自移動吸附機器人的制作方法
【專利摘要】一種自移動吸附機器人，該機器人包括機體，機體上設有控制單元和驅(qū)動單元；控制單元與驅(qū)動單元相連；該機器人還包括可旋轉(zhuǎn)設置在機體底部兩端的一對吸附轉(zhuǎn)盤，所述一對吸附轉(zhuǎn)盤交替成為機體的旋轉(zhuǎn)中心，以實現(xiàn)機器人在工作表面的扭動行走，所述機體上還設有距離可調(diào)組件，使得一對吸附轉(zhuǎn)盤間的中心距可調(diào)，實現(xiàn)吸附轉(zhuǎn)盤在遇到障礙物時可自動收縮，越過障礙物。
【專利說明】自移動吸附機器人
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種自移動吸附機器人，屬于家用小電器制造【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的擦玻璃機器人通常是通過被相互吸附的磁鐵壓緊的抹布擦拭清潔玻璃的正反兩個平面，起到清潔玻璃的效果。目前市面上擦玻璃機器人大部分通過主動機、從動機相互吸附，使機器在玻璃兩側(cè)夾緊，并利用夾在機器和玻璃中間的抹布清潔玻璃表面。這種設計雖然能夠同時清潔玻璃的正反兩個平面，但是對磁鐵的要求比較高，并且對機器的工作環(huán)境有限制，如果玻璃一邊有障礙物，主動機和從動機就很容易錯位導致跌落。而且這種結(jié)構(gòu)對玻璃的厚度也有一定的要求，當玻璃的厚度超過一定范圍時，該機器就無法使用了。同時，使用機器時，需要雙手操作，同時將主動機和從動機放置在玻璃的正反兩側(cè)，使用起來不太方便，特別是在高空環(huán)境下作業(yè)，人為雙手操作，不方便也更不安全。
[0003]為提高擦玻璃機器人的環(huán)境適應性，現(xiàn)有技術(shù)CN202665434U公開了一種擦玻璃機器人，其可在單機狀態(tài)吸附在玻璃表面上作業(yè)，對工作環(huán)境要求更低，能夠在任何厚度的玻璃上進行清潔作業(yè)，但其具有以下缺點:首先，吸附轉(zhuǎn)盤呈圓形，無法擦拭到邊角；其次，兩個吸盤的距離固定，一吸附轉(zhuǎn)盤以另一吸附轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)中心為中心轉(zhuǎn)動，當吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界接觸后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界發(fā)生擠壓甚至導致機器卡住，因此造成機器故障或損壞。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)CN202665433U同樣公開了一種擦玻璃機器人，其在CN202665434U的基礎上進行改進，機體和吸附轉(zhuǎn)盤之間設置了可旋轉(zhuǎn)的邊角除塵單元，克服了 CN202665434U中吸附轉(zhuǎn)盤呈圓形，無法擦拭到邊角的技術(shù)缺陷，但是，兩個吸盤的距離同樣固定，一吸附轉(zhuǎn)盤以另一吸附轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)中心為中心轉(zhuǎn)動，當吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界接觸后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界發(fā)生擠壓甚至導致機器卡住，同樣容易造成機器故障或損壞。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自移動吸附機器人，該自移動吸附機器人的兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距可根據(jù)實際工作環(huán)境相應調(diào)整，在遇到障礙物或行走到作業(yè)區(qū)域邊界附近時可自動收縮越過，提高了壁面行走機構(gòu)的環(huán)境適應性，減小了其被迫停止行走或卡住損壞的概率。
