一种太阳能外墙清洁机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种清洁机器人领域，特别是涉及到一种太阳能外墙清洁机器人。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，国内外大厦、高楼会展中心类建筑外墙大多采用玻璃，透光性好，但使用一段时间后会有灰尘，一般由工人在高空中清洗，危险性高。
[0003]目前，为降低人工安全问题，市场上出现一些能代替人工清洁玻璃外墙的机器人，虽然降低了工人的作业风险，但也还存在问题。
[0004]首先，这样的机器人大多尺寸和重量较大，功耗大，很不灵活，而且造价高，不实用，普通人无法承受，普及率较低。由于那样的机器人体积和重量都较大，这就对机器人吸附外墙强度的稳定性要求比较高，然而当机器人稳定吸附在外墙状态下时就难以沿壁面平滑移动，吸附力不稳定时机器人则有可能掉落，造成事故。
[0005]其次，目前市面上的清洁机器人工作时需要连接市电或配备蓄电池，一旦出现断电或电量不足时，机器人便无法工作而被迫等待来电或是返回原地充电，工作效率受损。另夕卜，为了能给机器人提供电源连接市电时需要有足够长的电线，当机器人在壁面上移动过程中有被电线缠绕的风险，这就干扰了机器人工作，甚至无法工作。
[0006]此外，目前的机器人大都处于半自动化状态，机器人灵活性和适应性比较差，自我控制、调节能力比较弱，且当机器人工作期间出现故障时也不能自我调节、检测及反馈，需要工作人员吊绳索去查看或是通过牵引绳将机器人搬运回地面才能处理异常，故障查看和分析工作比较麻烦。
[0007]这就需要一种具有灵活性和能自我控制调节的智能型机器人来完成解决这些问题。
【发明内容】
[0008]本发明为解决上述外墙清洁机器人体积大重量中、需要外接电源或靠蓄电池反复返回原地充电，工作效率受损，当机器人工作期间或出现故障时不能自我调节、检测及反馈等问题而提供了一种太阳能外墙清洁机器人。
[0009]所述的一种太阳能外墙清洁机器人，其特征在于:包括机器人本体。
[0010]所述机器人本体包括，包括外壳、底盘、太阳能光伏板、刷盘，开关按钮、步进装置、联接臂、光照度传感器、视觉传感器、超声波传感器、红外传感器以及PCB板；所述外壳顶部安装有光照度传感器，侧边设置有开关按钮和视觉传感器；所述底盘中间的方形轴承上安装有太阳能光伏板，所述PCB板安装固定在方形轴承和太阳能光伏板之间并通过导线连接；所述联接臂的前端与方形轴承连接末端连接有可旋转的刷盘；所述刷盘内设置毛刷吸盘，正转时收拢毛刷片，反转展开；所述方形轴承的每条边上各装有4个吸盘，四个角连接有I个步进装置；所述步进装置通过导线与PCB板连接；
所述的一种太阳能外墙清洁机器人的外壳使用的材质为透明硅胶。所述联接臂采用的材质是有弹性的且内部中空的塑钢，内部中空处放置导线、气路管、灰尘排放管及排放孔。这就使得所述的机器人结构上采用轻质材料，无钢无铁体积小，重量极轻，采用一般的真空吸附技术就能将机器人吸附在墙壁上，将作业期间跌落的可能性降到最小。
[0011]所述PCB板内部设计有智能控制系统，所述的智能控制系统，其工作原理在于: 所述太阳能光伏板接收太阳光后，经光伏转化单元将光能转化为电能存储，控制单元控制信息采集单元去采集光伏转化单元存储的电能和电源单元能够输出的电压值，同时控制信号处理单元对由信息采集单元传送过来的电压值进行分析、比较，根据比较的结果调节电源单元的输出把满足用电设备要求的电压供给各个单元，此时信息采集单元对传感单元、执行单元及故障自我检测单元采集信息并实时将采集到的信息传送给信号处理单元，信号处理单元对输送过来的信息进行处理并把处理后的信息输出至RAM存储单元暂存，控制单元从RAM存储单元读取数据进行判断并通过通信单元接收及发送控制单元的信息，由此，实现了机器人能根据所处环境、操作条件、控制目标的变化而给自我给出任务，自动生成完成任务的最佳方案及实现步骤并完成任务。
[0012]所述光伏转换单元与信息采集单元、控制单元分别连接，控制单元控制信息采集单元通过光照度传感器去采集太阳光的光照强度信息，同时采集光伏电能转化单元的电能，一起送给信号处理单元处理；
