專利名稱：壁面清潔機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型有關于一種清潔機器人，且特別是有關于一種壁面清潔機器人。
背景技術：
隨著社會的發(fā)展，城市里的高樓和玻璃建筑越來越多，如何高效安全的清洗自己 的家園和工作環(huán)境越來越受到人們的關注。這些工作一般由專門的擦玻璃工人完成，危險 性高，成本高，也造成了社會人力資源的浪費。目前市場上出現(xiàn)一些能代替人工擦玻璃的清潔機器人，但大多體積龐大，功耗大， 很不靈活，并且造價高不實用，普通人們無法承受，普及率較低。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、安全、高效的壁面清潔機器 人，該機器人具有交錯設置的吸附裝置，可以對存在有較大縫隙的壁面進行清潔工作。本實用新型提出一種壁面清潔機器人，包括機身、移動裝置、清潔裝置以及控制裝 置。其中，移動裝置設置于機身的底部。壁面清潔機器人還包括至少2組吸附裝置，相互交 錯地分布于機身的兩側。控制裝置包括單片機和壓力傳感器。壓力傳感器輸出感測信號至 單片機，單片機輸出控制信號至吸附裝置。本實用新型中，所述吸附裝置包括空腔、抽氣風扇以及抽氣電機，所述空腔為上窄 下寬的梯形空腔，其側邊呈流線型，抽氣風扇和抽氣電機設置于空腔的頂部。吸附壁面時， 由抽氣風機帶動抽氣風扇高速旋轉(zhuǎn)抽吸空氣，在梯形空腔內(nèi)形成一定的真空，利用負壓原 理使得機器人吸附于壁面。進一步的，采用側邊為流線型的梯形空腔，可以使機器人的吸附 裝置具有較好的吸附力。本實用新型中，所述吸附裝置的四周設置有用于密閉縫隙的密封刷，可以使機器 人在不平整的壁面上也能穩(wěn)定吸附并靈活移動。本實用新型中，所述壁面清潔機器人包括2組清潔裝置，分別安裝在機身的前、后 兩端，使得機身經(jīng)過的壁面都能夠經(jīng)過兩次清洗，提升了清洗效果。本實用新型中，所述清潔裝置包括除塵毛刷、吸塵風扇、擋塵板、儲塵室以及濾塵 網(wǎng)，所述除塵毛刷可拆卸地安裝于吸塵風扇的扇葉上。本實用新型中，所述控制裝置還包括角度傳感器和位置傳感器，其輸出端均連接 至單片機，利用該些傳感器輸出感測信號至單片機，由單片機控制機器人自動地在合適的 范圍內(nèi)移動。本實用新型的有益效果是，本實用新型所提供的壁面清潔機器人結構簡單，大部 分器件都無需特殊加工，可以對垂直的壁面進行清潔；機身下方交錯設置的吸附裝置使機 身能平穩(wěn)越過有較大縫隙的壁面；壓力傳感器感應壓力信號，由單片機控制機器人對壁面 的吸附力度，進而使機器人能穩(wěn)定的吸附在壁面上。而且，本實用新型在結構設計時充分考慮其質(zhì)量分布，采用對稱結構，使機器人能靈活移動；自動控制清洗壁面時，使用位置傳感器和角度傳感器來對機器人的位置和姿態(tài) 進行感知，進而對機器人進行精確控制；機身的前、后端均安裝有清潔裝置，提升了清洗效

圖1所示為根據(jù)本實用新型的壁面清潔機器人的結構示意圖。圖2所示為圖1中沿A-A向的剖視圖。圖3所示為根據(jù)本實用新型的壁面清潔機器人的控制裝置的功能方塊圖。圖4所示為圖3中的單片機的電路原理圖。圖5所示為圖3中的壓力傳感器的電路原理圖。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實 施例，并配合附圖，作詳細說明如下。參照圖1和圖2，本實用新型所提供的壁面清潔機器人，包括機身10、移動裝置11、 清潔裝置12、吸附裝置13以及控制裝置14。在實際工作中，可根據(jù)需要在機身10上加入 纜繩，以提高其安全性能。如圖1所示，機身10為長方形或其他對稱平面結構，由硬質(zhì)并且輕的材料制成。