[0006]本實用新型的所要解決的技術(shù)問題是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種自移動吸附機器人，該機器人包括機體，機體上設有控制單元和驅(qū)動單元；控制單元與驅(qū)動單元相連；該機器人還包括可旋轉(zhuǎn)設置在機體底部兩端的一對吸附轉(zhuǎn)盤，所述一對吸附轉(zhuǎn)盤交替成為機體的旋轉(zhuǎn)中心，以實現(xiàn)機器人在工作表面的扭動行走，所述機體上還設有距離可調(diào)組件，使得一對吸附轉(zhuǎn)盤間的中心距可調(diào)。
[0008]所述距離可調(diào)組件包含對應設置機體一側(cè)的凸柱和一彈性元件，所述吸附轉(zhuǎn)盤套設于所述凸柱，使得所述吸附轉(zhuǎn)盤能夠沿著所述凸柱延伸方向的導軌滑動，所述彈性元件位于所述吸附轉(zhuǎn)盤與所述機體之間。所述彈性元件套設于凸柱的外圍。所述吸附轉(zhuǎn)盤包含位于其頂部的吸盤支架，所述吸盤支架設有通孔，所述通孔套設于所述凸柱。所述距離可調(diào)組件的數(shù)目為兩個，所述一對吸附轉(zhuǎn)盤分別通過所述吸盤支架連接于機體的兩側(cè)。所述機體上還設有限位傳感單元，所述控制單元依據(jù)傳感單元的信號控制機體動作。所述限位傳感單元為行程開關(guān)、霍爾傳感器或紅外傳感器。
[0009]作為另一選擇，距離可調(diào)組件包含絲桿螺母副，所述螺母與所述吸附轉(zhuǎn)盤一體設置，所述螺母帶動吸附轉(zhuǎn)盤沿絲桿方向移動。所述機體還設有障礙傳感單元，所述控制單元依據(jù)障礙傳感單元的信號控制距離可調(diào)組件動作。
[0010]綜上所述，本實用新型提供一種自移動吸附機器人，該自移動吸附機器人的兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距可根據(jù)實際工作環(huán)境相應調(diào)整，在遇到障礙物或行走到作業(yè)區(qū)域邊界附近時可自動收縮越過，提高了壁面行走機構(gòu)的環(huán)境適應性，減小了其被迫停止行走或卡住損壞的概率。
[0011]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行詳細地說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型機器人的主示圖；
[0013]圖2為本實用新型機器人的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為本實用新型機器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4-圖6為本實用新型機器人的工作原理及狀態(tài)示意圖；
[0016]圖7為本實用新型實施例二中距離可調(diào)組件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖8-圖10為本實用新型實施例二中機器人的工作原理及狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖，對本實用新型進一步詳細說明。圖1為本實用新型機器人的主示圖；圖2為本實用新型機器人的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型機器人的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-圖6為本實用新型機器人的工作狀態(tài)示意圖。本實用新型提供一種機器人，該機器人包括機體，機體上設有控制單元和驅(qū)動單元，還包括可旋轉(zhuǎn)設置在機體底部兩端的一對吸附轉(zhuǎn)盤。每一個吸附轉(zhuǎn)盤都是由支架和吸盤I組成的。實際上，吸附轉(zhuǎn)盤應當至少包含吸盤，較簡單的，吸附轉(zhuǎn)盤本身也可以僅由吸盤構(gòu)成，通過其旋轉(zhuǎn)中心軸與機體相連接，但對吸盤的材質(zhì)要求較高。機體通過吸附轉(zhuǎn)盤中的吸盤吸附在玻璃表面，吸盤I通過抽氣管與真空源2相連。如圖2所示，真空源2與吸盤I相連，當真空源開始工作時，真空源在吸盤內(nèi)產(chǎn)生負壓，吸盤產(chǎn)生吸力，將擦玻璃機器人吸附在玻璃上。控制單元與驅(qū)動單元相連，將控制指令傳遞給驅(qū)動單元。