一种用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置及方法与流程

1.本发明属于服务器除尘设备技术领域，具体涉及一种通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置及方法。


背景技术：

2.服务器机柜，作为支撑服务器的重要载体，一般由框架、盖板(门)、固定托架、导轨、电源模块、理线器、盲板、浮动螺母、键盘抽屉、风机单元、网孔前面板等组成，而且服务器机柜的散热结构一直在服务器机柜设计中起着至关重要的作用。但是随着时间日积月累，在静电吸附、周围环境洁净度、操作不当、密封不严等等客观因素的作用下，灰尘等一般存在以下三个阶段：阶段一，进入机房内部：包括地板、墙体、天花板、门窗密封、空调进风口等外部空间；阶段二，进入服务器机柜：前门板、双侧板进风孔、机房服务器机柜进风孔、排风孔处、风机扇叶等处；阶段三，进入服务器节点：前窗进风孔、后窗出风孔、电源出风孔、内部风机、导风罩、散热鳍片等处。
3.当服务器机柜内积累大量灰尘后，整个机柜的散热性能会大打折扣，从而会引起设备高温报警，甚至是意外宕机等故障，而且该故障轻者导致数据丢失，重则使机房在长期高温运行下引起火灾，因此灰尘对服务器机柜的困扰已经成了很棘手的一个问题。
4.所以在现有实际工作中，为了保证服务器能够正常工作，需要对机房内的服务器设备进行定期的除尘，但由于服务器工作的不间断性要求，在服务器除尘期间，服务器需要带电工作，因此需要专业的除尘人员进行专业服务器除尘工作，同时除尘人员也应具备专业的除尘知识及相关的专业经验，才能最小限度的减少由于服务器除尘工作而带来的影响和风险，因此传统的服务器除尘需要耗费大量人力、物力和时间。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是提供一种能够在无人化作业的情况下，定时定点对服务器机柜内的节点进行清洁化作业的通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置及方法，以满足服务器机柜的除尘要求，并减少服务器清洁成本。
6.为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置，其包括清洁模组，所述清洁模组包括支撑支架，所述支撑支架设置有攀爬组件和除尘组件，所述除尘组件设置有出尘口、吸尘口和出风口，所述出尘口连通有储尘罐，所述吸尘口连通有吸尘软管，所述吸尘软管连通有吸尘嘴；所述支撑支架还水平滑动连接有滑块，所述滑块传动连接有水平驱动组件，所述滑块设置有摄像头和水平伸缩杆，所述水平伸缩杆与吸尘软管的输出端连接，所述水平伸缩杆的伸缩方向与滑块的水平滑动方向垂直。这样当使用本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置对服务器机柜进行清洁时，其能够通过攀爬组件带动整个清洁模组在服务器机柜上攀爬，同时，其还能够通过水平驱动组件和水平伸缩杆驱动吸尘嘴在服务器机柜节点的水平方向和纵深方向做往复运动，从而实现其对服务器机柜全域面的覆盖和全域面的自动化清洁；另外，
本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置还能够在清洁过程中通过摄像头对服务器机柜进行拍照，并根据拍照后所得图像内出现的各种灰尘状况，进行智能判定、分析，然后迅速准确地控制攀爬组件、水平驱动组件、水平伸缩杆、除尘组件等做出对应反应，从而实现精准清洁；同时本发明还能够在清洁结束后通过摄像头对清洁效果进行二次确认，以达到真正的清洁目的。
7.进一步地，所述攀爬组件包括旋转驱动机构一，所述旋转驱动机构一传动连接有旋转轴，所述旋转轴与支撑支架转动连接，所述旋转轴沿周向均匀设置有至少三个转动臂，所述转动臂远离旋转轴的一端铰接有电磁铁，所述电磁铁电连接有电源和攀爬控制器。这样可通过改变各个电磁铁的通电状况，使各个电磁铁的磁性时间与旋转轴的转速相配合，从而实现整个清洁模组的攀爬动作。而且在攀爬过程中所述攀爬组件每移动一步，清洁模组在垂直方向的上升高度h为1u或1u的倍数。