移 動裝置11包括直流電機110、減速箱111以及輪子112，其中，輪子112外層為膠質(zhì)材料，可 以使機器人更好的在壁面上實現(xiàn)靜止和移動。而且確保機身10與壁面之間的摩擦系數(shù)遠 小于輪子112與壁面之間的摩擦系數(shù)。本實施例中，機身10底部的兩側各安裝有1個移動裝置11，然而本實用新型并不 對移動裝置的數(shù)量做出限制。具體來說，2個直流電機110和減速箱111分別設置機身10 的左前右后(或右前左后)方，此結構相對于4個電機結構來說，既減輕了機器人整體重量 又使電機的執(zhí)行效率更高，易于控制。本實用新型中，在機身10的前、后端各安裝有1個清潔裝置12，使得機身10經(jīng)過 的壁面都能夠經(jīng)過兩次清洗，提升了清洗效果。本實用新型中，兩端清洗裝置可根據(jù)不同待 清洗壁面選用不同清洗材料。如圖2所示，清潔裝置12包括除塵毛刷120、吸塵風扇121、 擋塵板122、儲塵室123以及濾塵網(wǎng)124，其中，除塵毛刷120可拆卸地安裝于吸塵風扇121 的扇葉上，方便安裝及更換。而且，用于擦除灰塵的除塵毛刷120與用于吸灰塵的吸塵風扇121相結合，當吸塵 風扇121轉(zhuǎn)動時帶動除塵毛刷120，擦除壁面上附著的灰塵。脫落的灰塵由吸塵風扇121吸 走，進入擋塵板122和儲塵室123內(nèi)，再經(jīng)過濾塵網(wǎng)124將灰塵擋在儲塵室123內(nèi)，干凈的 空氣再經(jīng)過濾塵網(wǎng)124排到外界。本實用新型將除塵裝置與吸塵裝置相結合，清潔效果更 加明顯。如圖1所示，在機身10的兩側各安裝有2個吸附裝置13，并且4個吸附裝置13相 互交錯分布，這樣使得機身10能平穩(wěn)越過存在有較大縫隙的壁面或玻璃面。如圖2所示，吸附裝置13包括空腔130、抽氣風扇131以及抽氣電機132。其中， 空腔130開于機身10的下方，與安裝于機身10上方的抽氣風扇131和抽氣電機132形成抽氣通道。本實用新型中的4個吸附裝置13的空腔130互不相通。進一步的，空腔130為 上窄下寬的梯形空腔，其側邊呈流線型，此設計能提高吸附裝置13的吸附力。吸附裝置13工作時，由抽氣電機132帶動抽氣風扇131的葉片旋轉(zhuǎn)，抽出空腔130 內(nèi)的空氣，使抽氣通道內(nèi)的氣壓低于外界大氣壓，實現(xiàn)負壓吸附。為了使該機器人在不平整 的壁面上也能穩(wěn)定吸附并靈活移動，機身10下方的吸附裝置13的四周設置有用于密閉縫 隙的軟刷133。上述各裝置在機身10上呈對稱式分布，整體的重心能夠盡可能地靠近機身10的 幾何重心，使得該機器人運行平穩(wěn)，且可以雙向移動，減少轉(zhuǎn)彎的耗時。圖3所示為根據(jù)本實用新型的壁面清潔機器人的控制裝置的功能方塊圖，如圖所 示，控制裝置14包括單片機140、壓力傳感器141、角度傳感器142以及位置傳感器143。其 中，壓力傳感器141、角度傳感器142和位置傳感器143均輸出感測信號至單片機140，由單 片機140控制移動裝置11、清潔裝置12和吸附裝置13運動。本實用新型中，壁面清潔機器人可以采用紅外或者無線的遙控方式，均可采用現(xiàn) 有技術。例如，手持遙控器上安裝有信號發(fā)射源，單片機上安裝有對應的接收模塊。如圖4所示，位置傳感器143可以選用霍爾元件。當機器人進行自動清洗時，首先 由人按下遙控按鈕控制機器人開始運動，當機器人走到待清洗壁面的另一邊時再由人按下 遙控按鈕。機器人的位置傳感器143將記錄兩次按遙控按鈕時走過的位移，使得接下來清 洗壁面時機器人都會走相同的距離。