线往复机构5能够靠近底盘1中心设置，从而减小装置中间区域面积。

连接杆4与竖杆有两种连接方式，一种如图1所示，连接杆4为两个C型片状结构，分布在第一、二工作臂竖杆的上下，每一个连接杆4上下部均开有与连接轴直径相同的圆孔，开孔位置根据连接杆4左右运动的极限位置和工作臂竖杆所开腰圆孔的配合确定。通过一根连接轴，依次连接上连接杆4圆孔、第一工作臂1竖杆所开腰圆孔和下连接杆4圆孔，从而实现两连接杆4与第一工作臂2的连接要求，第二工作臂3连接原理相同。连接杆4的C型结构左侧与竖杆自由端倾斜方向相同。直线往复机构5的输出轴固定在两个连接杆4之间。

另一种如图2所示，连接杆4为直杆，在竖杆的厚度方向上的中间处开有宽度与连接杆4直径相同、长度经计算得到的中空槽，中空槽的两端处为圆形，连接杆4端部插入至中空槽中。直线往复机构5的输出轴与连接杆4侧面连接。

第一工作臂2和第二工作臂3的横杆两端均伸出底盘1，且分别连接有一个吸盘6，吸盘6连接有抽气机7。当抽气机7工作时，在四个吸盘6底部形成真空度，依靠真空负压原理实现吸附。对角线吸盘6的抽气机7工作状态一致，同时吸附，或同时松开，并在机械结构的推动作用下，实现擦玻璃装置的足向前伸展，从而实现前进。

刮水器9通过连接臂转动连接在柔性杆件8末端，转动面垂直于底盘1顶面，连接臂和柔性杆件8末端之间连接有扭簧，扭簧的输出方向为竖直方向，使刮水器9所处平面始终低于吸盘6所处平面。

刮水器9垂直于横杆且平行于底盘1顶面，柔性杆件8前端固定连接有转动轴，转动轴与底盘1底端转动连接，转动面平行于底盘1顶面，转动轴同轴连接有转动电机，从而实现刮水器9的左右摆动。

具体运动形式如下：

擦玻璃机在玻璃上工作时，初始状态时，直线往复机构5未伸出，连接杆4位于右端，由直线往复机构5的伸缩带动连接杆4左右移动，连接杆4带动第一工作臂2、第二工作臂3绕安装轴孔转动一定角度。初始状态时，连接杆4、两工作臂均不运动，位于右上与左下足处的抽气机7工作，吸附在玻璃面上。

随着直线往复机构5伸出，推动连接杆4向左移动，连接杆4带动第一工作臂2绕着右上足顺时针旋转一定角度、第二工作臂3绕着左下足逆时针旋转一定角度。

当连接杆4位于中间位置时，两工作臂的横杆处于水平状态，直线往复机构5继续伸出，使两工作臂继续旋转。

当连接杆4运动到最左侧时，左上和右下足已到达运动位置。右上及左下处的抽气机7停止工作，左上和右下足处的抽气机7开始工作，吸附在玻璃上。

直线往复机构5开始收缩，使连接杆4向右移动，带动第一工作臂2绕着左上足逆时针旋转一定角度、第二工作臂3绕着右下足顺时针旋转一定角度，在此过程中，擦玻璃机的右上和左下足实现前进。

擦玻璃机四个吸盘6移动使机构前进时，刮水器9在电机驱动下左右摆动，实现玻璃的清洁工作。

抽气机7和直线往复机构5均采用电动式，底盘1上设置有电源、单片机和远程通讯模块，电源与单片机、远程通讯模块、抽气机7和直线往复机构5连接，为这些部件供电。抽气机7和直线往复机构5的输入端均与单片机输出端连接，单片机输入端与远程通讯模块输出端连接，远程通讯模块输入端连接有上位机。

用户可以使用上位机通过远程通讯模块和单片机控制每个抽气机7和直线往复机构5的工作状态，实现上述运动过程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主题内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (8)

1.一种仿生机械擦玻璃机，其特征在于，包括底盘(1)、第一工作臂(2)、第二工作臂(3)、连接杆(4)、直线往复机构(5)、吸盘(6)和刮水器(9)；

第一工作臂(2)和第二工作臂(3)均采用由竖杆和横杆组成的T型杆，第一工作臂(2)和第二工作臂(3)的竖杆相对且横杆平行设置，竖杆均转动连接在底盘(1)顶面的上下端，转动面平行于底盘(1)顶面；竖杆自由端设置有腰圆孔，连接杆(4)两端分别与两个竖杆的腰圆孔连接，直线往复机构(5)的输出端与连接杆(4)中间部位连接，直线往复机构(5)的输出方向平行于底盘(1)顶面和横杆；

第一工作臂(2)和第二工作臂(3)的横杆两端均伸出底盘(1)，且分别连接有一个吸盘(6)，吸盘(6)连接有抽气机(7)；

底盘(1)底端连接有柔性杆件(8)前端，刮水器(9)连接在柔性杆件(8)末端，刮水器(9)所处平面低于吸盘(6)所处平面。

2.根据权利要求1所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，两根竖杆自由端朝向底盘(1)同一侧倾斜，腰圆孔设置在倾斜部位上，直线往复机构(5)输出端与连接杆(4)朝向底盘(1)另一侧的侧面连接。

3.根据权利要求1所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，竖杆的厚度大于横杆的厚度。

4.根据权利要求1所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，竖杆自由端在厚度方向上的中间处设置有中空槽，中空槽顶底部均设置有腰圆孔，连接杆(4)端部插入至中空槽中。

5.根据权利要求1所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，抽气机(7)和直线往复机构(5)均采用电动式，底盘(1)上设置有单片机和远程通讯模块，抽气机(7)和直线往复机构(5)的输入端均与单片机输出端连接，单片机输入端与远程通讯模块输出端连接，远程通讯模块输入端连接有上位机。

6.根据权利要求1所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，刮水器(9)通过连接臂转动连接在柔性杆件(8)末端，转动面垂直于底盘(1)顶面，连接臂和柔性杆件(8)末端之间连接有扭簧，扭簧的输出方向为竖直方向。

7.根据权利要求1所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，柔性杆件(8)前端固定连接有转动轴，转动轴与底盘(1)底端转动连接，转动面平行于底盘(1)顶面，转动轴同轴连接有转动电机。

8.根据权利要求7所述的仿生机械擦玻璃机，其特征在于，刮水器(9)垂直于横杆且平行于底盘(1)顶面。

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