一种玻璃清洁机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种玻璃清洁机器人。

背景技术：

玻璃幕墙是当今世界最重要的装饰材料之一，已经被广泛地作为各类建筑物的户外墙体来使用，其赋予建筑物的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，使建筑物能够从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。由于空气中的粉尘、雨水中所夹带的灰尘、飞禽的排泄物等会逐渐地沉积到建筑物的幕墙表面，从而影响幕墙的美观性及建筑物外表的清洁程度；因此，对玻璃幕墙的清洁已经越来越受到人们的关注并逐渐形成了巨大的幕墙清洗市场。

目前，市面上虽然出现了一些能够对玻璃幕墙进行自动清洗的清洁机器人，然而由于存在实用性较差、使用成本高、清洗效果差等缺陷，清洁机器人并没有得到广泛的推广应用及普及。相对传统的幕墙清洁方法仍然是以人工进行清洁为主，而从事这种清洁工作的人员一般被称为“蜘蛛人”，他们一般靠一根保险绳和一根作业绳将自己悬挂在几层、十几层、甚至几十层高的大楼外，从楼顶开始缓慢下滑，在下滑的过程中对玻璃幕墙进行清洁。这种清洁工作危险性极高，而且由于只能进行定期的集中作业，导致幕墙的清洁成本极高，且清洁后的幕墙的清洁度维持时间较短。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种玻璃清洁机器人。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种玻璃清洁机器人，它包括：

外置清洁器，所述外置清洁器置于玻璃的外侧，所述外置清洁器包括内骨架、装设于内骨架上并与玻璃壁相贴附的清洗盘总成以及镶嵌于内骨架上的若干个外置磁性块；

内置驱动器，所述内置驱动器置于玻璃的内侧并与玻璃壁相贴附，所述内置驱动器内设置有若干个用于与外置磁性块对位磁性吸和的内置磁性块；

和

洗涤剂循环器，所述洗涤剂循环器通过洗涤剂软管与清洗盘总成相连通。

优选地，所述内骨架的整体形状呈“十”字形，所述内骨架的纵向臂内设置有一与内骨架的横向臂垂直交叉分布的条形滑动腔，所述滑动腔的中心区域内设置有一圆形旋转腔，若干个所述外置磁性块均匀地镶嵌于内骨架的横向臂上并位于条形滑动腔的两侧；

所述清洗盘总成包括嵌装于条形滑动腔内并位于圆形旋转腔的上方侧的上滑块、与上滑块相连的上清洗盘、下端与上滑块相连且上端与条形滑动腔的上壁面相连的上置压簧、嵌装于条形滑动腔内并位于圆形旋转腔的下方侧的下滑块、与下滑块相连的下清洗盘、上端与下滑块相连且下端与条形滑动腔的下壁面相连的下置压簧、置于圆形旋转腔内并与圆形旋转腔同轴分布的椭圆形旋转凸轮以及置于内骨架的背侧并与椭圆形旋转凸轮相连的旋转电机，所述洗涤剂循环器通过洗涤剂软管分别与上清洗盘和下清洗盘相连通；

所述旋转电机驱动椭圆形旋转凸轮在圆形旋转腔内作旋转运动，所述椭圆形旋转凸轮和上置压簧控制上滑块在条形滑动腔内作上下运动，所述上滑块带动上清洗盘相对于内骨架作上下运动，所述圆形旋转凸轮和下置压簧控制下滑块在条形滑动腔内作上下运动，所述下滑块带动下清洗盘相对于内骨架作上下运动。

优选地，所述上清洗盘和下清洗盘均包括两个结构相同且以内骨架的纵向臂的中心线为界呈左右镜像分布的底盘，所述下清洗盘与上清洗盘结构相同，且所述上清洗盘和下清洗盘以内骨架的横向臂的中心线为界呈上下镜像分布；

所述上清洗盘的其中一个底盘包括一盘体、一第一摆杆、一第二摆杆和一第三摆杆，所述第一摆杆的一端轴连于盘体的下端部、另一端轴连于内骨架的纵向臂的上端部，所述第二摆杆与第一摆杆平行分布并位于第一摆杆的下方侧，所述第二摆杆的一端与第三摆杆一端同轴分布并同时轴连于盘体的下端，所述第二摆杆的另一端轴连于内骨架的纵向臂上，所述第三摆杆的另一端轴连于上滑块上；所述洗涤剂循环器通过洗涤剂软管分别与对应的底盘相连通。