吸盤I分別設置在吸附轉(zhuǎn)盤的底部，控制單元通過驅(qū)動單元分別與兩個吸附轉(zhuǎn)盤相連，控制單元分別控制動力在一對吸附轉(zhuǎn)盤上輸出的大小和方向，或者控制抽吸力于兩個吸附轉(zhuǎn)盤形成不同的真空度，或者控制動力在一對吸附轉(zhuǎn)盤上輸出的大小和方向并結(jié)合控制抽吸力于兩個吸附轉(zhuǎn)盤形成不同的真空度，從而驅(qū)動一對吸附轉(zhuǎn)盤輪流以垂直于玻璃表面的豎直軸為中心旋轉(zhuǎn)或靜止，使兩者交替成為高速端和低速端、或者是高速端和靜止端，形成轉(zhuǎn)速差，實現(xiàn)擦玻璃機器人的行走。該機器人所述機體還設有距離可調(diào)組件，使得一對吸附轉(zhuǎn)盤間的中心距可調(diào)。
[0019]實施例一
[0020]距離可調(diào)組件包含對應設置機體一側(cè)的凸柱和一彈性元件，所述吸附轉(zhuǎn)盤套設于所述凸柱，使得所述吸附轉(zhuǎn)盤能夠沿著所述凸柱延伸方向的導軌滑動，所述彈性元件位于所述吸附轉(zhuǎn)盤與所述機體之間。所述彈性元件套設于凸柱的外圍。所述吸附轉(zhuǎn)盤包含位于其頂部的吸盤支架，吸附轉(zhuǎn)盤頂部還設有與凸柱相對應的通孔，通孔套設在凸柱上使吸附轉(zhuǎn)盤能夠沿著凸柱延伸方向的導軌4滑動，所述通孔與所述本體之間的凸柱外圍還套設有彈性元件，如彈簧3，用于擠壓收縮后的復位。所述距離可調(diào)組件的數(shù)目為兩個，所述一對吸附轉(zhuǎn)盤分別通過所述吸盤支架連接于機體的兩側(cè)。所述機體上還設有限位傳感單元，所述控制單元依據(jù)傳感單元的信號控制機體動作。限位傳感單元為行程開關(guān)、霍爾傳感器或紅外傳感器。
[0021]如上所述，本實用新型通過驅(qū)動單元的高速和低速旋轉(zhuǎn)，帶動吸附轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)和低速旋轉(zhuǎn)或靜止。下面通過多種方式實現(xiàn)控制一個吸附轉(zhuǎn)盤高速旋轉(zhuǎn)，另一個吸附轉(zhuǎn)盤低速旋轉(zhuǎn)或靜止。如實現(xiàn)方式一:A端和A’端的一對吸附轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動單元分別具有兩個電壓電路，包括高壓電路和低壓電路，控制單元通過控制在兩個電路之間的切換實現(xiàn)控制驅(qū)動單元的高速運轉(zhuǎn)和低速運轉(zhuǎn)。當A端驅(qū)動單元連接高壓電路時，驅(qū)動單元的輸入電壓高，轉(zhuǎn)速快，而A’端連接低壓電路，驅(qū)動單元輸入電壓低，轉(zhuǎn)速慢；反之，當A’端驅(qū)動單元連接高壓電路時，驅(qū)動單元的輸入電壓高，轉(zhuǎn)速快，而A’端連接低壓電路，驅(qū)動單元的輸入電壓低，轉(zhuǎn)速慢。由高壓電路和低壓電路這兩個電路為吸附轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動單元供電，能夠及時有效地進行轉(zhuǎn)換吸附轉(zhuǎn)盤以垂直于玻璃表面的豎直軸為中心旋轉(zhuǎn)或靜止。如實現(xiàn)方式二:所述控制單元內(nèi)設有脈寬調(diào)制控制器(簡稱PWM控制器)，PWM控制器通過調(diào)節(jié)其占空比實現(xiàn)驅(qū)動單元的高速運轉(zhuǎn)和低速運轉(zhuǎn)。通過增加或減小占空比，使得驅(qū)動單元的輸入電壓或電流對應增加或減小。如PWM控制器增大A端輸入電壓的占空比，驅(qū)動單元的輸入電壓高，轉(zhuǎn)速快，而減小A’端輸入電壓的占空比，驅(qū)動單元輸入電壓低，轉(zhuǎn)速慢；反之，當增大A’端輸入電壓的占空比，驅(qū)動單元的輸入電壓高，轉(zhuǎn)速快，而減小A端輸入電壓的占空比，驅(qū)動單元的輸入電壓低，轉(zhuǎn)速慢。具體的PWM控制器可通過單片機來實現(xiàn)，本實用新型在此不再詳細說明。
[0022]為了便于連接，所述吸附轉(zhuǎn)盤通過軸承與機體相連。軸承在驅(qū)動單元的驅(qū)動下，帶動吸附轉(zhuǎn)盤相對于機體轉(zhuǎn)動。一般來說，驅(qū)動單元為電機，但本實用新型并不以此為限。
