本發(fā)明涉及玻璃清潔機(jī)器人，具體為一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人及方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有公告號為cn112890654a的中國專利文件公開了可跨越障礙的智能擦窗機(jī)器人，其提出了過去擦窗為人工擦窗，窗戶的室內(nèi)側(cè)可以通過人工擦除干凈，但是隨著高層建筑的越來越多，高層建筑的玻璃幕墻或者普通的窗戶，其外側(cè)的玻璃只能依靠懸掛在室外的清潔工擦除，這種擦除方式危險(xiǎn)性極大，且一般擦除時(shí)間間隔較長，并不能保證玻璃窗戶的一直干凈清潔；現(xiàn)有的窗戶清洗機(jī)器人雖然可以通過其自動(dòng)吸附于窗戶的玻璃表面進(jìn)行清洗，但是由于窗戶的玻璃之間設(shè)置有窗框，現(xiàn)有的窗戶清洗機(jī)器人并不能越過窗框進(jìn)行窗戶的玻璃清洗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人及方法，此機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)對玻璃窗戶的清理清潔，無需人工手工擦除清潔；能夠?qū)崿F(xiàn)對窗戶障礙物的跨越，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)窗戶的擦除清潔，提高了清潔效率和質(zhì)量，并保證了清潔過程的安全性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，包括罩殼，罩殼的兩側(cè)安裝有用于提供推進(jìn)動(dòng)力的推進(jìn)結(jié)構(gòu)；罩殼底面固定安裝板，底板四周安裝有用于對窗戶進(jìn)行清洗的清洗結(jié)構(gòu)；罩殼與底板的內(nèi)部形成空腔，空腔內(nèi)部分布安裝有用于對窗戶進(jìn)行輔助清洗的輔助清洗結(jié)構(gòu)以及用于吸附在窗戶上的吸附結(jié)構(gòu)；還包括輔助裝置以及控制系統(tǒng)。

3、所述罩殼頂面設(shè)有握把，罩殼兩側(cè)設(shè)有出風(fēng)口，所述推進(jìn)結(jié)構(gòu)安裝在出風(fēng)口所在位置。

4、所述推進(jìn)結(jié)構(gòu)包括橫向推進(jìn)結(jié)構(gòu)和縱向推進(jìn)結(jié)構(gòu)，所述橫向推進(jìn)結(jié)構(gòu)呈對稱布置安裝在罩殼的兩側(cè)，每組橫向推進(jìn)結(jié)構(gòu)分別包括第一伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)固定在支撐板的頂端，支撐板通過雙頭螺柱與罩殼固定連接，第一伺服電機(jī)的輸出軸安裝有第一螺旋槳葉片，所述第一螺旋槳葉片和第一伺服電機(jī)的外部設(shè)置有防護(hù)欄。

5、所述縱向推進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)置在罩殼的底端，縱向推進(jìn)結(jié)構(gòu)包括第一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，第一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)固定在罩殼的底端，第一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的輸出軸也安裝第一螺旋槳葉片。

6、所述吸附結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在底板中心部位的調(diào)節(jié)圈，調(diào)節(jié)圈與玻璃的外表面直接相接觸配合并構(gòu)成密閉空間，調(diào)節(jié)圈的內(nèi)部通過骨架固定安裝有第二伺服電機(jī)，第二伺服電機(jī)的輸出軸安裝有第二螺旋槳葉片，并通過第二伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二螺旋槳葉片快速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而在玻璃表面產(chǎn)生負(fù)壓吸附力實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)器人在窗戶上的吸附。

7、所述清洗結(jié)構(gòu)包括固定板，固定板的外側(cè)邊緣設(shè)置有連接腳，連接腳通過螺釘與底板固定相連，固定板上固定安裝有伸縮控制桿，伸縮控制桿的一端固定設(shè)置有第二旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，第二旋轉(zhuǎn)馬達(dá)輸出軸的端部固定設(shè)置有連接體，連接體的底側(cè)設(shè)置有連接插槽，連接插槽的一側(cè)設(shè)置有貫穿槽，連接插槽與連接插塊相適配插接，連接插塊的一側(cè)設(shè)置有定位卡槽，貫穿槽和定位卡槽通過緊固插塊插裝配合，緊固插塊的一端設(shè)置有拉塊，拉塊上設(shè)置有防滑紋，連接插塊固定安裝在承載柱體的一端，承載柱體的外側(cè)壁等距固定安裝有清潔軟條，清潔軟條上設(shè)有清潔棉球。

8、所述輔助清洗結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)水管，導(dǎo)水管通過定位箍固定在底板上，導(dǎo)水管的一端與噴頭連接，另一端穿過罩殼上設(shè)置的通孔，與外部水管連接。

9、所述輔助裝置包括安全裝置、供電裝置和供水裝置；所述安全裝置為清洗機(jī)器人的運(yùn)行提供安全措施，安全裝置采用安全繩連接清洗機(jī)器人本體，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到清洗機(jī)器人處于失衡狀態(tài)時(shí)，安全裝置會及時(shí)將安全繩線盤鎖定；

