智能擦玻璃机器人及其控制方法

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发布时间:2025-06-01 15:14

智能擦玻璃机器人及其控制方法



1.本发明涉及一种擦玻璃机器人及其控制方法,产后康复13825404095具体涉及一种智能擦玻璃机器人及其控制方法,属于智能家居技术领域。


背景技术:

2.随着自动化控制技术和计算机技术的飞速发展,机器人智能化技术越来越成熟,开始逐渐由工业型机器人向服务型机器人领域迈进,这为解决高层窗玻璃的清洗提供了可行性研究方案。人工清洁玻璃不仅效率低、劳动强度大,而且伴有危险性。为确保室内外玻璃清新整洁,采光效果更好,迫切需要设计一款运动灵活、工作效率高的小型擦窗机器人,以此来提高效率,降低劳动强度。对于擦窗机器人的设计研究不仅有着科研上的挑战和魅力,而且具有广泛的市场需求和巨大的经济效益,对提高人类智能化的生活水平具有重要意义和价值。


技术实现要素:

3.本发明要解决的技术问题是提供一种智能擦窗玻璃机器人及其控制方法。
4.为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案一是:一种智能擦玻璃机器人,包括微型水箱、水管、机壳、运动传动系统、结构相同的第一和第二执行单元;机壳上设有排风口;第一执行单元包括第一吸附系统组件、第一清洁轮;第一吸附系统组件包括第一软橡胶吸盘、第一离心风机和第一风道;第一卡盘固定在机壳底端外部;第一软橡胶吸盘的为喇叭口形,其小端口固定在第一卡盘上,其大端口外沿嵌入第一清洁海绵的内沿;第一风道固定在机壳内部,其进风口与第一软橡胶吸盘的小端口相通,其排风口与第一离心风机的进风口连通;第一清洁轮由第一微型水泵、第一喷头、第一卡盘和第一清洁海绵组成;第一微型水泵固定在下壳上;第一喷头贯穿机壳;第一微型水泵从微型水箱中抽取清洁液,经水管从第一喷头喷出,洒在第一清洁棉上;微型水箱安装在机壳内部,分别连接第一微型水泵和第二微型水泵;运动传动系统包括驱动电机、联轴器、传动轴、结构相同的第一至第二运动传动组件;第一运动传动组件包括第一大齿形带轮、第一小齿形带轮、第一同步带、第一轴;驱动电机固定在机壳内的电机壳,其主轴经联轴器带动传动轴转动;第一小齿形带轮装配在传动轴上,通过第一同步带带动第一大齿形带轮转动;第一大齿形带轮与第一轴通过键连接,第一轴两端分别固定在机壳的侧壁上;第一轴底端开有螺纹小孔,与第一卡盘固定连接;控制系统包括控制器和探测模块;控制器的i/o口分别连接驱动电机的驱动器、第一离心风机的驱动器、第二离心风机的驱动器、第一微型水泵的驱动器、第二微型水泵的驱动器、探测模块的输出端、开关按钮。
5.进一步,所述的驱动电机为步进电机。
6.进一步,所述智能擦玻璃机器人还包括电源模块,电源模块连接到控制器相应的引脚,给整个系统中需要供电的设备提供电源。
7.进一步,所述第一同步带第二同步带采用齿形同步带。
8.进一步,所述机壳包括上壳、下壳和内壳;下壳上内部固定安装第一风道、第一微型水泵和第二微型水泵;第一喷头贯穿下壳;内壳上固定安装电机壳;内壳及上壳设有排风口;第一轴两端分别固定在内壳的顶部和下壳的底部;第一卡盘固定连接在第一轴的底端,位于下壳外部。