每次走到終點時，機器人將在角度傳感器142控制下 自動旋轉(zhuǎn)90度，并向上(或向下)前進合適的距離，這樣機器人將在方形的壁面上走“弓” 字形路線，進而保證能走過大部分方形壁面。當然，人們也可以遙控機器人進行上下左右運 動和靜止，以確保壁面每一個地方都能清洗干凈。也可以在不需清洗的時控制機器人關閉 清潔裝置12以達到節(jié)能目的。結合圖2、圖4和圖5，本實用新型包括多個壓力傳感器141，設置于機身10的底 部，具體可以選用硅壓力傳感器。壓力傳感器141用以感應機器人對壁面的吸附力度，并輸 出壓力信號至單片機140，本實用新型中，單片機的型號為89C51。由單片機140控制機器 人對壁面的吸附力度，進而使機器人穩(wěn)定的吸附在壁面上。具體來說，當壓力傳感器141感應到吸附力過小時，單片機140將控制吸附裝置13 中的抽氣電機132加速旋轉(zhuǎn)，進而加大吸附力度；當壓力傳感器141感應到吸附力過大時， 單片機140將控制抽氣電機132放緩旋轉(zhuǎn)，進而減小吸附力度，使機器人更穩(wěn)定的吸附在壁 面上。使得機器人根據(jù)不同的工作狀態(tài)產(chǎn)生不同檔次的吸附力，以達到節(jié)能目的。綜上所述，本實用新型的壁面清潔機器人結構簡單，易于控制，功能全面，成本低 廉，可用于玻璃面、墻面等壁面的清潔工作，能滿足大眾的需求。本實用新型中所述具體實施案例僅為本實用新型的較佳實施案例而已，并非用來 限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修 飾，都應作為本實用新型的技術范疇。
權利要求一種壁面清潔機器人，包括機身、移動裝置、清潔裝置以及控制裝置，所述移動裝置設置于機身的底部，其特征在于，還包括至少2組吸附裝置，相互交錯地分布于機身的兩側，控制裝置包括單片機和壓力傳感器，壓力傳感器輸出感測信號至單片機，單片機輸出控制信號至吸附裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的壁面清潔機器人，其特征在于，所述吸附裝置包括空腔、抽氣 風扇以及抽氣電機，所述空腔為上窄下寬的梯形空腔，其側邊呈流線型，抽氣風扇和抽氣電 機設置于空腔的頂部。
3.根據(jù)權利要求1所述的壁面清潔機器人，其特征在于，所述吸附裝置的四周設置有 用于密閉縫隙的軟刷。
4.根據(jù)權利要求1所述的壁面清潔機器人，其特征在于，所述壁面清潔機器人包括2組 清潔裝置，分別安裝在機身的前、后兩端。
5.根據(jù)權利要求4所述的壁面清潔機器人，其特征在于，所述清潔裝置包括除塵毛刷、 吸塵風扇、擋塵板、儲塵室以及濾塵網(wǎng)，所述除塵毛刷可拆卸地安裝于吸塵風扇的扇葉上。
6.根據(jù)權利要求1所述的壁面清潔機器人，其特征在于，所述控制裝置還包括角度傳 感器和位置傳感器，其輸出端均連接至單片機。
專利摘要本實用新型提出一種壁面清潔機器人，包括機身、移動裝置、清潔裝置以及控制裝置。其中，移動裝置設置于機身的底部。壁面清潔機器人還包括至少2組吸附裝置，相互交錯地分布于機身的兩側。控制裝置包括單片機和壓力傳感器。壓力傳感器輸出感測信號至單片機，單片機輸出控制信號至吸附裝置。本實用新型所提供的壁面清潔機器人結構簡單，大部分器件都無需特殊加工，可以對垂直的壁面進行清潔；機身下方交錯設置的吸附裝置使機身能平穩(wěn)越過有較大縫隙的壁面；壓力傳感器感應壓力信號，由單片機控制機器人對壁面的吸附力度，進而使機器人能穩(wěn)定的吸附在壁面上。
文檔編號A47L11/38GK201641889SQ20102016336
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權日2010年4月16日
發(fā)明者羅越, 鄭雪瑩, 郝小蕾 申請人:東南大學