專利名稱：壁面清潔機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種清潔機器人，且特別是有關(guān)于一種壁面清潔機器人。
背景技術(shù)：
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(guān)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，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全、高效的壁面清潔機器人， 該機器人具有交錯設(shè)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。本發(fā)明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(shè)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(cè)?？刂蒲b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。本發(fā)明中，所述吸附裝置包括空腔、抽氣風(fēng)扇以及抽氣電機，所述空腔為上窄下寬 的梯形空腔，其側(cè)邊呈流線型，抽氣風(fēng)扇和抽氣電機設(shè)置于空腔的頂部。吸附壁面時，由抽 氣風(fēng)機帶動抽氣風(fēng)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(cè)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。本發(fā)明中，所述吸附裝置的四周設(shè)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。本發(fā)明中，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。本發(fā)明中，所述清潔裝置包括除塵毛刷、吸塵風(fēng)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(fēng)扇的扇葉上。本發(fā)明中，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。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明所提供的壁面清潔機器人結(jié)構(gòu)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(shè)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(yīng)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，本發(fā)明在結(jié)構(gòu)設(shè)計時充分考慮其質(zhì)量分布，采用對稱結(jié)構(gòu)，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，提升了清洗效果。


圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的壁面清潔機器人的結(jié)構(gòu)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)本發(fā)明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。
具體實施例方式為讓本發(fā)明的上述和其它目的、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，本發(fā)明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(jié)構(gòu)，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(cè)各安裝有1個移動裝置11，然而本發(fā)明并不對移 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(shè)置機身10的左 前右后(或右前左后)方，此結(jié)構(gòu)相對于4個電機結(jié)構(gòu)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。本發(fā)明中，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。本發(fā)明中，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(fēng)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(fēng)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(fēng)扇121相結(jié)合，當吸塵 風(fēng)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(fēng)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。本發(fā)明將除塵裝置與吸塵裝置相結(jié)合，清潔效果更加明
Mo如圖1所示，在機身10的兩側(cè)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(fēng)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(fēng)扇131和抽氣電機132形成 抽氣通道。本發(fā)明中的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(cè)邊呈流線型，此設(shè)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(fēng)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(shè)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)本發(fā)明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。本發(fā)明中，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(shù)。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(yīng)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(guān)閉 清潔裝置12以達到節(jié)能目的。結(jié)合圖2、圖4和圖5，本發(fā)明包括多個壓力傳感器141，設(shè)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(yīng)機器人對壁面的吸附力度，并輸出壓 力信號至單片機140，本發(fā)明中，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(yīng)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(yīng)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，本發(fā)明的壁面清潔機器人結(jié)構(gòu)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。本發(fā)明中所述具體實施案例僅為本發(fā)明的較佳實施案例而已，并非用來限定本發(fā) 明的實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本發(fā) 明的技術(shù)范疇。
權(quán)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(shè)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(cè)，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(quán)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(fēng)扇以及抽氣電機，所述空腔為上窄下寬的梯形空腔，其側(cè)邊呈流線型，抽氣風(fēng)扇和抽氣電 機設(shè)置于空腔的頂部。
3.根據(jù)權(quán)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(shè)置有 用于密閉縫隙的軟刷。
4.根據(jù)權(quán)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(quán)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(fēng)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(fēng)扇的扇葉上。
6.根據(jù)權(quán)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。
全文摘要
本發(fā)明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(shè)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(cè)。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。本發(fā)明所提供的壁面清潔機器人結(jié)構(gòu)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(shè)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(yīng)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A47L11/38GK101822513SQ20101015037
公開日2010年9月8日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)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(xué)