所述电源单元的输入端连接光伏转换单元的输出端，电源单元经控制器调制及控制单元读取的信息分析、比较后输出N种规格的直流电压，N种规格的直流电压包括:+12V、+5V、-5V、+6V ;体恤
所述RAM存储单元置于信号处理单元和控制单元之间，RAM存储单元存储经信号处理单元处理后的信息，以提供控制单元读取；
所述通信单元是控制单元信息交互的纽带，实时发送和接收信息；
所述故障自我检测单元分别与控制单元、信号处理单元、执行单元、传感单元以及光伏转换单元相连接，所述故障自我检测单元接收到控制单元发出故障检测指令后，故障自我检测单元对传感单元和执行单元进行检测并将检测信息发送给控制单元进行分析处理；所述执行单元分别与清洁单元、行走单元和吸附单元相连接，所述清洁单元接收控制单元发送给执行单元的清洁命令并按照命令清洁建筑外墙，所述行走单元用于接收并执行控制单元发送给执行单元的移动命令并按规划的路线移动；所述吸附单元用于将机器人吸附在外墙上，采用真空发生器由控制单元控制。
[0013]所述信息采集单元实时采集的信息包括:光照强度信息、光伏转换单元的电能信息、机器人状态信息以及机器人周围情况信息。
[0014]所述传感单元通过视觉传感器、超声波传感器以及红外传感器感应周围情况，以便机器人调节吸盘的吸附力使得机器人平稳前进或是抬升、转弯，或是调节清洁模式可对重点区域进行多次重复清洗，保证清洗效果，同时结合导航和定位技术(GPS/DPS)，精确知道机器人或障碍物的当前状态及位置，从而实现自动调整完成导航、避障及路径规划等任务。
[0015]所述行走单元接收控制单元发送的命令并将命令传输到机器人机构本体中，由步进装置执行，以实现机器人的移动。
[0016]所述步进装置包括2个步进电机及4个行走轮。
[0017]所述清洁单元接收到控制单元的清洁命令后毛刷片从毛刷吸盘中展开，随着刷盘的旋转刷落墙面灰尘以清洁外墙。
[0018]所述吸附单元包括真空吸附系统，控制单元发出吸附命令后真空吸附系统执行对应的命令，真空吸附系统中包括真空发生器以及方形轴承上的16个吸盘，空气为真空吸附系统的气源。
[0019]与现有技术相比，本发明在采用太阳能转化为电能，具有自行发电并充电的能力，不需要返回原地充电，而且机体内部的光伏转换单元直接提供了机器人工作所需的电源，无需外接电源线，避免电源线缠绕机器人妨碍机器人工作问题的发生；机器人内部设置了智能控制系统，利用智能技术进行识别、理解、推力最后做出规划决策，能自主检查判断，智能化自行完成任务，灵活、适用，具有很好的市场推广价值。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的一种太阳能外墙清洁机器人的智能控制系统框架图。
[0021]图2为本发明的一种太阳能外墙清洁机器人的结构示意图。
[0022]图3为本发明的一种太阳能外墙清洁机器人的正视示意图。
[0023]图4为本发明的一种太阳能外墙清洁机器人的俯视示意图。
[0024]图5为本发明的智能控制系统的控制电路图。
[0025]图6为本发明的智能控制系统的信息采集及信号处理电路、时钟电路、通信电路图。
[0026]图7为本发明的智能控制系统的电机驱动电路、电机保护电路图。
[0027]图8为本发明的智能控制系统的RAM存储电路、电源电路图。
[0028]100-机器人本体；101-外壳；102_底盘；103_太阳能光伏板；104_刷盘；105_开关按钮；106-方形轴承；107-吸盘；108-步进装置；109-毛刷片；110-毛刷吸盘；111_联接臂；112-排放孔；113-光照度传感器；114-视觉传感器；115-超声波传感器；116-红外传感器;117-PCB板;
200-智能控制系统；201-控制单元；202_光伏转换单元、203-信息采集单元；204_信号处理单元；205_通信单元；206_执行单元；207_传感单元；208_RAM存储单元；209_清洁单元；210_行走单元；211-吸附单元；212-电源单元；213_太阳光；214-故障自我检测单元；215-时钟电路单元；
301-控制电路；302-时钟电路；303_信息采集及信号处理电路；304_电机驱动电路；305-电机保护电路；306_通信电路；307-电源电路；308_RAM存储电路。<