[发明专利]一种多功能玻璃清洁机器人及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种多功能玻璃清洁机器人及控制方法。

背景技术

清洁类机器人是国内外现有服务类机器人的主要应用领域，在高楼林立的今天，对玻璃清洗的需求，促进了该类机器人技术的快速发展和产品的更新换代。而对于室内玻璃的安全高效地清洁问题也日益为人们所关注。这样多功能玻璃清洁机器人就应运而生。

传统的玻璃清洁机器人基本上实现了自动和半自动控制方式，但其在各个方面仍然存在很多缺陷。如初期研究出来的产品大多有体型庞大、结构复杂、操作繁琐、稳定性差、安全系数低等缺点。如专利申请号为：CN201110436290.0、公开号为： CN102556196A、公开日为：2012-07-11所述的“一种磁吸附式爬壁机器人”利用双面磁力吸附方式，受工作空间和玻璃厚度的影响大，安全系数相对降低；专利申请号为： CN201120241153.7、公开号为： CN202156471U、公开日为： 2012-03-07所述的“吸盘式气动爬壁机器人”，其操作繁琐，且协调性、稳定性差。专利号为：200810064947.3、授权公告号为CN 101317744 B、授权公告日为2010年06月09日所述的“基于正负压原理的壁面清洗机器人”，它的污水收集装置带来了机械负重过大、安全性不高问题，而且存在死角问题使清洗效率不高。因此，如何克服这些缺点，开发稳定性好，安全系数高而轻巧、便捷、高效的玻璃清洗机器人，成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种结构简单、吸附效果好、操作简便的多功能玻璃清洁机器人及控制方法。

本发明第一方面提供一种多功能玻璃清洁机器人，包括箱体、吸附系统、行走转向系统、供水系统、清洗系统及自动控制系统，所述吸附系统及所述供水系统装设于所述箱体内，所述行走转向系统及清洗系统装设于所述箱体的下部；其中：

所述吸附系统包括三相电机、气压腔、涵道及扇叶，所述涵道安装于所述箱体的上端面，所述三相电机安装于所述涵道的中心，所述扇叶固定于所述三相电机的转子上，所述气压腔安装于所述箱体的底部且与所述涵道的下端口相连；

所述行走转向系统包括四套分别安装于所述箱体外沿的轮式结构，每一所述轮式结构均包括直流电机、减速器、车轮及固定板，所述直流电机固定于所述箱体的边缘，所述减速器安装于所述箱体的右侧，且所述直流电机的输出轴连接于所述减速器，所述减速器的输出轴连接于车轮；

所述供水系统包括连接于所述减速器输出轴的曲柄凸轮机构及依序连接的导气管、水箱及供水导管，所述曲柄凸轮机构通过第一活塞与所述导气管的输入端连接，所述导气管的输出端与所述水箱的输入端连接，所述水箱的输出端通过第二活塞与所述供水导管的输入端连接，所述供水导管的输出端用于向所述清洗系统供水；

所述清洗系统包括清洗电机、锥齿轮、玻璃刷、玻璃刮及玻璃布，所述清洗电机安装于所述箱体上表面的前端，所述玻璃刷安装于所述箱体外部的两个

上角上，所述玻璃布固定于所述箱体下表面的前端且分布于所述玻璃刷的四周，所述玻璃刮固定与所述箱体的尾部，其中，所述清洗电机的输出轴连接所述锥齿轮，所述锥齿轮通过轴与所述玻璃刷连接；

所述自动控制系统包括中央控制器、红外线遥感器及报警装置，所述中央控制器用于控制所述行走转向系统，且所述中央控制器由充电电池进行供电，所述报警装置预设有报警阈值，当电量低于所述报警阈值时报警。

进一步地，所述导气管的输入端与所述第一活塞之间设有两个单向导通阀门。

优选地，所述供水导管的输出端连接有雾化器，用于向待清洗部位提供水雾。

优选地，还包括设于所述机器人本体上的安全绳。

本发明第二方面提供一种多功能玻璃清洁机器人的控制方法，以上述机器人为控制基体，具体包括如下步骤：

所述吸附系统通过三相电机的转动提供动力，使扇叶高速旋转，进而将气压腔中的气体不断排出，从而产生气压差，该气压差在玻璃表面所产生的压力与静摩擦系数结合形成静摩擦力与机器人的载重平衡，扇叶的高速旋转与正负气压差有机结合共同作用于机器人本体上，使得机器人本体吸附于玻璃上；

当机器人行走时，中央控制器通过二极管的单向导通作用控制直流电机的转向，从而控制机器人本体的行走方向；

所述供水系统中，由减速器带动曲柄凸轮机构运动产生气压，通过单向导通阀门控制水箱中的水间断性的经供水导管向玻璃布供水，且通过雾化器向清洗部位提供水雾；