一种新型擦玻璃机器人的制作方法

本发明涉及机器人设计和控制领域，具体涉及一种新型擦玻璃机器人。

背景技术：

由于生活水平与公民审美水平的提高，越来越多的高层建筑使用大面积玻璃幕墙来装饰建筑外墙，而对于这些大面积玻璃幕墙，其维护与清洁工作通常是雇佣工人吊在外墙外进行人工操作，这种方式既不经济也不安全，这需要一种自动化的方式来高效低成本地完成同样的工作。

目前，市场上存在一类擦玻璃机器人，通常是使用强磁铁在玻璃的两面互相吸附，在玻璃上移动从而同时清洁玻璃的两面，但这种方法不适用于较厚的玻璃，因为当两块磁铁之间的距离增加，其相互作用的磁力会减小从而造成脱落的危险。同时，市场上存在的擦玻璃机器人不能跨越玻璃间的低矮障碍，这使得对大片玻璃进行自动清洁成为一种不可能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供结构简单、成本较低、灵敏度高、可控性强以及清洁度高的一种新型擦玻璃机器人。

本发明的目的是这样实现的：

一种新型擦玻璃机器人，包括机体框架部分和功能控制部分，其中，机体框架部分位于新型擦玻璃机器人的中心，呈正方形框架结构；功能控制部分通过焊接固定于机体框架部分的四周和底部；

机体框架部分，包括：机体1；其中，机体1由四根高强度框架焊接而成一个正方形，其每根框架内测固定有步进电机，整体呈中心对称的结构；

功能控制部分，包括控制模块5，驱动模块6，清洁模块7以及吸附与移动模块8；其中，控制模块5和驱动模块6通过电路相连，两者位于机体1的四周；清洁模块7位于机体1的底部，垂直正对于机体1下方的待清洁玻璃；吸附与移动模块8，包括移动轴2，吸盘组一3-1，吸盘组二3-2，四条移动轴2平行于机体1的四根框架，组成纵向和横向相互交叉但不相交的“井”形导轨；吸盘组一3-1包括吸盘4-1、4-2、4-3、4-4，吸盘组二3-2包括吸盘4-5、4-6、4-7、4-8，每条移动轴2的末端均固定一个吸盘；每个吸盘的上方通过一个高度调节块连接在移动轴2上；

技术说明：

所述移动轴2采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构；

所述机体1的运动通过吸附与移动模块8实现，有两种运动模式，平速模式：固定横向的两个移动轴2，吸盘组一3-1保持吸附，抬起吸盘组二3-2，移动纵向的两个移动轴2；快速模式：抬起横向的两个移动轴2，抬起吸盘组一3-1，依次抬起纵向的移动轴2，交替移动两个纵向的移动轴2。

本发明的有益效果在于：

1.本发明结构简单、成本较低、灵敏度高、可控性强并且清洁度高；

2.通过每个吸盘上方的高度调节块可以抬起吸盘组，从而可以进行避障和跨越玻璃间的低矮障碍；

3.通过不同的运动模式，使擦玻璃机器人能够高效率地进行清洁工作。

附图说明

图1为一种新型擦玻璃机器人的俯视结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为本发明的控制关系示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明做进一步描述：

图1为一种新型擦玻璃机器人的俯视结构示意图；

图2为本发明的正视结构示意图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为本发明的控制关系示意图。

图中所示标号为：机体1，移动轴2，吸盘组一3-1，吸盘组二3-2，吸盘4-1、4-2、4-3、4-4、4-5、4-6、4-7、4-8，控制模块5，驱动模块6，清洁模块7以及吸附与移动模块8。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型擦玻璃机器人包括机体1，控制模块5，驱动模块6，吸附与移动模块8，清洁模块7；所述吸附与移动模块8，清洁模块7分别位于机体1的底部；所述控制模块5与驱动模块6相连；所述驱动模块6与吸附与控制模块5相连。

