一种发射吸附式智能越障擦窗机器人制造技术

本专利提供了一种发射吸附式智能越障擦窗机器人，该机器人包括壳体、吸附行进系统、清洁系统、发射牵引越障系统、旋转伸缩系统和控制系统。有益效果是该机器人可以检测玻璃窗面的洁净度，自主控制或通过遥控器远程控制其在玻璃窗面上的移动清洁工作，并可通过控制发射平台伸缩套杆的升降、圆形旋转底盘的旋转、发射器转轴的转动，最终选择合适的高度、角度和方向向两个相反的方向分别发射带有微型真空泵的真空吸盘，依靠真空吸盘的吸附和发射绳的收放来实现越障功能，使其能够越过窗框或凸出墙体等障碍，完成多扇玻璃窗面的清洁工作。该机器人还配备有太阳能充电系统，可以在工作的同时进行充电，体现了智能、环保、节能的理念。节能的理念。节能的理念。

【技术实现步骤摘要】
一种发射吸附式智能越障擦窗机器人


[0001]本专利涉及人工智能机器人领域，尤其涉及一种可以在高楼玻璃窗面之间进行移动清洁的发射吸附式智能越障擦窗机器人。

技术介绍

[0002]随着现如今经济水平和建筑行业科技水平的快速提升，越来越多的高楼拔地而起，并且这些建筑大都装设有许多的玻璃窗，那么这些玻璃窗的定期清洁工作就成为了一个难题。目前，仍普遍采用传统方法依靠“蜘蛛人”进行人工清洁作业，但存在低效性和高危性。为了满足社会的需求，擦窗机器人就应运而生。它们主要通过自身的吸附行进系统配合清洁系统来完成玻璃窗的清洁任务，但是具有很大的局限性，玻璃窗之间除了边框以外，根据建筑设计的实际情况有时还具有一定的墙体障碍，故仅局限于单扇玻璃窗的清洁工作，无法自主跨越障碍进行多扇玻璃窗的清洁。因此，针对这一问题，亟待开发能够越过障碍依次完成多扇窗户清洁工作的智能越障擦窗机器人。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中结构上的不足，本专利的目的是提供一种发射吸附式智能越障擦窗机器人，以利于解决自主跨越障碍进行多扇玻璃窗的清洁问题。
[0004]为实现上述目的，本专利采用的技术方案是提供一种发射式智能越障擦窗机器人。其中：该机器人包括：壳体、吸附行进系统、清洁系统、发射牵引越障系统、旋转伸缩系统、控制系统和充电系统。
[0005]所述的吸附行进系统包括真空泵、吸附盘、推力风扇、滚轮、万向轮和红外避障传感器；所述的吸附盘与真空泵相连接，其内部设有抽气孔和出气孔，可以通过调整抽气孔和出气孔的气流速来改变吸附力的大小；所述的推力风扇等间距分布安装在太阳能板上，保证机器人在完成牵引越障后实现重新吸附，为机器人的稳定吸附提供保障；所述的万向轮与滚轮呈三角形分布安装在清洁面板上，能够使装置灵活地在玻璃窗面上移动；所述的吸附盘采用横向摩擦力较小的材料，真空泵工作时，吸附盘内形成的负压只需能够提供滚轮部分变化所带来的的额外压力就可实现吸附的同时进行灵活移动；所述的红外避障传感器分别安装在清洁面板的四周，可以确保机器人在遇到障碍物时进行有效的避障。
[0006]所述的清洁系统包括清洁布、污渍刮条和洁净度传感器；所述的清洁布和污渍刮条与吸附行进系统相互配合，实现多重清洁操作；所述的洁净度传感器安装在清洁面板底面，实现对玻璃窗面洁净度的实时检测，根据获取的洁净度信息对机器人的清洁过程进行控制。
[0007]所述的发射牵引越障系统包括主发射器、副发射器、发射器转轴、视觉传感器、发射支架、发射平台、发射器驱动电机、真空吸盘、微型真空泵、发射绳、绞盘和绞盘驱动电机；所述的主发射器和副发射器两个发射器对称反向安装组成，通过向两个相反的方向分别发射带有微型真空泵的真空吸盘，依靠真空吸盘的吸附和发射绳的收放来完成牵引越障，实
现多扇玻璃窗面的清洁工作。