8.进一步地，所述旋转驱动机构一包括旋转驱动电机一，所述旋转驱动电机一安装在支撑支架上，所述旋转驱动电机一的输出端传动连接有蜗杆，所述蜗杆传动连接有蜗轮，所述蜗轮与旋转轴固定连接，从而通过蜗轮蜗杆之间形成的传动机构将旋转驱动电机一的动力传递给旋转轴，并带动旋转轴进行转动。
9.进一步地，所述水平驱动组件包括固定安装在支撑支架上的水平齿条，所述水平齿条传动连接有主动齿轮，所述主动齿轮与滑块转动连接，所述主动齿轮传动连接有旋转驱动电机二，从而通过主动齿轮和水平齿条之间的传动配合驱使滑块进行水平移动。
10.进一步地，所述水平齿条包括相互平行的水平齿条一和水平齿条二，所述水平齿条一和水平齿条二分别设置在主动齿轮相对的两侧，并保证主动齿轮受力均匀和滑块平稳移动。
11.更进一步地，所述支撑支架设置有与水平齿条平行的导向轴，所述导向轴与滑块水平滑动连接，从而通过导向轴对滑块进行支撑和导向，确保滑块平稳、精准的进行移动。
12.进一步地，所述支撑支架设置有水平限位导向组件，并通过水平限位导向组件与服务器机柜侧壁之间的配合实现对支撑支架及整个清洁模组的水平位置的限位和竖直移动的导向，以确保清洁模组在攀爬过程中始终保持竖直移动的状态。
13.进一步地，所述水平限位导向组件包括导向支架，所述导向支架设置在支撑支架上，所述导向支架的两端分别设置有左限位导向轮组和右限位导向轮组，所述左限位导向轮组和右限位导向轮组用来与服务器机柜的侧壁接触，从而实现对支撑支架及整个清洁模组的水平位置的限位和竖直移动的导向。
14.进一步地，还包括循迹移动平台，所述循迹移动平台设置在清洁模组的下方，所述循迹移动平台设置有脚轮，所述脚轮传动连接有循迹驱动组件，所述循迹驱动组件通信连接有循迹移动控制器，从而通过循迹移动控制器控制脚轮转动来带动循迹移动平台进行移动，并将带动清洁模组移动至不同的服务器机柜处。
15.另一方面，本发明还提供了一种使用上述用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置的除尘方法，其包括以下步骤：
16.步骤一，转动脚轮，将循迹移动平台移动至待清洁的服务器机柜的后面板处，然后通过摄像头对服务器机柜后面板进行拍照，并对所得图像进行判定和分析，以确定循迹移动平台的初始位置，以及循迹移动平台与待清洁的服务器机柜之间的位置关系；
17.步骤二，根据步骤一所得的循迹移动平台的位置信息，循迹移动控制器控制脚轮转动以调整循迹移动平台的位置，待循迹移动平台与服务器机柜对齐后，向前推进循迹移动平台至服务器机柜底部，直至支撑支架两侧的左限位导向轮组和右限位导向轮组分别服务器机柜的两个侧壁接触，停止推进；
18.步骤三，攀爬组件带动清洁模组沿服务器机柜竖直向上移动，直至到达服务器机柜的顶部；
19.步骤四，通过摄像头对服务器机柜进行拍照，并对所得图像进行判定和分析，以确定服务器机柜后面板各节点处的灰尘状况；
20.步骤五，根据步骤四所得的灰尘状况信息，通过水平驱动组件或伸缩杆调整吸尘嘴的初始位置，直至吸尘嘴与灰尘对齐；
21.步骤六，通过攀爬组件、水平驱动组件、伸缩杆调整吸尘嘴的位置，使吸尘嘴从上往下依次对服务器机柜进行清洁，直至清洁结束，清洁模组回到循迹移动平台上；
22.步骤七，循迹移动平台通过转动脚轮移动至下一个待清洁的服务器机柜的后面板处，然后重复步骤一至步骤六，直至完成所有的服务器机柜的清洁。
23.这样在利用上述除尘方法对服务器机柜进行清洁时，本发明可先通过摄像头对服务器机柜进行拍照、判定、分析，并根据图像分析结果对循迹移动平台进行预定位，再通过脚轮移动循迹移动平台实现精准定位，确保清洁模组与服务器机柜对齐；然后再通过攀爬组件进行清洁模组的攀爬，并在攀爬过程中对服务器机柜进行拍照、判定和分析，并根据图像分析结果对吸尘嘴进行预定位和移动路线规划，从而使吸尘嘴能够从上往下依次对服务器机柜后面板各节点处的灰尘进行精准清除。