[0023]電機輸出端與減速機構(gòu)相連，電機輸出的動力通過減速機構(gòu)減速后傳遞給吸附轉(zhuǎn)盤。減速機構(gòu)的末級齒輪驅(qū)動傳動齒輪，傳動齒輪通過軸承連接在機體內(nèi)，傳動齒輪與吸附轉(zhuǎn)盤固定連接。電機5還可以通過其它傳動機構(gòu),如同步帶,驅(qū)動吸附轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)。
[0024]如圖3所示，本實施例所述的吸盤I為環(huán)形的軟膠吸盤，吸盤I設置在支架的底部。在支架的底部設有環(huán)形的凹槽，軟膠吸盤通過彈性墊圈嵌設在凹槽內(nèi)定位。吸盤在工作時產(chǎn)生形變，彈性墊圈可以吸收形變，使吸盤吸附在玻璃上。清潔單元設置在吸附轉(zhuǎn)盤上，如固設在支架上或固定在所述吸盤I的中空區(qū)域內(nèi)。
[0025]清潔單元可為清潔抹布、刷毛或百潔布等。圖4-圖6為本實用新型機器人的工作原理及狀態(tài)示意圖。
[0026]現(xiàn)有的扭動式壁面行走機構(gòu)一對吸附轉(zhuǎn)盤之間的相對位置是固定的，行走過程中機體以一吸附轉(zhuǎn)盤為中心轉(zhuǎn)動，如圖4所示，吸附轉(zhuǎn)盤Wl以吸附轉(zhuǎn)盤W2旋轉(zhuǎn)中心為中心轉(zhuǎn)動，當吸附轉(zhuǎn)盤Wl與作業(yè)區(qū)域邊界接觸后繼續(xù)轉(zhuǎn)動，吸附轉(zhuǎn)盤Wl與作業(yè)區(qū)域邊界發(fā)生擠壓甚至導致機器卡住，因此造成機器故障或損壞。如圖4-圖6并結(jié)合圖1至圖3所示，本實施例機器人的行走方法包括如下步驟:
[0027]步驟1:將擦玻璃機器人放置到玻璃表面，真空源開始工作，A端和A’端吸附轉(zhuǎn)盤上的吸盤I同時吸附在玻璃表面上。
[0028]步驟2:控制單元分別控制動力在A端和A’端的一對吸附轉(zhuǎn)盤上輸出的大小和方向，驅(qū)動一對所述吸附轉(zhuǎn)盤輪流以垂直于玻璃表面的豎直軸為中心旋轉(zhuǎn)或靜止，使兩者交替成為高速端或低速端，使兩者之間形成轉(zhuǎn)速差。
[0029]具體來說，轉(zhuǎn)速差為控制單元控制驅(qū)動單元分別輸出動力給所述吸附轉(zhuǎn)盤，一端吸附轉(zhuǎn)盤相對于玻璃表面轉(zhuǎn)動，另一端吸附轉(zhuǎn)盤相對于玻璃表面靜止而形成的；或者，轉(zhuǎn)速差為一端吸附轉(zhuǎn)盤相對于玻璃表面高速轉(zhuǎn)動，一個吸附轉(zhuǎn)盤相對于玻璃表面低速轉(zhuǎn)動而形成的。
[0030]步驟3:控制單元控制使A端的轉(zhuǎn)速低于A’端的轉(zhuǎn)速，機體在A’端吸附轉(zhuǎn)盤的帶動下繞A端旋轉(zhuǎn)。
[0031]步驟4:機體繞A端旋轉(zhuǎn)到一定角度時，比如此角度可為10° -30°之間的任意角度，控制單元控制A’端的轉(zhuǎn)速低于A端的轉(zhuǎn)速，機體在A端吸附轉(zhuǎn)盤的帶動下繞A’端旋轉(zhuǎn)。
[0032]步驟5:如步驟3和步驟4所述，當機器人被作業(yè)區(qū)域邊界阻擋時，越過作業(yè)區(qū)域邊界阻擋行走的具體過程為:在第一位置時靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界剛剛接觸并繼續(xù)轉(zhuǎn)動，靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤與壁面擠壓使其在轉(zhuǎn)動的同時沿兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心線向靠近遠離作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤的方向移動，當靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到第二位置時，兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心線與壁面垂直，彈性元件的壓縮量達到最大，靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