一种清洁机器人的制作方法

本实用新型涉及清洁设备技术领域，尤其涉及一种清洁机器人。

背景技术：

目前中国大部分高层建筑的外立面清洁都是雇佣清洁人员进行人工悬吊清洁作业。具体来说就是沿建筑物立面用绳索悬吊特殊设备并搭载人员和清洗设施进行清洁的人工清洁方式。悬吊清洁作业时，作业人员在几十米甚至上百米的高空中无依托悬空作业，作业难度非常大，极易受环境、气候条件影响，这造成该行业屡屡发生高空作业人员坠落伤亡事故。而且，随着造型奇特的高层建筑物越来越多，人工清洁的难度越来越大。

现有技术中开发了多种擦窗机以期望解决上述问题，虽然效果还难以满足建筑物外立面的使用需求，但已经在家用清洁领域中承担了一部分工作。如中国发明专利（申请号2015106474951）中所公开的技术方案，通过真空吸附的方式将清洁部件吸附在玻璃上，进行擦拭。同时，在上述技术方案中设计了两个独立的吸附单元，通过两个吸附单元的交替工作实现跨缝隙的工作。不难看出，当两个吸附单元分别工作时，必然会牺牲一部分清洁性能，很难达到吸附力和清洁力的平衡。同时，由于吸附力不足，对于较脏的玻璃表面来说，清洁能力则几乎不能满足实际需求。

综上所述，现有技术中的擦窗机存在吸附力和清洁力难以达到平衡，且清洁能力较弱的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种新型清洁机器人，解决现有技术中擦窗机存在吸附力和清洁力难以达到平衡的问题。

本实用新型公开一种清洁机器人，包括：

主体，所述主体在限定区域内移动；

吸附组件，所述吸附组件包括电机以及形成在所述主体和限定区域之间的真空腔；

移动组件，所述移动组件包括两个独立的履带，所述履带中的一部分和限定区域接触且对称设置在所述吸附组件两侧；

清洁组件，所述清洁组件设置在所述主体一侧端面上；

和控制组件，所述控制组件设置在所述主体中。

进一步的，还包括：

检测组件，所述检测组件包括设置在所述主体中的红外传感器，所述红外传感器检测所述限定区域的边缘并生成距离检测信号输出至所述控制组件；所述红外传感器设置在所述主体内侧夹角处。

进一步的，所述检测组件还包括轻触开关，所述轻触开关设置在所述主体的边缘，所述轻触开关生成开关信号并输出至所述控制组件。

进一步的，所述检测组件还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述主体上，所述压力传感器生成压力检测信号并输出至所述控制组件。

进一步的，所述检测组件还包括流量传感器，所述流量传感器设置在所述吸附组件上，所述流量传感器生成流量检测信号并输出至所述控制组件。

进一步的，还包括报警组件，所述控制组件接收所述流量检测信号并生成报警信号输出至所述报警组件，所述报警组件接收所述报警信号并动作。

优选的，所述报警组件为蜂鸣器或警示灯。

优选的，所述电机为BLDC无刷直流电机。

本实用新型所公开一种具有全新设计的清洁机器人，具有可以始终保持清洁机器人的吸附强度和清洁能力平衡的清洁结构，避免使用传统的悬吊人工擦拭的方式，杜绝出现坠落安全事故的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提出的清洁机器人第一种实施例的结构示意框图；