优选地，所述盘体的前壁面的中心区域向后凹陷后形成有一负压凹孔，所述负压凹孔内装设有一通过洗涤剂软管与洗涤剂循环器相连通的负压吸头，所述盘体的前壁面上还装设有一环绕负压凹孔分布的纤维垫，所述盘体内且位于纤维垫的覆盖范围内还装设有若干个分别通过洗涤剂软管与洗涤剂循环器相连通的洗涤剂喷头，所述洗涤剂喷头贯穿于盘体的前壁面分布。

优选地，所述洗涤剂循环器包括一废液收集器、一洗涤剂供应器和一循环泵，所述洗涤剂软管包括若干根废液管和若干个洗涤剂管，所述洗涤剂供应器的出液口通过洗涤剂管与洗涤剂喷头相连，所述废液收集器的进液口通过废液管与负压吸头相连，所述循环泵连接于废液收集器的出液口与洗涤剂供应器的进液口之间。

优选地，所述废液收集器的出液口内还设置有一过滤器。

优选地，所述外置清洁器还包括一用于将清洗盘总成罩设于内骨架上的罩壳，所述罩壳与内骨架相连。

优选地，所述内置驱动器包括手柄、装设于手柄的底面上且整体形状呈“工”字形的支撑架以及装设于支撑架的横向臂的两端的驱动马达，每个所述驱动马达的输出轴上均装设有一扫辊，所述内置磁性块镶嵌于支撑架上。

优选地，所述扫辊包括套装于驱动马达的输出轴上的固定套以及中轴线与固定套的中轴线呈交叉分布的辊体，所述辊体轴连于固定套的周壁上。

优选地，所述手柄包括圆环部以及沿圆环部的径向方向形成于圆环部的内环内的柄杆部，所述内置磁性块位于圆环部的内环轮廓范围内。

由于采用了上述方案，本发明利用外置磁性块与内置磁性块之间的磁力吸和效果可对玻璃形成内外夹持的效应，清洁人员只需要在房屋内通过移动内置驱动器即可带动外置清洁器沿玻璃进行移动式清洁清洗，避免了“蜘蛛人”在室外高空作业时存在的高风险性；也为降低整个机器人的制造及使用成本和结构复杂性提供了结构基础；其结构简单、使用方便、且使用成本低廉、安全性高，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例在使用状态下的结构示意图；

图2是本发明实施例的外置清洁器的运动状态示意图(一)；

图3是本发明实施例的外置清洁器的运动状态示意图(二)；

图4是本发明实施例的内置驱动器的平面结构透视图；

图5是本发明实施例的负压吸头的工作状态示意图；

图6是本发明实施例的洗涤剂喷头的工作状态示意图；

图中：

A、玻璃；a、条形滑动腔；b、圆形旋转腔；c、盘体；d、第一摆杆；e、第二摆杆；f、第三摆杆；g、负压凹孔；

1、内骨架；2、外置磁性块；3、内置磁性块；4、上滑块；5、上清洗盘；6、上置压簧；7、下滑块；8、下清洗盘；9、下置弹簧；10、椭圆形旋转凸轮；11、旋转电机；12、负压吸头；13、纤维垫；14、洗涤剂喷头；15、废液收集器；16、洗涤剂供应器；17、循环泵；18、废液管；19、洗涤剂管；20、罩壳；21、手柄；211、圆环部；212、柄杆部；22、支撑架；23、驱动马达；24、固定套；25、辊体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图6所示，本实施例提供的一种玻璃清洁机器人，它包括置于诸如玻璃窗或玻璃幕墙等玻璃A外侧的外置清洁器、置于玻璃A内侧并与外置清洁器相对分布的内置驱动器以及放置于底面上或者固定位置上以用于向外置清洁器供应水、洗涤剂和/或对废液进行回收的洗涤剂循环器；其中，外置清洁器包括内骨架1、装设于内骨架1上并与玻璃壁相贴附的清洗盘总成以及镶嵌于内骨架1上的若干个外置磁性块2，在内置驱动器内则设置有若干个用于与外置磁性块2对位磁性吸和的内置磁性块3，洗涤剂循环器则通过洗涤剂软管与清洗盘总成相连通。由此，当需要对建筑物的玻璃窗或者玻璃幕墙等玻璃进行清洁时，只需要将外置清洁器贴附与玻璃A外侧、将内置驱动器贴附于玻璃A内侧，利用外置磁性块2与内置磁性块3之间的磁力吸和效果可对玻璃形成内外夹持的效应，清洁人员只需要在房屋内通过移动内置驱动器即可带动外置清洁器沿玻璃进行移动式清洁清洗，避免了“蜘蛛人”在室外高空作业时存在的高风险性；同时，也为降低整个机器人的制造及使用成本和结构复杂性提供了结构基础；另外，为保证磁力吸和的效果并避免因磁力不强而造成外置清洁器从玻璃上脱落，本实施例的磁性块优先采用钕铁硼磁铁。