動，靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤越過第二位置后，在彈性元件的作用下，兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距逐漸增大，直到靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界分離后兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距恢復至初始狀態(tài)，A端和A’端的驅(qū)動單元交替進行運轉(zhuǎn)速差控制，實現(xiàn)擦玻璃機器人在玻璃表面上的直線行走。
[0033]其中步驟5的具體描述如下:如圖5所示，壁面行走機構(gòu)行走到作業(yè)區(qū)域邊界附近，吸附轉(zhuǎn)盤Wl以吸附轉(zhuǎn)盤W2為中心轉(zhuǎn)動，由Pl轉(zhuǎn)到P2位置，其中W2的中心與壁面間的垂直距離小于自熱狀態(tài)下兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距與吸附轉(zhuǎn)盤半徑之和，即Wl由Pl轉(zhuǎn)到P2位置過程中壁面行走機構(gòu)會發(fā)生壓縮，如圖6所示，在PlO位置時Wl與作業(yè)區(qū)域邊界剛剛接觸，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，Wl與壁面擠壓使Wl在轉(zhuǎn)動的同時沿兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心線以靠近W2的方向移動，當Wl轉(zhuǎn)動到Pll位置時，兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心線與壁面垂直，壁面行走機構(gòu)的壓縮量達到最大，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，Wl越過Pll位置后，在復位彈簧的作用下，兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距逐漸增大，直到Wl與作業(yè)區(qū)域邊界分離后中心距恢復至初始狀態(tài)。
[0034]為了使壁面行走機構(gòu)運行更加可靠，所述機體上還設有限位傳感單元，當兩吸附轉(zhuǎn)盤被壓縮至中心距最小狀態(tài)時，所述限位傳感單元被觸發(fā)，發(fā)送信號至控制單元。如圖6所示，在Wl由PlO位置轉(zhuǎn)動到Pll位置的過程中，若所述控制單元檢測到觸發(fā)信號，判斷通過兩吸附轉(zhuǎn)盤壓縮仍然無法越過作業(yè)區(qū)域邊界等障礙物，從而控制機體停止或反向扭動。
[0035]實施例二[0036]在吸附機器人其他組成部件相同的情況下，所述距離可調(diào)組件除采用第一實施方式中包括凸柱和彈性元件作為主要構(gòu)成組件外，距離可調(diào)組件可以采用如下結(jié)構(gòu)作為另一實施方式，如圖7所示，該距離可調(diào)組件包含絲桿螺母副6，所述螺母與所述吸附轉(zhuǎn)盤一體設置，由電機5驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)，使得所述螺母帶動吸附轉(zhuǎn)盤沿絲桿方向移動。相應機體還設有障礙傳感單元7，所述障礙傳感單元可選用紅外傳感器或超聲波傳感器等實時檢測吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界或障礙物之間的距離，所述控制單元依據(jù)障礙傳感單元的信號控制距離可調(diào)組件動作。
[0037]本實施例機器人的行走方法與實施例1步驟I至步驟4基本一致，其不同之處在于，在步驟5中，當機器人被作業(yè)區(qū)域邊界阻擋時(機器人被作業(yè)區(qū)域邊界阻擋并不僅限于機器人與作業(yè)區(qū)域邊界接觸碰撞，當機器人在其運動趨勢上即將與作業(yè)區(qū)域邊界接觸碰撞，或者機器人與作業(yè)區(qū)域邊界之間的距離小于一定值時同樣可視為被作業(yè)區(qū)域邊界阻擋)，為了避免機體或吸盤與作業(yè)區(qū)域邊界或障礙物之間的剛性碰撞，所述障礙傳感單元實時檢測靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界或障礙物之間的距離，控制單元通過距離可調(diào)組件對應調(diào)節(jié)兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距。