图2为本实用新型所提出的清洁机器人第二种实施例的结构示意框图；

图3为图2所示清洁策略组件的结构示意框图；

图4为本实用新型所提出的清洁机器人第三种实施例的结构示意框图；

图5为图1所示清洁机器人的具体结构示意图；

图6为图5的侧视图；

图7为图6的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。

本实用新型旨在公开一种具有全新设计的清洁机器人，具有可以始终保持清洁机器人的吸附强度和清洁能力平衡的清洁结构，避免使用传统的悬吊人工擦拭的方式，杜绝出现坠落安全事故的风险。具体来说，参见图1所示，清洁机器人由以下几组核心组件组成，包括主体1、移动组件2、清洁组件3、吸附组件7和控制组件4。其中从硬件上，主体1与现有清洁机器人并无太大的区别，可以设计为方形、圆形或者其它各种异形结构，在此不做限定。但是，为了避免在使用过程中影响建筑物的外立面美观，所以，在本实用新型中，主体1优选设置为正方形结构。清洁组件3选用具有一定清洁能力的海绵、棉布或其它具有各种优良特性的纤维材料，清洁组件3的清洁表面和待清洁的区域表面之间紧密贴合，使得清洁组件3在待清洁的区域上形成有一定均衡稳定的摩擦力，以使得待清洁区域的表面上的污浊物可以随着主体1的移动而随着清洁组件3被清除。与传统的机器人类似，清洁机器人中各个组件的动作通过控制组件4进行控制，控制组件4可以是单片机、小型的控制器、控制系统或者其它具有类似功能的集成电路实现，在此不做限定。主体1中设置有以抽真空设备为优选实施方式的吸附组件7，吸附组件7使主体1吸附在限定区域表面。具体来说，吸附组件7包括电机以及形成在主体1和限定区域之间的真空腔，以使得主体1，设置在主体上的清洁组件3牢牢地贴附在限定区域上。与传统的清洁机器人完全不同，在本实施例中，带动主体1移动的移动组件2包括两个独立的履带对称的设置在吸附组件7两侧，履带中的一部分和限定区域接触从而保证主体1在移动的过程中平稳，同时不与吸附组件7之间形成干涉。足以保持清洁能力和吸附强度的平衡。

参见图2所示为本实用新型所公开的清洁机器人第二种实施例的结构示意框图，在本实施例所公开的清洁机器人中还设置了清洁策略组件6，当移动组件2带动主体1在限定区域内移动时，清洁策略组件6会在控制组件4的控制下，根据限定区域内的污浊物、或者根据限定区域表面的实际状态和清洁组件3配合动作进行表面的清洁工作。更具体的说，清洁策略组件6可以改变限定区域表面的温度、湿度、高度和粘度等多个参数，使得整个清洁机器人的清洁组件3在限定区域内可以顺利地进行清洁，这一方面可以保证清洁机器人的清洁能力，另一方面可以延长单个清洁组件3的使用寿命，使其可以适用于对大面积的限定区域的清洁，尤其适用于高层大面积的玻璃幕墙的清洁。

为了优化整个控制方案，在本实施例中，清洁机器人中还设置了一组检测组件5。检测组件5具有两个功能，一是用于检测限定区域的边界，其二是对限定区域内的污浊物进行测定，并向控制组件4输出检测到的检测数据。检测组件5的设计是对本实用新型方案的进一步优化，使得控制组件4可以实时准确读取待清洁区域，也就是限定区域内的基本情况，并根据检测组件5得到的数据有针对性的单独控制吸附组件7、清洁组件3和移动组件2，或者进一步使得上述三个组件与清洁策略组件6配合，高效地进行清洁工作。

在本实施例中，在主体1中还设置有报警组件8设置，报警组件8可以是蜂鸣器和指示灯。当设置在主体1中，优选设置在吸附组件7处的流量传感器52检测并生成气体流量检测信号后，证明吸附组件7中可能存在漏气现象。流量传感器52将气体流量检测信号输出至控制组件4，控制组件4接收气体流量检测信号后输出控制信号，控制报警组件8中的蜂鸣器或者指示灯动作。