为优化整个机器人的结构，并有效地扩大其清洁清洗的区域面积，本实施例的内骨架1的整体形状设置为“十”字形或者近似形状，在内骨架1的纵向臂内设置有一与内骨架1的横向臂垂直交叉分布的条形滑动腔a，在滑动腔a的中心区域内设置有一圆形旋转腔b，若干个外置磁性块2均匀地镶嵌于内骨架1的横向臂上并位于条形滑动腔a的两侧；而清洗盘总成则包括嵌装于条形滑动腔a内并位于圆形旋转腔b的上方侧的上滑块4、与上滑块4相连的上清洗盘5、下端与上滑块4相连且上端与条形滑动腔a的上壁面相连的上置压簧6、嵌装于条形滑动腔a内并位于圆形旋转腔b的下方侧的下滑块7、与下滑块7相连的下清洗盘8、上端与下滑块7相连且下端与条形滑动腔a的下壁面相连的下置压簧9、置于圆形旋转腔b内并与圆形旋转腔b同轴分布的椭圆形旋转凸轮10以及置于内骨架1的背侧并与椭圆形旋转凸轮10相连的旋转电机11，洗涤剂循环器通过洗涤剂软管分别与上清洗盘5和下清洗盘8相连通；如此，当清洁人员利用内置驱动器与外置清洁器之间的磁性吸和关系，通过操控内置驱动器来带动外置清洁器在玻璃上进行移动时，旋转电机11可同时启动，以驱动椭圆形旋转凸轮10在圆形旋转腔b内作旋转运动，由于椭圆形旋转凸轮10在转动的过程中其长轴的顶点同时与上滑块4和下滑块7发生周期性的抵接关系，当椭圆形旋转凸轮10与滑块抵接时会使上滑块4在条形滑动腔a内向上运动(并压缩上置压簧6)、下滑块7则在条形滑动腔a内向下运动(并压缩下置压簧6)，从而利用滑块带动相应的清洗盘作相对远离运动；当椭圆形旋转凸轮10与滑块分离时，滑块则会在相应的压簧的作用下复位，从而利用滑块带动相应的清洗盘作相对靠近运动；如此反复，即可在外置清洁器本体运动的同时，使清洗盘能够同时作上下反复擦拭的动作，即有利于扩大对玻璃的清洁清洗的面积，也能够提高清洁清洗的效果。

为进一步扩大机器人的清洁清洗的区域面积，本实施例的上清洗盘5和下清洗盘8均包括两个结构相同且以内骨架1的纵向臂的中心线为界呈左右镜像分布的底盘，下清洗盘8与上清洗盘5结构相同，且上清洗盘5和下清洗盘8以内骨架1的横向臂的中心线为界呈上下镜像分布；由于清洗盘的结构完全相同且布置形式呈镜像分布，故选择上清洗盘5的其中一个底盘作结构性说明，即：其包括一盘体c、一第一摆杆d、一第二摆杆e和一第三摆杆f，第一摆杆d的一端轴连于盘体c的下端部、另一端轴连于内骨架1的纵向臂的上端部，第二摆杆e与第一摆杆d平行分布并位于第一摆杆d的下方侧，第二摆杆e的一端与第三摆杆f一端同轴分布并同时轴连于盘体c的下端，第二摆杆e的另一端轴连于内骨架1的纵向臂上，第三摆杆f的另一端轴连于上滑块4上；洗涤剂循环器则通过洗涤剂软管分别与对应的底盘相连通。如此，当上滑块4在条形滑动腔a内运动时，利用第三摆杆f可作为盘体c的驱动杆来使用，而第一摆杆d和第二摆杆e则辅助第三摆杆f来保持盘体c的运动的平稳性，由于上滑块4的作用可使上清洗盘5的两个底盘能够在相对于内骨架1作同步上下移动的同时也能够同时进行靠近或远离的运动(下清洗盘8的运动效应相同)，从而有利于扩大机器人的清洁清理面积。

