一种擦玻璃机器人及其控制方法与流程

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种擦玻璃机器人及其控制方法。

背景技术：

玻璃墙是一种美观新颖的建筑墙体和门窗的装饰方法，玻璃在为我们带来视觉享受的同时也为我们带来了一些麻烦，比如它的清洗。目前住家门窗玻璃清洁方法是以开窗或拆窗清洗，而大楼窗户和玻璃幕墙则由清洁公司架设工作平台采取人工劳力对外部门窗进行清洗。然而因悬吊机架重心不稳而易受风吹摆动,导致工作人员或清洁器具滑到掉落砸伤人等危险意外，故仅能对门窗略为冲洗以至于无法完全对门窗清洗干净。

擦玻璃机器人的出现将人们从危险的高空作业环境中解脱出来。现有的擦玻璃机器人通过机身底部的真空吸盘或者风机在机身和玻璃之间产生真空部分，从而牢牢地吸附在玻璃上。但是，现有的擦玻璃机器人其自由行走困难，对玻璃的清洁不均匀，且不易操控。

已公开的专利CN202665434U公开了一种擦玻璃机器人，其可在单机状态吸附在玻璃表面上作业，但是其吸附转盘呈圆形，无法擦拭到边角，存在清洁死角。类似的还有已公开的专利CN103505142A公开了一种擦玻璃机器人，在机体底部两端的一对吸附转盘，机体和吸附转盘之间可旋转设置有边角除尘单元，通过边角除尘单元完成对各个边角的除尘和清洁工作。但是其同意存在对玻璃的清洁不均匀，且不易操控的问题。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明专利目的在于设计了一种擦玻璃机器人及其控制方法，可在玻璃平面上自由移动，操控简单，对玻璃清洁均匀。

本发明具体的技术方案如下：

本发明提供一种擦玻璃机器人，包括机体(1)以及设置在机体(1)上的控制单元，还包括设置在所述机体(1)底部可旋转的两个清洁单元(2)，所述两个清洁单元(2)通过连接臂杆(3)进行连接，所述两个清洁单元(2)内部分别设置有空腔(201)、空气压缩单元(202)、驱动空气压缩单元(203)和驱动单元(204)；

所述空气压缩单元(202)包括上压缩机叶片(2021)和下压缩机叶片(2022)，用于抽取空腔(201)内部的空气用于抽取空腔(201)内部的空气并使清洁单元(2)吸附在玻璃上；

所述驱动空气压缩单元(203)用于驱动所述空气压缩单元(202)，包括第一直传动齿(2031)、第二直传动齿(2032)、第一斜传动齿(2033)、第三直传动齿(2034)和马达(2035)，通过马达(2035)带动各个传动齿和上压缩机叶片(2021)、下压缩机叶片(2022)旋转，进行抽取空气；

所述驱动单元(204)连接所述连接臂杆(3)，所述驱动单元(204)包括第二直传动齿(2032)、第四直传动齿(2041)、第一斜传动齿(2033)、第三直传动齿(2034)、第二斜传动齿(2042)和马达(2035)，通过马达(2035)带动各个传动齿旋转，并带动清洁单元(2)相对于连接臂杆(3)进行上下、左右移动或静止，以及驱动所述清洁单元(2)以垂直于玻璃表面的竖直轴为中心进行旋转或静止；

所述控制单元分别连接所述驱动空气压缩单元(203)和驱动单元(204)。

进一步，本发明所述控制单元包括用于感测擦玻璃机器人的水平或垂直角度及玻璃边框距离的陀螺仪。

进一步，本发明所述擦玻璃机器人还包括用于供电的电池单元，所述电池单元分别与所述控制单元、驱动空气压缩单元(203)和驱动单元(204)连接。

进一步，本发明所述机体(1)上部还设置有用于排除空气的排风孔(4)。

进一步，本发明所述清洁单元(2)为圆形或者半圆形。

本发明还提供一种用于控制擦玻璃机器人的控制方法，包括：

控制空气压缩单元(202)抽取空腔(201)内部的空气并使清洁单元(2)吸附在玻璃上，以及驱动所述清洁单元(2)以垂直于玻璃表面的竖直轴为中心进行旋转或静止，进行玻璃表面清洁；

当需要移动左侧清洁单元(2)时，控制空气压缩单元(202)抽取左右空腔(201)内部的空气并使右侧空腔(201)内部的气压小于左侧空腔(201)内部的气压，使左侧清洁单元(2)相对于连接臂杆(3)向上移动；控制左驱动单元(204)带动左侧清洁单元(2)相对于连接臂杆(3)向左或向右方向旋转，使左侧清洁单元(2)与连接臂杆(3)产生扭力，所述扭力使左侧清洁单元(2)向左或向右方向的反方向进行移动，进一步进行玻璃表面清洁；反之亦然。

进一步，本发明所述方法进一步包括：

当需要移动左侧清洁单元(2)时，控制右侧空腔(201)内部的气压小于左侧空腔(201)内部的气压，保持右侧清洁单元(2)不动；

当需要移动右侧清洁单元(2)时，控制左侧空腔(201)内部的气压小于右侧空腔(201)内部的气压，保持左侧清洁单元(2)不动。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1是本发明一种擦玻璃机器人的剖视图；

图2是本发明一种擦玻璃机器人的侧面剖视图；

图3是本发明一种擦玻璃机器人的横截面剖视图；

图4是本发明一种擦玻璃机器人的俯视图；

图5是本发明一种擦玻璃机器人的行走方式图；

图6是本发明一种擦玻璃机器人的另一种行走方式图；

图7是本发明一种擦玻璃机器人的另一种行走方式图；

图8是本发明一种擦玻璃机器人的另一种行走方式图。

图中各部件名称如下：

1-机体；2-清洁单元；3-连接臂杆；4-排风孔；5-玻璃平面；201-空腔；202-空气压缩单元；203-驱动空气压缩单元；204-驱动单元；205-清洁材质；