参见图3所示是清洁策略组件6的一种优选的具体结构，对于城市的建筑物来说，窗户或者幕墙玻璃外的污浊物主要是空气形成的灰尘、装饰材料飞溅形成的污点以及降雨形成的泥渍等等。参见图3和图4所示，清洁策略组件6主要即是针对清除这些污浊物而设计的。对于空气形成的灰尘和降雨形成的泥渍，仅通过洁净的清洁组件3很难一次性进行清除，因此，在清洁策略组件6中设置有湿度调节单元61，湿度调节单元61用于调节限定区域的表面湿度。一种优选的实施方式是在主体1中设置一个或多个喷雾结构61-1。具体来说，主体1中设置有一个清洁水箱，在清洁水箱中注入清水。以移动组件2的移动方向定义前后方向，在主体1的最前端设置连通清洁水箱的喷雾喷头，喷头的方向朝向限定区域，在限定区域内以雾状的形式喷洒清洁水，移动组件2带动清洁组件3移动，逐渐将灰尘、泥渍等清洁干净。由于喷雾之后，限定区域的表面摩擦系数会下降，这会对清洁组件3的清洁能力和吸附组件7的吸附强度造成影响，因此，在喷雾结构41-1后侧设置有擦拭结构41-2。该擦拭结构41-2由吸水的纤维材料制成，对喷雾结构41-1留在限定区域上的水雾进行擦拭。对应的，在检测组件5中对应的设置了湿度检测单元55，湿度检测单元55用于检测限定区域的表面湿度并输出至控制组件4。控制组件4根据湿度检测单元55的检测值输出控制信号控制喷雾结构61-1单独运行，或者擦拭结构61-2单独运行，或者喷雾结构61-1和擦拭结构61-2同时运行，使得限定区域的表面湿度始终保持在理想状态以确保保证清洁机器人的吸附强度和清洁能力。

实际上，擦拭结构61-2本身的容纳能力是有限的，在擦拭的过程中，如果擦拭结构61-2的容纳能力超出其本身的范围，将无法使得限定区域的表面湿度始终保持在最优设定值。这将会严重的影响清洁能力和吸附强度，所以，在擦拭结构61-2的后侧还设置有回收结构61-3。回收结构61-3优选由压辊、回水管路和回水箱组成，电机带动压辊挤压擦拭结构61-2，挤压后形成的回收水流通过回水管路回流回水箱并贮存至回水箱中。

对于寒冷地区的建筑物外立面来说，会由于过冷的室外温度结冰。固体的冰晶使得现有技术中的机器人几乎无法完成操作。为了克服这一问题，在本实施例所提供的清洁机器人的清洁策略组件6中设置有温度调节单元62。温度调节单元62优选由一个热风风机形成，热风风机的出风口朝向限定区域表面设置并向限定区域吹送温度高于限定区域表面温度的热空气，使得建筑物外立面上的冰晶融化呈水，擦拭结构61-2擦除限定区域表面的水，并通过回收结构61-3进行回收，使得机器人可以自动地完成对结冰建筑物外立面的清洁。温度调节单元62，也就是热风风机的启停依赖实时温度检测进行控制，因此，在检测组件5中还设置有温度检测单元56，温度检测单元56将探测的限定区域内的温度反馈至控制组件4，控制组件4接收温度反馈信号，同时结合湿度检测单元55检测到的湿度值，控制热风风机动作，自动融冰并进行下一步的清洁。

在极度寒冷的地区，建筑物外立面上的冰层厚度可能较厚，也可能不均匀地分布在限定区域的一点或几点上，在这种情况下，通过热风风机进行融冰则将会大大地影响清洁效率。为了克服这一问题，在本实施例的清洁策略组件6中还设置了表面高度调节单元63。表面高度调节单元63用于将建筑物外立面上污浊物、包括冰晶的高度调节至设定高度以下。表面高度调节单元63可以由小型的机械臂实现，小型机械臂的前端设置硬度较高的金属，以摆动的形式敲击表面高度较高之处，使得表面高度维持在设定高度之下。无需使用时，表面高度调节单元63可以通过折叠的方式容纳在主体1的内部。由于清洁机器人本身是智能动作的，所以，对应的，在检测组件5中还设置有高度检测单元57。高度检测单元57优选是红外传感器，红外传感器以具有一定倾角的方式向斜上方发射红外线，倾角的角度根据设定高度进行选取。在移动组件2的移动过程中，如果有红外线并遮挡，则说明限定区域内污浊物的高度超过设定值。控制组件4输出信号至表面高度调节单元63，使得限定区域的表面高度变小以低于设定值。再进一步驱动温度调节单元62、温度调节单元462，或者温度调节单元62和湿度调节单元61一起运行，进行进一步的清洁工作。同时，表面高度调节单元63还用于对建筑材料凝结形成的污浊物进行清理。