9.本发明采用的技术方案二是:一种用于技术方案一所述智能擦玻璃机器人的控制方法,包括以下具体步骤:步骤1:开关检测:控制器检测开关按钮是否按下,如果是转向步骤2,否则转向步骤1;步骤2:控制器控制第一离心风机的驱动器、第二离心风机的驱动器,分别启动第一离心风机和第二离心风机,将第一软橡胶吸盘和第二软橡胶吸盘内的空气分别经过第一风道和第二风道排出壳外;第一软橡胶吸盘和第二软橡胶吸盘吸附住玻璃;步骤3:泵取清洁液:控制器按照预设的时间间隔控制第一微型水泵的驱动器、第二微型水泵的驱动器分别启停第一微型水泵和第二微型水泵;分别从微型水箱中间歇抽取清洁液至第一和第二清洁棉;步骤4:清洁玻璃:控制器交替控制第一离心风机的驱动器、第二离心风机的驱动器停启第一离心风机和第二离心风机;同时控制驱动电机的驱动器启动驱动电机,由第一至第二运动传动组件驱动第一和第二清洁轮旋转。
10.进一步,还包括避障步骤:控制器检测探测模块是否有障碍信息输出,如果有进行避障路径规划。
11.本发明与现有技术相比具有的突出效果为:(1)本发明可实现自动清洁窗玻璃,有效减低劳动强度。
12.(2)本发明的擦窗机器人,设计合理,性能安全可靠,运行稳固,成本低、故障少、效率高。
13.(3)本发明利用控制系统自动控制,在多领域清洁工作中可灵活应用,完全符合行业内迫切的需求。
14.(4)本发明应用广泛,具有广阔的市场前景。
附图说明
15.附图1为本发明的整体结构图;附图2为本发明实施例1的剖视图;附图3为本发明实施例1的内部结构图;附图4为本发明新型实施例1的运动传动系统结构图;附图5为本发明新型实施例1的第一执行单元结构图;图中:1-第一清洁棉;2-第一卡盘;3-下壳;4-内壳;5-上壳;6-第一大同步轮;7-第一单向轴承;8-第一卡簧;9-第一法兰轴承;10-第一轴;11-第一圆头螺钉;12-第一同步带;
13-第二圆头螺钉;14-驱动电机;15-联轴器;16-第三圆头螺钉;17-电机座;18-传动轴;19-第四圆头螺钉;20-第二同步带;21-第二卡簧;22-第二法兰轴承;23-第二轴;24-第二单向轴承;25-第二大同步轮;26-第二风道;27-水管;28-第二卡盘;29-第二清洁棉;30-第三卡簧;31-第五圆头螺钉;32-第二软橡胶吸盘;33-第三法兰轴承;34-第一小同步轮;35-第四卡簧;36-第四法兰轴承;37-第二小同步轮;38-第一离心风机;39-第一软橡胶吸盘;40-第一风道;41-第六圆头螺钉;42-第五卡簧;43-第五法兰轴承;44-微型水箱;45-第二离心风机;46-第七圆头螺钉;47-第八圆头螺钉;48-第一沉头螺钉;49-第二沉头螺钉;50-第二微型水泵;51-第三沉头螺钉;52-第二喷头;53-第一微型水泵;54-第四沉头螺钉;55-第一喷头。
具体实施方式
16.实施例1:参照图1~图5,一种智能擦玻璃机器人,包括机壳、结构相同的第一和第二执行单元、运动传动系统、微型水箱44、水管27。
17.机壳包括上壳5、下壳3和内壳4。上壳5和内壳4起防护作用,下壳3起支撑作用。