为保证对玻璃的清洁清洗后的清洁度，在盘体c的前壁面的中心区域向后凹陷后形成有一负压凹孔g，负压凹孔g内装设有一通过洗涤剂软管与洗涤剂循环器相连通的负压吸头12，在盘体c的前壁面上还装设有一环绕负压凹孔g分布的纤维垫13，在盘体c内且位于纤维垫13的覆盖范围内还装设有若干个分别通过洗涤剂软管与洗涤剂循环器相连通的洗涤剂喷头14，洗涤剂喷头14贯穿于盘体c的前壁面分布。由此，可利用洗涤剂循环器、洗涤剂软管和洗涤剂喷头14在机器人移动的过程中向玻璃表面喷射清水或洗涤剂等，利用负压吸头12、洗涤剂软管和洗涤剂循环器所产生的负压作用使残留于玻璃表面的废液被同步地进行回收，从而实现了清洗液与废液的同步喷洒与回收功能。

为优化洗涤剂循环器的结构，以最大限度地降低整个机器人的结构复杂性，本实施例的洗涤剂循环器包括一废液收集器15、一洗涤剂供应器16和一循环泵17，洗涤剂软管则包括若干根废液管18和若干个洗涤剂管19，洗涤剂供应器16的出液口通过洗涤剂管19与洗涤剂喷头14相连，废液收集器15的进液口通过废液管18与负压吸头12相连，而循环泵17则连接于废液收集器15的出液口与洗涤剂供应器16的进液口之间。由此，可利用循环泵17所产生的动力实现清洗液的高压喷洒以及废液的负压回收并同时为废液的二次利用提供结构基础；当然，为保证负压产生的效果，也可不会废液进行回收再利用，即只需将循环泵17作为洗涤剂供应器16的出液泵来使用，将废液收集器15与一真空泵相连即可。

作为一个优选方案，为最大限度地提高废液重复利用的效果，可在废液收集器15的出液口内设置一过滤器(图中未示出)。

另外，为增强整个机器人的外观美感并实现对其内部组成元器件的封装效果，本实施例的外置清洁器还包括一用于将清洗盘总成罩设于内骨架1上的罩壳20，罩壳20与内骨架1相连。

为能够使机器人在对玻璃外侧进行清洗清洁的同时，也能够对玻璃的内侧进行清洁清洗，本实施例的内置驱动器包括手柄21、装设于手柄21的底面上且整体形状呈“工”字形的支撑架22以及装设于支撑架22的横向臂的两端的驱动马达23，每个驱动马达23的输出轴上均装设有一扫辊，内置磁性块3镶嵌于支撑架22上。由此，清洁人员可通过手柄21握持内置驱动器以便对其进行移动操作，而通过设置的驱动马达23则可在内置驱动器进行移动的同时，通过扫辊的转动效果对玻璃的内侧进行擦拭清理，从而极大地丰富了整个机器人的实用功能。

作为一个优选方案，本实施例的扫辊包括套装于驱动马达23的输出轴上的固定套24以及中轴线与固定套24的中轴线呈交叉分布的辊体25，辊体25轴连于固定套24的周壁上(可以理解为辊体25与固定套24是呈斜置分布的状态)，由此在驱动马达23通过固定套24来带动辊体25进行转动的同时，辊体25本身也会相对于固定套24进行转动，从而不但有利于提高辊体25对玻璃的擦拭效果，而且也可避免辊体25对驱动马达23造成堵转的问题。

另外，为便于清洁人员握持内置驱动器，本实施例的手柄21包括圆环部211以及沿圆环部211的径向方向形成于圆环部211的内环内的柄杆部212，内置磁性块3位于圆环部211的内环轮廓范围内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。