[0038]本實施例中步驟5具體為:所述障礙傳感單元實時檢測靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤與作業(yè)區(qū)域邊界或障礙物之間的距離，當檢測到兩者距離小于所設定的第一閥值dl時，控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動兩吸附轉(zhuǎn)盤相向運動，直到檢測距離大于等于所設定的第一閥值dl或兩吸附轉(zhuǎn)盤相向運動至中心距最??；當檢測到兩者距離大于所設定的第二閥值d2時，控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動兩吸附轉(zhuǎn)盤相背運動，直到檢測距離小于等于所設定的第二閥值d2或兩吸附轉(zhuǎn)盤相背運動至中心距最大。
[0039]同實施方式I 一樣，上述行走過程中，當兩吸附轉(zhuǎn)盤運動至中心距最小時，所述控制單元控制機器人停止或反向扭動行走。
[0040]下面結(jié)合圖8、圖9和圖10，以第二閥值d2>第一閥值dl為例，對該實施例機器人行走方法舉例說明。
[0041]如圖8所示，壁面行走機構(gòu)行走到作業(yè)區(qū)域邊界附近，吸附轉(zhuǎn)盤Wl以吸附轉(zhuǎn)盤W2為中心轉(zhuǎn)動，由Ql位置轉(zhuǎn)動到Q3位置，通過調(diào)節(jié)兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距，使得機器人越過作業(yè)區(qū)域邊界等障礙物的阻擋。如圖9所示，當Wl轉(zhuǎn)動到QlO位置時，吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界的距離等于dl，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，障礙傳感單元檢測到吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界的最小距離小于dl，則由控制單元控制絲桿螺母副驅(qū)動吸附轉(zhuǎn)盤Wl朝吸附轉(zhuǎn)盤W2的方向運動，直到吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界的最小距離大于等于dl，Wl由QlO轉(zhuǎn)動到Qll的過程中，通過不斷的檢測和調(diào)整，縮小兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距；當胃1轉(zhuǎn)動到Qll位置時，兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心線與作業(yè)區(qū)域邊界垂直，兩吸附轉(zhuǎn)盤相向運動行程達到最大；繼續(xù)轉(zhuǎn)動，Wl越過Qll位置后，吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界的距離逐漸增大，當障礙傳感單元檢測到吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界的距離大于d2時，控制單元控制絲桿螺母副驅(qū)動吸附轉(zhuǎn)盤Wl背離吸附轉(zhuǎn)盤W2的方向運動，直到吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界的最小距離小于等于d2或兩吸附轉(zhuǎn)盤相背運動至中心距最大狀態(tài)，即由Qll轉(zhuǎn)到Q12位置的過程中，通過不斷的檢測和調(diào)整，增大兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距直至中心距回復最大。
