本发明涉及机器人技术，尤其涉及一种可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人及其越障方法。
背景技术
随着城市人口越来集中，居民楼或办公楼都建的越来越高，这些高楼是城市发展的标志，也是城市繁荣的象征。那些大楼的层数都在二三十层以上，且周边都是用玻璃窗围绕着，这些大厦看来非常的高大且有档次，但是其外侧玻璃窗的卫生是一个难题，现今为解决这个问题很多人都在设计相应的机器，擦窗机器人已经成为一种潮流，擦窗机器人不仅能对玻璃进行擦拭，而且能避免清洁工人在高空危险作业，节省的人力且提高了安全性。
但是擦窗机器人智能对一块玻璃进行擦拭，无法越过多块玻璃之间钢条，因此其清洁效率地下，难以满足多阻隔大面积的外墙清洗作业。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种可自动越障的机器人以满足当今玻璃外墙的清洗工作，该机器人不仅能够高效地清洗玻璃外墙，而且会实现外墙之间自动越障、规划清洗等功能。
本发明提出一种可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人，户外擦窗机器人包括一个三角形的机器主体，所述机器主体由分布于三个顶点的移动机构和位于中心的擦拭机构组成，所述移动机构和所述擦拭机构之间分别通过各自设置升降机构连接；其中，所述移动机构包括吸附机构、两个移动轮和激光测距传感器；所述吸附机构位于所述移动机构的中央，所述吸附机构在移动机构的底部抽吸空气形成吸附力的抽气单元构成，所述移动轮位于移动机构的底部，所述移动轮安装在所述吸附机构的两侧；所述激光测距传感器安装在所述移动机构的上表面，位于机器主体的顶点处；所述升降机构包括设置于擦拭机构内的升降驱动单元、与所述升降驱动单元连接的凸轴，及与所述凸轴连接并设置在所述移动机构内升降导轨；当所述激光测距传感器探测到边缘障碍时，通过升降和移动机器主体翻越边缘障碍。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动机构包括设置在所述移动机构底部边缘的擦窗布。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述擦拭机构包括：位于所述机器主体中央的旋转擦拭单元，及位于所述旋转擦拭单元周围的至少一个振动擦拭单元；所述旋转擦拭单元由环形的第一擦布及旋转驱动单元构成；所述振动擦拭单元由第二擦布及振动驱动单元构成。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述第二擦布设置在所述吸附机构之间的连线上。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动轮为麦克纳姆轮。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动机构内进一步设置三轴加速度传感器和陀螺仪传感器，用于检测户外擦窗机器人的移动位置及运动状态。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动机构的底部边缘进一步设置悬崖传感器。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动机构内部进一步设置路径规划单元，所述路径规划单元和所述激光测距传感器连接。
本发明还提出了一种基于上述户外擦窗机器人的自动越障方法，包括：
步骤一：户外擦窗机器人在原玻璃上移动至边缘障碍处时，其远离边缘障碍的两个升降驱动单元驱使所述擦拭机构及靠近边缘障碍的移动机构同步升起；
步骤二：远离边缘障碍的两个移动机构的移动轮同步移动，将靠近边缘障碍的移动机构移动至边缘障碍的另一端；
步骤三：当移动机构越过边缘障碍后，与其相连的升降机构驱动该移动机构下降至另一侧的新玻璃表面，通过其上设置的吸附机构与新玻璃表面贴合并吸附；
步骤四：升起原玻璃上两个移动机构之一的升降机构，将该移动机构升起；
步骤五：旋转与玻璃表面贴合的移动机构，使升起的移动机构越过边缘障碍；
步骤六：越过边缘障碍后的移动机构下降，通过其上设置的吸附机构与新玻璃表面贴合并吸附；
步骤七：提升与原玻璃吸附的移动机构，旋转另两个移动机构使该提升的移动机构越过障碍；
步骤八：使擦拭机构及移动机构同步下降，完成越障步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过擦拭机构的旋转清洁和振动清洁方式的结合，能够高效地擦拭玻璃外墙；本发明利用激光测距传感器可以探测机器人于边缘障碍的距离以及完善擦窗路径规划；本发明通过使用分段式越障设计，保证在高空外墙玻璃上工作及越障时的稳定性。
附图说明
图1为本发明户外擦窗机器人的仰视图。
图2为本发明户外擦窗机器人的俯视图。