构成清洁策略组件6的结构单元并不限制与湿度调节单元61、温度调节单元62以及表面高度调节单元63三种。也可以根据不同建筑外立面和室外环境的不同增加不同的调节单元，如对于附近动物栖息较多的室外环境，在清洁策略组件6中还可以设置具有一定粘附力的清洁单元，一种优选的实施方式是在具有粘附力的清洁单元的前端设置具有粘附力的材料，可以清楚限定区域的小昆虫或者动物的排泄物，整体可以由构成如上述表面高度调节单元63的小型机械臂实现，具体结构不再赘述。

由于在湿度调节单元61中设置有清洁水箱和回水箱，这使得如果湿度调节单元61处于运行状态，整个清洁机器人主体1的质量实在不断变化的，由于通过湿度检测单元55的湿度参数反馈，可以通过擦拭单元将限定区域的表面摩擦系数保持在一定的工作区间，所以，这时候整个主体1的吸附强度与机器人主体1的质量呈一定的关联性。在本实施例中，机器人主体1使通过吸附组件7吸附在限定区域的表面的。具体来说，吸附组件7由BLDC无刷电机以及在限定区域表面和主体1之间的密封区域组成。在寒冷地区工作时，温度调节组件的运行可能会形成较多的回收水，这部分回收水贮存在回水箱中，增大了主体1的质量。为了保证整体的吸附强度，则需要调整无刷电机的工作频率，形成更大的真空度以保证吸附强度。对应的，在检测组件5中设置有压力传感器54，通过压力传感器54检测主体1和限定区域之间的压力值并输出至控制组件4。控制组件4根据压力传感器54检测出的压力值调节无刷电机的工作频率。在吸附组件7中还设置有流量传感器52，流量传感器52在吸附组件7出现漏气时发出报警，避免机器人从限定区域处分离掉落。参见图5至图7所示，建筑立面上限定区域的划分通过传感器实现，在主体1的四个角部设置有四个红外传感器51，用以检测主体1和限定区域的边缘之间的距离并输出至控制单元，其原理和高度检测单元57的红外线反射的原理基本类似，不同之处仅为红外线的发送方向为一路或多路，且一路或多路红外线与主体1表面平行，通过红外线的反射得到是否到达限定区域的边缘。在主体1的边缘部位还设置有轻触开关53，一旦触碰轻触开关53动作，则说明在移动组件2的移动过程中触碰到了障碍物，清洁机器人可以在移动组件2的带动下改变运动方向。

在本实施例中，移动组件2带动清洁组件3的运行方式是不同的。具体来说，以自上向下清洁为例，有至少两种运行方式，第一种方式为，当移动组件2带动清洁组件3清洁时，移动组件2首先带动清洁组件3从左至右横向移动，在移动至限定区域的右边缘后后退，也就是向左下的方向移动一小段距离，然后继续向右移动至限定区域边缘。然后再自右向左横向移动。第二种运动方式为，当移动组件2带动清洁组件3清洁时，移动组件2首先带动清洁组件3从上至下纵向移动，在移动至限定区域的下边缘后向斜上方移动一小段距离，然后继续向下移动至限定区域边缘，然后再自下向上移动。后退的一小段距离可以保证在限定区域的边缘处部遗留锯齿状的残留区域。横向或纵向的移动方式可以根据实际的需要在控制组件4的控制下任意转换。

在本实施例中，主体1优选设计成正方形，吸附组件7设置在主体1的中心位置，移动组件2分布在吸附组件7两侧，优选为两个独立的履带结构，履带的一部分和限定区域直接接触，以保证足够的摩擦力。清洁策略组件6中的湿度调节单元41和温度调节单元42设置在主体1的最前端，控制组件4与其对应设置。

本实用新型所公开的清洁机器人，可以保证清洁能力和吸附强度之间的匹配关系。本实用新型所公开的清洁机器人，具有使用方便、清洁效率高的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。