10、所述供電裝置提供電源，通過電源適配器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電為清洗機(jī)器人供電；

11、所述供水裝置由外部吸水泵為輔助清洗結(jié)構(gòu)供水。

12、所述控制系統(tǒng)分別與推進(jìn)結(jié)構(gòu)、清洗結(jié)構(gòu)、輔助清洗結(jié)構(gòu)、吸附結(jié)構(gòu)以及輔助裝置電連接；當(dāng)清洗機(jī)器人進(jìn)行清潔作業(yè)時(shí)，控制系統(tǒng)“一鍵啟動(dòng)”，供電裝置供電，清洗機(jī)器人開始工作；

13、控制系統(tǒng)由激光導(dǎo)航組件連接控制器組成，激光導(dǎo)航組件用于獲取環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送至控制器內(nèi)，以使清洗機(jī)器人根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)規(guī)劃行走路線，并控制清洗機(jī)器人推進(jìn)結(jié)構(gòu)、清洗結(jié)構(gòu)、輔助清洗結(jié)構(gòu)、吸附結(jié)構(gòu)以及輔助裝置的工作狀態(tài)。

14、一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人進(jìn)行窗戶清洗的方法，包括以下步驟：

15、s1：檢查清洗機(jī)器人是否存在安全隱患，若存在安全隱患，則不允許使用該清洗機(jī)器人；

16、s2：在確認(rèn)無安全隱患后，手持罩殼，將清洗機(jī)器人豎直放置，使底板貼緊待清洗玻璃；

17、s3：通過向機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令，清洗機(jī)器人的吸附結(jié)構(gòu)和推進(jìn)結(jié)構(gòu)開始工作；

18、s4：待清洗機(jī)器人穩(wěn)定吸附在玻璃上后，松開手，清洗機(jī)器人的清洗結(jié)構(gòu)和輔助清洗結(jié)構(gòu)開始工作，清洗機(jī)器人正式開始按照控制系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計(jì)好的清洗方按清洗玻璃。

19、s5：清洗工作完成后，機(jī)器人回到起點(diǎn)位置，清洗機(jī)器人的清洗結(jié)構(gòu)和輔助清洗結(jié)構(gòu)停止工作，由人員將清洗機(jī)器人從窗戶上取下后，清洗機(jī)器人的推進(jìn)結(jié)構(gòu)和吸附結(jié)構(gòu)停止工作，清洗機(jī)器人進(jìn)入待命狀態(tài)。

20、本發(fā)明有如下有益效果：

21、1、通過調(diào)節(jié)圈內(nèi)部的骨架和伺服電機(jī)連接螺旋槳葉片，機(jī)器人能夠在玻璃表面產(chǎn)生負(fù)壓吸附力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固吸附。這種吸附機(jī)制使機(jī)器人能在垂直或傾斜的玻璃面上穩(wěn)定工作，顯著提高了清潔效率和安全性。

22、2、推進(jìn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠有效的解決現(xiàn)有窗戶清理機(jī)器人無法越過障礙物的問題，顯著擴(kuò)大了該機(jī)器人的應(yīng)用范圍，使其能夠應(yīng)用于多種場景。

23、3、清洗結(jié)構(gòu)與輔助清洗結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作提高了清潔質(zhì)量，有效提高了清潔效果。

24、4、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)便于拆卸，方便定期清除外殼內(nèi)的雜物，降低了維護(hù)難度和成本。

25、5、螺旋推進(jìn)式的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性與靈活性，使機(jī)器人在清潔作業(yè)中具有較高的靈活度。