图3为越障过程中步骤一的示意图。
图4为越障过程中步骤二的示意图。
图5为越障过程中步骤三的示意图。
图6为越障过程中步骤五的示意图。
图7为越障过程中步骤八的示意图。
图8为升降机构的示意图。
图中，1-机器主体，2-移动机构，21-吸附机构，22-移动轮，23-激光测距传感器，24-擦窗布，31-旋转擦拭单元，32-振动擦拭单元，41-升降驱动单元，42-凸轴，43-升降导轨。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明提出的可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人及其越障方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
如图1、图2和图8所示，本发明提出一种可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人，户外擦窗机器人包括一个三角形的机器主体1，所述机器主体1由分布于三个顶点的移动机构2和位于中心的擦拭机构组成，所述移动机构2和所述擦拭机构之间分别通过各自设置升降机构连接；其中，所述移动机构2包括吸附机构21、两个移动轮22和激光测距传感器23；所述吸附机构21位于所述移动机构2的中央，所述吸附机构21在移动机构2的底部抽吸空气形成吸附力的抽气单元构成，所述移动轮22位于移动机构2的底部，所述移动轮22安装在所述吸附机构21的两侧；所述激光测距传感器23安装在所述移动机构2的上表面，位于机器主体1的顶点处；具体参见图8，所述升降机构包括设置于擦拭机构内的升降驱动单元41、与所述升降驱动单元41连接的凸轴42，及与所述凸轴42连接并设置在所述移动机构2内升降导轨43；当所述激光测距传感器23探测到边缘障碍时，通过升降和移动机器主体1翻越边缘障碍。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动机构2包括设置在所述移动机构2底部边缘的擦窗布24。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述擦拭机构包括：位于所述机器主体1中央的旋转擦拭单元31，及位于所述旋转擦拭单元31周围的至少一个振动擦拭单元32；所述旋转擦拭单元31由环形的第一擦布及旋转驱动单元构成；所述振动擦拭单元32由第二擦布及振动驱动单元构成。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述第二擦布设置在所述吸附机构21之间的连线上。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动轮22为麦克纳姆轮，麦克纳姆轮不仅能够实现机器主体1的直线行走，还能进行旋转操作。
本发明提出的所述可翻越边缘障碍的户外擦窗机器人中，所述移动机构2内进一步设置三轴加速度传感器和陀螺仪传感器，用于检测户外擦窗机器人的移动位置及运动状态。所述移动机构2的底部边缘进一步设置悬崖传感器，防止擦窗机器移出玻璃边缘发生掉落。优选地，通过在所述移动机构2内部进一步设置路径规划单元，所述路径规划单元和所述激光测距传感器23连接，利用激光测距传感器23获得边缘障碍围成的玻璃形状及面积，效率地规划出擦窗路径。
如图3到图7所示，本发明还提出了一种基于上述户外擦窗机器人的自动越障方法，包括：
参见图3，户外擦窗机器人在原玻璃上移动至边缘障碍处时，其远离边缘障碍的两个升降驱动单元41驱使所述擦拭机构及靠近边缘障碍的移动机构2同步升起；
参见图4，远离边缘障碍的两个移动机构2的移动轮22同步移动，将靠近边缘障碍的移动机构2移动至边缘障碍的另一端；
参见图5，当移动机构2越过边缘障碍后，与其相连的升降机构驱动该移动机构2下降至另一侧的新玻璃表面，通过其上设置的吸附机构21与新玻璃表面贴合并吸附；
升起原玻璃上两个移动机构2之一的升降机构，将该移动机构2升起；
参见图6，旋转与玻璃表面贴合的移动机构2，使升起的移动机构2越过边缘障碍；
越过边缘障碍后的移动机构2下降，通过其上设置的吸附机构与新玻璃表面贴合并吸附；
提升与原玻璃吸附的移动机构2，旋转另两个移动机构2使该提升的移动机构2越过障碍；
参见图7，使擦拭机构及移动机构2同步下降，完成越障步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过擦拭机构的旋转清洁和振动清洁方式的结合，能够高效地擦拭玻璃外墙；本发明利用激光测距传感器23可以探测机器人于边缘障碍的距离以及完善擦窗路径规划；本发明通过使用分段式越障设计，保证在高空外墙玻璃上工作及越障时的稳定性。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。