24.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
25.1、本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置智能化程度高，其可以在实现无人化作业的情况下，定时定点对服务器机柜内的节点进行清洁化作业，从而最大限度的避免人为清洁带入的二次污染情况；
26.2、本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置设置有摄像头，且所述摄像头能够对服务器机柜进行拍照和图像分析，即本发明既能够根据摄像头所拍图像对循迹移动平台与服务器机柜之间的位置关系进行分析，从而实现循迹移动平台及清洁模组的精准定位；又能够根据摄像头所拍图像对服务器机柜上出现的各种灰尘状况，进行智能判定、分析，从而控制清洁模组迅速且准确地做出反应，使其能够准确地进行灰尘清除；
27.3、而且在灰尘清除过程中，本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置能够通过水平驱动组件和水平伸缩杆驱动吸尘嘴在服务器节点的水平方向和纵深方向做往复运动，从而实现其对服务器机柜全域面的覆盖和全域面的自动化清洁；
28.4、另外，在清洁结束后，本发明还能够通过摄像头所拍图像对清洁效果进行二次确认，以达到真正的清洁目的；
29.5、本发明所提供的使用上述用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置的方法实现了从清洁到运输，再到灰尘回收的一条龙智能化作业流程，且其能够在服务器机柜不停机的情况下进行清洁作业，从而避免数据丢失，减少宕机风险；同时其还降低了后续维护成本，节约了人力。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明具体实施方式的结构示意图一。
32.图2为本发明具体实施方式的结构示意图二。
33.图3为本发明安装于服务器机柜，且清洁模组与循迹移动平台处于分离状态时的结构示意图。
34.图4为本发明安装于服务器机柜，且清洁模组与循迹移动平台处于合体状态时的结构示意图。
35.图5为本发明的工作流程示意图。
36.图6为本发明中攀爬组件的工作原理示意图。
37.图中：1、服务器机柜，2、清洁模组，3、循迹移动平台，4、旋转驱动电机一，5、水平齿条，6、旋转驱动电机二，7、摄像头，8、主动齿轮，9、滑块，10、蜗轮，11、旋转轴，12、除尘组件，13、电磁铁，14、出风口，15、吸尘软管，16、吸尘嘴，17、水平伸缩杆，18、导向支架，19、右限位导向轮组，20、储尘罐，21、支撑支架，22、导向轴，23、左限位导向轮组，24、旋转轴承，25、蜗杆，26、脚轮，27、电机固定箍，l1、转动臂一，l2、转动臂二，l3、转动臂三，a、电磁铁一，b、电磁铁二,c、电磁铁三。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.如图1至图6所示，本发明提供了一种用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置，其包括清洁模组2和用来运载清洁模组2的循迹移动平台3。其中，所述循迹移动平台3设置有脚轮26，所述脚轮26传动连接有用来驱动脚轮26进行转动的循迹驱动组件，所述循迹驱动组件通信连接有用来控制循迹驱动组件工作状态的循迹移动控制器。这样在对多个机房内的多个服务器机柜1进行清洁时，本发明可以通过循迹移动控制器控制脚轮26的转速、转向，来控制整个循迹移动平台3的移动方向和移动速度，从而实现对清洁模组2的移动，使其能够在实现无人化作业的情况下，定时定点地对服务器机柜1内的节点进行清洁化作业，从而最大限度的避免人为清洁带入的二次污染情况。