技術(shù)特征：

1.一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，包括罩殼（100），罩殼（100）的兩側(cè)安裝有用于提供推進(jìn)動(dòng)力的推進(jìn)結(jié)構(gòu)（300）；罩殼（100）底面固定安裝板（200），底板（200）四周安裝有用于對窗戶進(jìn)行清洗的清洗結(jié)構(gòu)（400）；罩殼（100）與底板（200）的內(nèi)部形成空腔，空腔內(nèi)部分布安裝有用于對窗戶進(jìn)行輔助清洗的輔助清洗結(jié)構(gòu)（600）以及用于吸附在窗戶上的吸附結(jié)構(gòu)（500）；還包括輔助裝置以及控制系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述罩殼（100）頂面設(shè)有握把（101），罩殼（100）兩側(cè)設(shè)有出風(fēng)口，所述推進(jìn)結(jié)構(gòu)（300）安裝在出風(fēng)口所在位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述推進(jìn)結(jié)構(gòu)（300）包括橫向推進(jìn)結(jié)構(gòu)（301）和縱向推進(jìn)結(jié)構(gòu)（302），所述橫向推進(jìn)結(jié)構(gòu)（301）呈對稱布置安裝在罩殼（100）的兩側(cè)，每組橫向推進(jìn)結(jié)構(gòu)（301）分別包括第一伺服電機(jī)（303），第一伺服電機(jī)（303）固定在支撐板（305）的頂端，支撐板（305）通過雙頭螺柱（306）與罩殼（100）固定連接，第一伺服電機(jī)（303）的輸出軸安裝有第一螺旋槳葉片（304），所述第一螺旋槳葉片（304）和第一伺服電機(jī)（303）的外部設(shè)置有防護(hù)欄（307）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述縱向推進(jìn)結(jié)構(gòu)（302）設(shè)置在罩殼（100）的底端，縱向推進(jìn)結(jié)構(gòu)（302）包括第一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)（308），第一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)（308）固定在罩殼（100）的底端，第一旋轉(zhuǎn)馬達(dá)（308）的輸出軸也安裝第一螺旋槳葉片（304）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述吸附結(jié)構(gòu)（500）包括設(shè)置在底板（200）中心部位的調(diào)節(jié)圈（501），調(diào)節(jié)圈（501）與玻璃的外表面直接相接觸配合并構(gòu)成密閉空間，調(diào)節(jié)圈（501）的內(nèi)部通過骨架固定安裝有第二伺服電機(jī)（502），第二伺服電機(jī)（502）的輸出軸安裝有第二螺旋槳葉片（503），并通過第二伺服電機(jī)（502）驅(qū)動(dòng)第二螺旋槳葉片（503）快速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而在玻璃表面產(chǎn)生負(fù)壓吸附力實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)器人在窗戶上的吸附。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述清洗結(jié)構(gòu)（400）包括固定板（401），固定板（401）的外側(cè)邊緣設(shè)置有連接腳（402），連接腳（402）通過螺釘（414）與底板（200）固定相連，固定板（401）上固定安裝有伸縮控制桿（403），伸縮控制桿（403）的一端固定設(shè)置有第二旋轉(zhuǎn)馬達(dá)（404），第二旋轉(zhuǎn)馬達(dá)（404）輸出軸的端部固定設(shè)置有連接體（405），連接體（405）的底側(cè)設(shè)置有連接插槽（406），連接插槽（406）的一側(cè)設(shè)置有貫穿槽（407），連接插槽（406）與連接插塊（408）相適配插接，連接插塊（408）的一側(cè)設(shè)置有定位卡槽（411），貫穿槽（407）和定位卡槽（411）通過緊固插塊（409）插裝配合，緊固插塊（409）的一端設(shè)置有拉塊（410），拉塊（410）上設(shè)置有防滑紋，連接插塊（408）固定安裝在承載柱體（412）的一端，承載柱體（412）的外側(cè)壁等距固定安裝有清潔軟條（413），清潔軟條（413）上設(shè)有清潔棉球（415）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述輔助清洗結(jié)構(gòu)（600）包括導(dǎo)水管（601），導(dǎo)水管（601）通過定位箍（602）固定在底板（200）上，導(dǎo)水管（601）的一端與噴頭（603）連接，另一端穿過罩殼（100）上設(shè)置的通孔，與外部水管連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述輔助裝置包括安全裝置、供電裝置和供水裝置；所述安全裝置為清洗機(jī)器人的運(yùn)行提供安全措施，安全裝置采用安全繩連接清洗機(jī)器人本體，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到清洗機(jī)器人處于失衡狀態(tài)時(shí)，安全裝置會及時(shí)將安全繩線盤鎖定；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人，其特征在于，所述控制系統(tǒng)分別與推進(jìn)結(jié)構(gòu)（300）、清洗結(jié)構(gòu)（400）、輔助清洗結(jié)構(gòu)（600）、吸附結(jié)構(gòu)（500）以及輔助裝置電連接；當(dāng)清洗機(jī)器人進(jìn)行清潔作業(yè)時(shí)，控制系統(tǒng)“一鍵啟動(dòng)”，供電裝置供電，清洗機(jī)器人開始工作；

10.采用權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人進(jìn)行窗戶清洗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于負(fù)壓吸附技術(shù)的窗戶清洗機(jī)器人及方法，包括罩殼，罩殼的兩側(cè)安裝有用于提供推進(jìn)動(dòng)力的推進(jìn)結(jié)構(gòu)；罩殼底面固定安裝板，底板四周安裝有用于對窗戶進(jìn)行清洗的清洗結(jié)構(gòu)；罩殼與底板的內(nèi)部形成空腔，空腔內(nèi)部分布安裝有用于對窗戶進(jìn)行輔助清洗的輔助清洗結(jié)構(gòu)以及用于吸附在窗戶上的吸附結(jié)構(gòu)；還包括輔助裝置以及控制系統(tǒng)。此機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)對玻璃窗戶的清理清潔，無需人工手工擦除清潔；能夠?qū)崿F(xiàn)對窗戶障礙物的跨越，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)窗戶的擦除清潔，提高了清潔效率和質(zhì)量，并保證了清潔過程的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：劉浩東,譚金鈴,夏慧星,胡勇帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24