[0008]所述的旋转伸缩系统结构包括发射平台伸缩套杆、发射平台伸缩套杆驱动电机、圆形旋转底盘、圆形旋转底盘驱动电机、清洁面板伸缩套杆和清洁面板伸缩套杆驱动电机；所述的发射平台伸缩套杆由发射平台伸缩套杆驱动电机驱动其伸缩，调整发射的高度；所述的圆形旋转底盘由圆形旋转底盘驱动电机驱动其旋转，调整发射的反向；所述的清洁面板伸缩套杆由清洁面板伸缩套杆驱动电机驱动其伸缩，可以使清洁面板在不进行清洁工作时收起藏于壳体内部，有利于牵引越障的完成，进行清洁工作时，伸出并凸出底壳平面进行清洁。
[0009]所述的控制系统包括显示屏、控制按钮、扬声器、控制器和遥控器；所述的显示屏可以实时显示机器人的运行状态；所述的控制按钮可以对机器人的运行进行控制设置；所述的扬声器可以实现语音播报和报警功能；所述控制器来控制和协调机器人的一切动作；所述遥控器可以实现对机器人的远程控制。
[0010]所述的充电系统包括充电插口、太阳能板和蓄电池；所述的充电插口可以外接电源进行充电；所述的太阳能板可实现太阳能充电，将产生的电能储存在蓄电池内，作为工作或应急电源。
[0011]本专利的有益效果是：
[0012](1)本专利通过真空泵、吸附盘、推力风扇、转动轮和万向轮的配合，在玻璃窗面上具有稳定的吸附移动和避障功能。
[0013](2)本专利有效解决了清洁死角问题，并且采用了多重清洁工作方式，清洁时与洁净度检验功能相配合，清洁效果良好。
[0014](3)本专利能够跨越玻璃窗边框、墙体等障碍，完成多扇玻璃窗面的清洁工作。
[0015](4)本专利能够通过遥控器远程控制或内置控制器自主控制，来控制机器人完成移动清洁、牵引越障等一系列动作。
[0016](5)本专利具有外接电源和太阳能充电双重供电方式，有效解决了机器人因电量不足无法进行正常工作的问题。
[0017](6)本专利壳体设计为碗状，充分利用了其倾斜角度，可以保证机器人在牵引越障过程中有效的越过障碍物；机器人壳体和底壳采用纤维强化塑料制成，外面包裹有一层高强度耐磨橡胶层，解决了牵引移动摩擦对机器人和玻璃窗面带来的磨损问题。
附图说明
[0018]图1是发射吸附式智能越障擦窗机器人的结构示意图；
[0019]图2是发射吸附式智能越障擦窗机器人的俯视图；
[0020]图3是伸缩套杆全部收起的结构示意图；
[0021]图4是发射吸附式智能越障擦窗机器人的底面图；
[0022]图5是发射吸附式智能越障擦窗机器人的正面剖视图；
[0023]图6是清洁面板伸出示意图；
[0024]图7是清洁面板收回示意图；
[0025]图8是绞盘局部示意图；
[0026]图9是遥控器示意图；
[0027]图10是真空吸盘吸附过程示意图
[0028]图11是发射吸附式智能越障擦窗机器人发射牵引越障示意图；
[0029]图12是发射吸附式智能越障擦窗机器人启动清洁流程图；
[0030]图13是发射吸附式智能越障擦窗机器人进行单扇玻璃窗清洁的控制流程图；
[0031]图14是发射吸附式智能越障擦窗机器人牵引越障进行多扇玻璃窗清洁的控制流程图；
[0032]图15是发射吸附式智能越障擦窗机器人控制系统组成框图。
[0033]图中：
[0034]1.真空吸盘
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2.主发射器
[0035]3.发射器驱动电机
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4.发射平台
[0036]5.推力风扇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6.太阳能板
[0037]7.壳体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