40.所述清洁模组2包括支撑支架21，所述支撑支架21的两端分别设置有一组用来带动整个清洁模组2进行竖直攀爬的攀爬组件，具体地，以其中一组攀爬组件为例，所述攀爬组件包括旋转轴11，所述旋转轴11通过旋转轴承24转动安装在支撑支架21上，而且所述旋转轴11沿周向均匀设置有至少三个转动臂，所述转动臂远离旋转轴11的一端铰接有电磁铁13，所述电磁铁13电连接有电源和攀爬控制器。所述旋转轴11还传动连接有用来驱使旋转轴11进行转动的旋转驱动机构一，所述旋转驱动机构一既可以为动力源与蜗轮蜗杆机构的结合，也可以为动力源与连杆机构或齿轮传动机构的结合等等。其中，当其优选为动力源与
蜗轮蜗杆机构的结合时，所述旋转驱动机构一包括旋转驱动电机一4，所述旋转驱动电机一4安装在支撑支架21上，所述旋转驱动电机一4的输出端传动连接竖直设置的蜗杆25，所述蜗杆25传动连接蜗轮10，所述蜗轮10与旋转轴固定连接，从而通过蜗轮10、蜗杆25将旋转驱动电机一4的转动传递给旋转轴11，并驱使旋转轴11及旋转轴11上所设置的转动臂一起进行转动。同时在转动臂的转动过程中，通过攀爬控制器控制改变各个电磁铁13的通电状况，使各个电磁铁13的磁性时间与旋转轴11的转速相配合，从而实现支撑支架21及整个清洁模组2的竖直攀爬。而且在攀爬过程中所述攀爬组件每移动一步，清洁模组2在垂直方向的上升高度h为1u或1u的倍数。
41.此外，所述攀爬组件中的电磁铁13也可以更换为真空吸盘，即在转动臂远离旋转轴11的一端铰接真空吸盘，并使所述真空吸盘通过管路连接真空发生器和管路控制阀，从而通过控制真空吸盘的通气状态来改变对应真空吸盘的吸附能力，使各个真空吸盘的真空吸附时间与旋转轴11的转速相配合，从而实现支撑支架21及整个清洁模组2的竖直攀爬。而且在攀爬过程中所述攀爬组件每移动一步，清洁模组2在垂直方向的上升高度h为1u或1u的倍数。
42.在两组攀爬组件之间，所述支撑支架21上设置有用来进行清洁工作的除尘组件12，所述除尘组件12设置有出尘口、吸尘口和出风口14。其中，所述出尘口连通有储尘罐20，所述吸尘口连通有吸尘软管15，所述吸尘软管15连通有吸尘嘴16，而且在对服务器机柜进行清洁时，所述出风口14和吸尘嘴16均与服务器机柜相对设置。另外，在两组攀爬组件之间，所述支撑支架21上还设置有导向轴22，所述导向轴22水平滑动连接有滑块9，所述滑块9上与服务器机柜相对的一侧设置有摄像头7和水平伸缩杆17，所述摄像头7优选为ccd摄像头，所述水平伸缩杆17优选为伸缩方向与滑块9的水平滑动方向相垂直的电推杆，而且所述水平伸缩杆17与吸尘软管15的输出端连接，从而使本装置能够通过水平伸缩杆17的伸缩驱使吸尘嘴16在服务器机柜的纵深方向进行移动。这样本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置能够在清洁过程中通过摄像头7对服务器机柜进行拍照，并根据拍照后所得图像内出现的各种灰尘状况，进行智能判定、分析，然后迅速准确地控制水平伸缩杆做出对应反应，即根据灰尘的深度调整水平伸缩杆的总长度，从而使吸尘嘴16伸入到服务器机柜1的内部，并实现精准清洁。
43.另外，所述滑块9还传动连接有用来驱使滑块9进行水平滑动的水平驱动组件，而且所述水平驱动组件既可以为动力源与输送带的结合，也可以为动力源与滚珠丝杠或齿轮齿条等传动机构的结合。其中，当其优选为动力源与齿轮齿条传动机构的结合时，所述水平驱动组件包括固定安装在支撑支架21上的水平齿条5和转动连接在滑块9上的主动齿轮8，所述水平齿条5与导向轴22平行设置，而且所述水平齿条5与主动齿轮8啮合，所述主动齿轮8传动连接有用来驱使主动齿轮8进行转动的旋转驱动电机二6，从而通过主动齿轮8的转动和主动齿轮8与水平齿条5之间的配合实现滑块9的水平移动，进而带动吸尘嘴16在服务器机柜的水平方向进行移动。此外，为了确保主动齿轮8及滑块9受力均匀、运动平稳，所述水平齿条5包括相互平行的水平齿条一和水平齿条二，而且所述水平齿条一和水平齿条二分别设置在主动齿轮8相对的两侧。这样本发明所提供的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置能够在清洁过程中通过摄像头7对服务器机柜进行拍照，并根据拍照后所得图像内出现的各种灰尘状况，进行智能判定、分析，然后迅速准确地控制旋转驱动电机二6
