一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人及其工作方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110876578A(43)申请公布日2020.03.13(21)申请号201911324128.2(22)申请日2019.12.20(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人张富晓秦明旺(74)专利代理机构成都天汇致远知识产权代理事务所(普通合伙)51264代理人韩晓银(51)Int.Cl.A47L1/02(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图8页(54)发明名称一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人及其工作方法，包括清洁机构，支架机构、移动机构、吸盘机构、控制系统；支架机构包括导轨，导轨上连接有移动机构，移动机构包括卡槽、移动机构内安装吸盘机构，吸盘机构包括升降机构和吸盘，吸盘连接在升降机构底部，卡槽与导轨连接，移动机构还设有驱动装置与导轨连接；导轨中部设有翻面装置；清洁机构设置于导轨两端；导轨上设有齿条，滑块的驱动装置为齿轮和齿轮电机，齿轮与导轨的齿条啮合；在导轨上设有多个限位件，限位件分别设置于移动机构的两端。本发明能够实现正常行走，跨越障碍，在多个玻璃面之间的翻面等多种功能，且能通过清洁机构的不同形式，高效清洁玻璃面。CN110876578ACN110876578A权利要求书1/3页1.一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人，包括清洁机构，支架机构、移动机构、吸盘机构、控制系统；其特征在于，所述支架机构包括至少一根导轨，导轨上连接有至少2个移动机构，移动机构包括卡槽、移动机构内安装吸盘机构，吸盘机构包括升降机构和吸盘，所述吸盘连接在升降机构底部，所述卡槽与导轨连接，移动机构还设有驱动装置与导轨连接，使移动机构能通过驱动装置和卡槽与导轨发生相对运动；所述导轨中部设有至少一个翻面装置，所述移动装置数量为至少2个，移动装置的数量始终保持比翻面装置多1个；所述清洁机构设置于导轨两端、侧面；所述导轨上设有齿条，所述滑块的驱动装置为齿轮和齿轮电机，齿轮与导轨的齿条啮合；在导轨上设有多个限位件，限位件分别设置于移动机构的两端。2.根据权利要求1所述的一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人，其特征在于，所述翻面装置为为齿轮啮合机构，左导轨上安装传动齿轮，右导轨内设置内齿轮，导轨外侧面设有舵机，通过舵机带动传动齿轮旋转，导轨内齿轮与传动齿轮啮合实现角度的旋转，直到与新墙面接触后，吸盘吸紧墙面同时齿轮啮合将剩下的导轨翘直，然后吸盘上水平转轴旋转，即以一个吸盘为原点转动整个机构，将整个机构旋转到新墙面内，吸盘吸牢开始新一轮的清洁作业。3.根据权利要求2所述的一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人，其特征在于，所述吸盘机构垂直于导轨，所述吸盘机构内设有接触传感器和负压发生器，接触传感器用于感知已经与其他物体表面接触，负压发生器用于测试吸盘机构内的吸力，单个负压发生器的最大吸力大于整套自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人的重量，在吸盘上还设有负压传感器；所述吸盘机构主体为金属喇叭口结构的吸盘，吸盘顶部设有吸盘支撑腿，并与升降机构连接，在吸盘边缘设有一圈密封圈，吸盘密封圈为软质密封圈，其带来的倾斜角不超过5°，保证吸盘轴线与吸附面在不完全为垂直状态下，也能保持吸附；在吸盘支撑腿上设置有水平转轴和水平转轴电机，水平转轴在工作时，水平转轴电机包括转动圈、小齿轮、大齿轮和内齿轮，将扭矩传递给小齿轮，小齿轮带动啮合的大齿轮旋转，大齿轮带动啮合的内齿轮旋转，从而使转动圈转动实现工作角度的调节，当清洁机器人擦至玻璃边缘时以一个吸盘为原点转动一定角度，继续完成清洁工作。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人，其特征在于，所述清洁机构为至少1个，清洁机构包括外壳、喷液部件、擦洗部件、污染物检测装置，所述外壳与所述导轨连接，喷液部件和擦洗部件设置于外壳上，与吸盘方向相同；所述喷液部件为至少1个，每个喷液部件都设有喷射器；所述喷液部件上设有储液器和/或连接到外部液罐的管线；所述污染物检测装置为摄像头，摄像头为可转动摄像头，摄像头连接到控制系统；所述喷液部件的喷头为可翻面机构。5.根据权利要求4所述的一种自动翻面和跨越障碍的玻璃清洁机器人，其特征在于，优选的，所述擦洗部件包括多个平行于外壳底面的轴，轴端设有擦洗电机，轴上设有圆柱形擦除物；所述圆柱形擦除物数量为多个，每个圆柱形擦除物之间为间隔设置，相邻两根轴上的圆柱形擦除物设置为交错结构；优选的，所述擦洗部件包括至少1根轨道，轨道上设有往复运动块，往复运动块上设有块状擦除物；2CN110876578A权利要求书2/3页优选的，所述擦洗部件包括多个平行于外壳底面的轴，轴端设有擦洗电机，轴