8.散热孔
[0038]9.清洁面板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10.红外避障传感器
[0039]11.充电插口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12.发射平台伸缩套杆
[0040]13.控制按钮...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射吸附式智能越障擦窗机器人，其特征是：该机器人包括有壳体(7)、吸附行进系统、清洁系统、发射牵引越障系统、旋转伸缩系统、控制系统和充电系统；所述吸附行进系统结构包括真空泵(38)、吸附盘(21)、推力风扇(5)、滚轮(27)、万向轮(24)和红外避障传感器(10)；所述真空泵(38)安装在清洁面板(9)上表平面的中心位置，所述吸附盘(21)安装在清洁面板(9)下表平面与真空泵(38)相对应的位置，所述吸附盘(21)内部设有抽气孔(26)和出气孔(22)，三个所述推力风扇(5)等间距分布安装在太阳能板(6)上，两个所述滚轮(27)同轴安装在清洁面板(9)上，所述万向轮(24)与滚轮(27)呈三角形分布安装在清洁面板(9)上，并保证其安装高度在同一水平面上，所述红外避障传感器(10)分别安装在清洁面板(9)的四周；所述清洁系统结构包括清洁布(23)、污渍刮条(25)和洁净度传感器(28)；所述清洁布(23)为正方形边框，四个顶角分别通过螺栓(20)将其固定在清洁面板(9)上；所述污渍刮条(25)安装在清洁布(23)内边框的四周；所述洁净度传感器(28)安装在清洁面板(9)底面；所述发射牵引越障系统结构包括主发射器(2)、副发射器(17)、发射器转轴(45)、视觉传感器(40)、发射支架(16)、发射平台(4)、发射器驱动电机(3)、真空吸盘(1)、微型真空泵(29)、发射绳(39)、绞盘(42)和绞盘驱动电机(31)；所述主发射器(2)和副发射器(17)两个发射器对称反向安装组成，所述发射器通过发射器转轴(45)与发射支架(16)相连接，所述视觉传感器(40)贴紧安装在主发射器(2)管身，所述发射支架(16)固定安装在发射平台(4)上，所述发射器驱动电机(3)固定安装在发射支架(16)的一侧；所述真空吸盘(1)与微型真空泵(29)相连接，所述微型真空泵(29)作为弹射物装载在发射器内，所述发射绳(39)一端连接有微型真空泵(29)、另一端依次穿过发射器尾部圆形孔洞(41)、发射平台圆形孔洞(18)、发射平台伸缩套杆(12)最后缠绕在绞盘(42)上，所述绞盘(42)安装在绞盘驱动电机(31)上，所述绞盘驱动电机(31)对称安装在圆形旋转底盘(32)的两侧；所述旋转伸缩系统结构包括发射平台伸缩套杆(12)、发射平台伸缩套杆驱动电机(30)、圆形旋转底盘(32)、圆形旋转底盘驱动电机(33)、清洁面板伸缩套杆(34)和清洁面板伸缩套杆驱动电机(35)；所述发射平台伸缩套杆(12)与发射平台(4)固定连接，所述发射平台伸缩套杆驱动电机(30)安装在发射平台伸缩套杆(12)的底部，并固定安装在圆形旋转底盘(32)上表面的正中心，所述圆形旋转底盘驱动电机(33)安装在圆形旋转底盘(32)下表面的正中心，所述清洁面板伸缩套杆(34)安装在圆形旋转底盘驱动电机(33)的下方，所述清洁面板伸缩套杆驱动电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏刚，张研，姚万祥，吴森起，席悦，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：