做出对应反应，从而使吸尘嘴16水平移动至其与灰尘对齐，并实现精准清洁。
44.此外，为了保证清洁模组2的攀爬组件在沿服务器机柜竖直移动的过程中不发生偏移，本发明还在所述支撑支架21上设置有水平限位导向组件。具体地，所述水平限位导向组件包括导向支架18，所述导向支架18设置在支撑支架21上用来靠近服务器机柜的一侧，所述导向支架18的两端分别设置有左限位导向轮组23和右限位导向轮组19，而且当清洁模组2进行攀爬、清洁时，所述左限位导向轮组23和右限位导向轮组19分别与服务器机柜的两个侧壁接触，从而实现对清洁模组2的水平限位和竖直导向，以确保清洁模组2在攀爬过程中始终保持竖直移动的状态。
45.另外，本发明还提供了一种使用上述的用于通用机柜内节点服务器风窗的智能除尘装置的除尘方法，其包括以下步骤：
46.步骤一，转动脚轮26，将循迹移动平台3移动至待清洁的服务器机柜的后面板处，然后通过摄像头7对服务器机柜后面板进行拍照，并对所得图像进行判定和分析，以确定循迹移动平台3的初始位置，以及循迹移动平台3与待清洁的服务器机柜之间的位置关系；
47.步骤二，根据步骤一所得的循迹移动平台3的位置信息，循迹移动控制器控制脚轮26转动以调整循迹移动平台3的位置，待循迹移动平台3与服务器机柜对齐后，向前推进循迹移动平台3至服务器机柜底部，直至支撑支架21两侧的左限位导向轮组23和右限位导向轮组19分别与服务器机柜的两个侧壁，停止推进；
48.步骤三，攀爬组件带动清洁模组2沿服务器机柜竖直向上移动，直至到达服务器机柜的顶部；
49.步骤四，通过摄像头7对服务器机柜进行拍照，并对所得图像进行判定和分析，以确定服务器机柜后面板各节点处的灰尘状况；
50.步骤五，根据步骤四所得的灰尘状况信息，通过水平驱动组件或伸缩杆调整吸尘嘴16的初始位置，直至吸尘嘴16与灰尘对齐；
51.步骤六，通过攀爬组件、水平驱动组件、伸缩杆调整吸尘嘴16的位置，使吸尘嘴16从上往下依次对服务器机柜进行清洁，直至清洁结束，清洁模组2回到循迹移动平台3上；
52.步骤七，循迹移动平台3通过转动脚轮26移动至下一个待清洁的服务器机柜的后面板处，然后重复步骤一至步骤六，直至完成所有的服务器机柜的清洁。
53.这样在利用上述除尘方法对服务器机柜进行清洁时，本发明可先通过摄像头7对服务器机柜进行拍照、判定、分析，并根据图像分析结果对循迹移动平台3进行预定位，再通过脚轮26移动循迹移动平台3实现精准定位，确保清洁模组2与服务器机柜对齐；然后再通过攀爬组件进行清洁模组2的攀爬，并在攀爬过程中对服务器机柜进行拍照、判定和灰尘位置分析，根据图像分析结果对吸尘嘴16进行预定位和初步移动路线规划；从而使吸尘嘴16能够从上往下依次对服务器机柜后面板各节点处的灰尘进行精准清除。
54.应当理解，在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和/或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。
55.这里可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在
…
下”、“下方”、“下部”、“以
上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。
56.本文所采用的术语仅做描述具体实施例的用途，并非意在限制本文件内的表述。如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。还要理解的是，当用于本说明书时，术语“包括”指所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。
57.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
58.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。