2021-上压缩机叶片；2022-下压缩机叶片-；2031-第一直传动齿；2032-第二直传动齿；2033-第一斜传动齿；2034-第三直传动齿；2035-马达；2041-第四直传动齿；2042-第二斜传动齿。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明提出了本发明提供一种擦玻璃机器人，请参阅图1-图4，包括机体1以及设置在机体1上的控制单元，还包括设置在所述机体1底部可旋转的两个清洁单元2，分别为左清洁单元、右清洁单元，所述两个清洁单元2通过连接臂杆3进行连接，所述两个清洁单元2内部分别设置有空腔201、空气压缩单元202、驱动空气压缩单元203和驱动单元204。

清洁单元2为圆形或者半圆形结构。清洁单元2包含清洁材质205，清洁材质为布料，清洁材质205接触玻璃平面5的表面用以去除玻璃平面5上的微粒。

具体的，所述空气压缩单元202包括上压缩机叶片2021和下压缩机叶片2022，用于抽取空腔201内部的空气并使清洁单元2吸附在玻璃上。上、下压缩机叶片用以抽取左右空腔中的空气，空气通过通风孔4排出。

具体的，所述驱动空气压缩单元203用于驱动所述空气压缩单元202，包括第一直传动齿2031、第二直传动齿2032、第一斜传动齿2033、第三直传动齿2034和马达2035，左右驱动空气压缩单元分别连接连接臂杆3，通过马达2035带动各个传动齿和上压缩机叶片2021、下压缩机叶片2022旋转，进行抽取空气。驱动空气压缩单元203连接于空气压缩单元202的上压缩机叶片2021用以抽取空腔201的空气，空气通过通风孔4排出，且抽取的气体越多，该空腔201的气压越小，则该侧的清洁单元2就被吸附于玻璃平面上的力度就越大。

具体的，所述驱动单元204连接所述连接臂杆3，所述驱动单元204包括第二直传动齿2032、第四直传动齿2041、第一斜传动齿2033、第三直传动齿2034、第二斜传动齿2042和马达2035，通过马达2035带动各个传动齿旋转，并带动清洁单元2相对于连接臂杆3进行上下、左右移动或静止，以及驱动所述清洁单元2以垂直于玻璃表面的竖直轴为中心进行旋转或静止。

所述控制单元分别连接所述驱动空气压缩单元203和驱动单元204。

所述擦玻璃机器人还包括用于供电的电池单元，所述电池单元分别与所述控制单元、驱动空气压缩单元203和驱动单元204连接。一般情况下电池单元通过电源线连接一插座给擦玻璃机器人提供电能，同时该电池单元具有一组备用电池，市电突发掉电情况下，为驱动空气压缩单元203及控制单元、驱动单元204提供备用电源以防止机器跌落。控制单元控制该左右驱动空气压缩单元203驱动该左右空气压缩单元202抽取该左右空腔201的空气使该左右清洁单元2均被吸附于玻璃平面上，并控制驱动单元204带动左右两个清洁单元2于玻璃平面上一移动。

控制单元包含主控板、2.4G接收模块、蓝牙模块、陀螺仪，主控板用于控制驱动空气压缩单元203和驱动单元204及其他数据处理，2.4G模块用于接收配套遥控器的遥控信号，蓝牙模块用于接收手机APP发出的遥控信号，该遥控器和该APP发出的信号交由主控板进行数据分析，以控制驱动空气压缩单元203和驱动单元204，带动清洁单元进行移动，陀螺仪用于感测擦玻璃机器人的水平或垂直角度及玻璃边框，以提供数据给主控模块控制驱动单元和驱动空气压缩单元的动作。

本发明擦玻璃机器人的控制方法具体如下：

控制空气压缩单元202抽取空腔201内部的空气并使清洁单元2吸附在玻璃上，以及驱动所述清洁单元2以垂直于玻璃表面的竖直轴为中心进行旋转或静止，进行玻璃表面清洁；

当需要移动左侧清洁单元2时，控制空气压缩单元202抽取左右空腔201内部的空气并使右侧空腔201内部的气压小于左侧空腔201内部的气压，使左侧清洁单元2相对于连接臂杆3向上移动；控制左驱动单元204带动左侧清洁单元2相对于连接臂杆3向左或向右方向旋转，使左侧清洁单元2与连接臂杆3产生扭力，所述扭力使左侧清洁单元2向左或向右方向的反方向进行移动，进一步进行玻璃表面清洁；反之亦然。

当需要移动左侧清洁单元2时，控制右侧空腔201内部的气压小于左侧空腔201内部的气压，保持右侧清洁单元2不动；当需要移动右侧清洁单元2时，控制左侧空腔201内部的气压小于右侧空腔201内部的气压，保持左侧清洁单元2不动。

具体的，请参照图5，现将右清洁单元向W方向移动，控制单元控制左右驱动空气压缩单元驱动空气压缩单元同时抽取左右空腔内的空气，且使得左空腔的气压小于右空腔的气压，左侧清洁单元不动，控制单元控制右驱动单元带动右侧清洁单元向与W相反方向旋转此处为顺时针，此时右清洁单元与连接臂杆产生一扭力，通过该扭力可以使右侧驱动单元以连接臂杆为中心支点带动右侧清洁单元向W的方向移动。

请参照图6，只要连续控制右驱动单元带动右清洁单元移动，即可让右清洁单元擦除该路径上的微粒，且此时左侧清洁单元并不转动。

类似的，可以通过控制右清洁单元不动，左驱动单元带动左清洁单元进行移动，请参照图7-图8。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。