18.第一执行单元包括第一吸附系统组件、第一清洁轮。第一吸附系统组件包括第一软橡胶吸盘39、第一离心风机38和第一风道40;第一卡盘2固定在下壳3的外部;第一软橡胶吸盘的39为喇叭口形,其小端口固定在第一卡盘2上,其大端口外沿嵌入第一清洁海绵1的内沿,保证了吸附过程密封性可靠。第一风道40固定在下壳3上,其进风口与第一软橡胶吸盘39的小端口相通,其排风口与第一离心风机38的进风口连通。第一离心风机38启动,将第一软橡胶吸盘39中的空气经过第一风道40抽出,再经内壳4上及上壳5上的排风口,排到机壳外部,使第一软橡胶吸盘39的内腔产生负压,吸住玻璃。第一清洁轮由第一微型水泵53、第一喷头55、第一卡盘2和第一清洁海绵1组成,为工作执行部件。第一微型水泵53固定在下壳3上。第一喷头52贯穿下壳3。第一微型水泵53从微型水箱44中抽取清洁液,经水管27从第一喷头52喷出,洒在第一清洁棉1上。第一清洁棉1与玻璃紧密接触并作相对运动来执行清洁任务。
19.微型水箱44安装在下壳3上,位于第二离心风机45侧面,分别连接第一微型水泵53和第二微型水泵50。
20.运动传动系统包括驱动电机14、联轴器15、传动轴18、结构相同的第一至第二运动传动组件;第一运动传动组件包括第一大齿形带轮6、第一小齿形带轮37、第一同步带12、第一轴10。驱动电机14固定在内壳4的电机壳17里,其主轴经联轴器15带动传动轴18转动。第一小齿形带轮37装配在传动轴18上。通过第一同步带12带动第一大齿形带轮6转动。第一大齿形带轮6与第一轴10通过键连接,第一轴10顶端固定在内壳4的顶部,其底端开有螺纹小孔,与第一卡盘2通过圆头螺钉固定连接,第一卡盘2上装配第一清洁棉1。当驱动电机14工作旋转时,通过第一运动传动组件传递运动至第一清洁轮,由第一清洁轮完成最后的运动。驱动电机14与传动轴18同步运动。
21.驱动电机14、第一离心风机38、第二离心风机45、第一微型水泵50、第二微型水泵53均由控制系统自动控制运行。控制系统包括控制器和探测模块。控制器的i/o口分别连接驱动电机14的驱动器、第一离心风机38的驱动器、第二离心风机45的驱动器、第一微型水泵
50的驱动器、第二微型水泵53的驱动器、探测模块的输出端、开关按钮。探测模块实时感知外部环境,电源模块连接到控制器相应的引脚,给整个系统中需要供电的设备提供电源。开关按钮具有启停功能。
22.本实施例中驱动电机14采用步进电机,但不仅限于步进电机。第一同步带12和第二同步带20采用齿形同步带,保证传运的平稳性。
23.实施例2:一种用于实施例1所述智能擦玻璃机器人的控制方法,包括以下具体步骤:步骤1:开关检测:控制器检测开关按钮是否按下,如果是转向步骤2,否则转向步骤1;步骤2:吸附:控制器控制第一离心风机的驱动器、第二离心风机的驱动器,分别启动第一离心风机38和第二离心风机50,将第一软橡胶吸盘39和第二软橡胶吸盘32内的空气分别经过第一风道40和第二风道26排出壳外;第一软橡胶吸盘39和第二软橡胶吸盘32吸附住玻璃;步骤3:泵取清洁液:控制器按照预设的时间间隔控制第一微型水泵的驱动器、第二微型水泵的驱动器分别启停第一微型水泵53和第二微型水泵50;分别从微型水箱中间歇抽取清洁液至第一清洁棉1和第二清洁棉29;步骤4:清洁玻璃:控制器交替控制第一离心风机的驱动器、第二离心风机的驱动器停启第一离心风机38和第二离心风机50;同时控制驱动电机的驱动器启动驱动电机14,由第一至第二运动传动组件驱动第一和第二清洁轮旋转。
24.本实施例还包括避障步骤:控制器检测探测模块是否有障碍信息输出,如果有进行避障路径规划。
25.以上所述的实施例仅为本发明的个别实施例,并不用以限制本发明的保护范围,凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,以及符合本发明的保护主题思路的技术方案,均在本发明要求的保护范围内。