如图1至图3所示，所述吸附与移动模块8包括移动轴2，移动轴2按移动方向分为横纵两个方向，分布在机体1底面，与机体1相连，可以沿移动轴2轴向平移，也可以沿玻璃平面法线方向平移，优选地，移动轴2可以采用齿轮齿条结构或丝杆滑块结构。所述吸附与移动模块8还包括吸盘组3，吸盘组3由一些吸盘组成，吸盘4分布在移动轴2上，随移动轴2而移动，吸盘可以受控制模块5控制调整其中压力，实现吸盘的吸附和抬起。

如图1至图3所示，所述机体1的移动通过吸附与移动模块8实现，同一时刻，保证足够多的吸盘处于吸附状态，通过移动轴2与机体1的相对移动，吸盘的交替吸附和抬起来控制机体1在玻璃平面的移动。所述机体1的吸附与移动模块8中的移动轴2可以通过以沿玻璃平面法线方向平移，从而抬起移动轴2与吸盘，以跨越，障碍。所述清洁模块7通过喷出、擦拭、收集清洁液的方式进行玻璃的清洁，通过机体1的移动调整清洁区域。

本发明的行走方法包括如下步骤：

步骤1：将擦玻璃机器人放在玻璃表面，吸盘组3开始工作，本擦玻璃机器人固定在玻璃上。

步骤2：控制模块5控制清洁模块7开始清洁。

步骤3：控制模块5控制驱动模块6释放一个或多个移动轴2上的吸盘，并驱动移动轴2沿玻璃平面法线方向移动，再沿移动轴2轴向方向同时也是欲移动方向移动。

步骤4：控制模块5控制驱动模块6，使轴向与欲移动方向同向的移动轴2沿玻璃平面法线反方向移动，同时吸附其上吸盘以固定机体1。

步骤5：控制模块5控制驱动模块6，释放轴向与欲移动方向不同向的移动轴2上的吸盘并抬起移动轴2，移动轴2向与欲移动方向同向的移动轴2移动，使机体1平移。

步骤6：控制模块5控制驱动模块6，放下所有移动轴2并吸附所有吸盘。

步骤7：重复步骤3至步骤6，同时使清洁模块7持续工作，实现擦玻璃机器人在玻璃上的行走与清洁。

以下，通过不同的实施例对本发明所提供的擦玻璃机器人的行走方式进行具体的描述。

实施例1：

首先，将擦玻璃机器人放在玻璃上同时打开电源，机器人吸附在玻璃上同时清洁模块7开始工作。

然后，以垂直运动为例，控制模块5控制驱动模块6提起并伸出垂直方向上的移动轴2，移动一段距离后放下并吸附。

最后，控制模块5控制驱动模块6提起水平方向上的移动轴2，使机体1与垂直方向上的移动轴2相对移动，由于垂直方向上的移动轴2固连于玻璃，故机体1向上移动，同时清洁模块7清洁新的区域。

至此，完成一次行走。

实施例2：

首先，将擦玻璃机器人放在玻璃上同时打开电源，机器人吸附在玻璃上同时清洁模块7开始工作。

然后，以垂直运动为例，控制模块5控制驱动模块6释放并提起水平方向上的移动轴2。

然后，以垂直运动为例，控制模块5控制驱动模块6提起并伸出垂直方向上的一个移动轴2，移动一段距离后放下并吸附。

最后，控制模块5控制驱动模块6提起并伸出垂直方向上的另一个移动轴2，移动一段距离后放下并吸附。由于垂直方向上的移动轴2固连于玻璃，故机体1向上移动，同时清洁模块7清洁新的区域。

至此，完成一次行走。

需要说明的是，由于控制算法与器件多种多样。本发明的实现并不拘泥于实际控制方案具体实现所使用的各种器件，也不拘泥于驱动模块6里具体驱动运动与气压使用的器件。

因此，本方案提供的这种擦玻璃机器人解决了使用磁力的擦玻璃机器人带来的安全与无法跨越障碍的问题。同时，本发明所提供的这种擦玻璃机器人对工作环境的要求更低，能够在任何厚度的玻璃上进行清洁作业，其结构简单，成本低，灵敏度高。仅仅通过对设置在机体1底部的吸附转盘的吸附与释放，移动轴2的移动，进而实现机器人的自如行走，该擦玻璃机器人可控性强且清洁效率高。