[0042]其中，上述Wl由QlO轉(zhuǎn)動向Qll位置運動過程中，若兩吸附轉(zhuǎn)盤運動到中心距最小，說明機器人通過調(diào)整兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距無法越過作業(yè)區(qū)域邊界，則由控制單元控制機器人停止或反向扭動。
[0043]上述實施例將靠近作業(yè)區(qū)域邊界的吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣限制在距離作業(yè)區(qū)域邊界dl的直線LI與距離作業(yè)區(qū)域邊界d2的直線L2之間，在具體實施的過程中可以根據(jù)需要調(diào)整第一閥值dl與第二閥值d2的大小以提高工作效率。例如，通過調(diào)整dl與d2之差的絕對值，控制吸附轉(zhuǎn)盤Wl在直線LI與L2之間的活動空間，當dl=d2=d時，直線LI與L2重合，吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣沿著直線L運動，如圖10所示；通過調(diào)整dl的大小控制吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣與作業(yè)區(qū)域邊界之間的距離，dl越小，吸附轉(zhuǎn)盤Wl的外緣越靠近作業(yè)區(qū)域邊界，特別的，當dl趨于O時，機器人貼著作業(yè)區(qū)域邊界、墻面等障礙物行走。
[0044]當然，本實施例只是列舉一優(yōu)選實施方式，在具體實施的過程中，本領域技術(shù)人員可以根據(jù)工作對象的具體特點，選擇適當?shù)募夹g(shù)方案。例如，所述絲桿螺母副同樣可以采用齒輪齒條副、液壓缸或氣壓缸等傳動機構(gòu)等同替換，實現(xiàn)本實用新型目的。
[0045]需要說明的是，本實用新型并不拘泥于吸附轉(zhuǎn)盤的實際高速或低速、以及轉(zhuǎn)動或靜止，而需考慮吸附轉(zhuǎn)盤與玻璃表面之間的摩擦力。如A端吸附轉(zhuǎn)盤為高速端，驅(qū)動單元的驅(qū)動力大使得吸附轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)速度較大，能克服吸盤與玻璃之間的靜摩擦力，使得吸盤與玻璃之間的滑動摩擦力推動機體繞低速端旋轉(zhuǎn)，而A’端吸附轉(zhuǎn)盤為低速端時，吸附轉(zhuǎn)盤對應靜止或低速旋轉(zhuǎn)，與玻璃表面之間的摩擦力較小，使其剛好為機體的旋轉(zhuǎn)中心。
[0046]另外，本領域技術(shù)人員可以理解的是，所述自移動機器人除了可以對應作業(yè)區(qū)域邊界的位置通過距離可調(diào)組件對吸附轉(zhuǎn)盤中心距進行相應調(diào)整之外，對于位于作業(yè)區(qū)域內(nèi)的普通障礙物，所述自移動機器人同樣可以通過距離可調(diào)組件使機器人執(zhí)行相應的動作，根據(jù)作業(yè)區(qū)域的實際情況自動收縮越過。
[0047]因此，本實用新型所提供的自移動吸附機器人，無需主動機和從動機的相互吸附，能夠在只有單機的情況下固定在玻璃表面上進行工作。同時，該自移動吸附機器人對工作環(huán)境的要求更低，能夠在任何厚度的玻璃上進行清潔作業(yè)，其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，靈敏度高，僅僅通過對設置在機體底部的吸附轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速高低的交替控制，通過轉(zhuǎn)速差使機體扭動，進而實現(xiàn)機器人的自如行走，可控性強且清潔效率高。兩吸附轉(zhuǎn)盤的中心距可根據(jù)實際工作環(huán)境相應調(diào)整，在遇到障礙物或行走到作業(yè)區(qū)域邊界附近時可自動收縮越過，提高了壁面行走機構(gòu)的環(huán)境適應性，減小了其被迫停止行走或卡住損壞的概率。
【權(quán)利要求】
1.一種自移動吸附機器人，該機器人包括機體，機體上設有控制單元和驅(qū)動單元；控制單元與驅(qū)動單元相連；該機器人還包括可旋轉(zhuǎn)設置在機體底部兩端的一對吸附轉(zhuǎn)盤，一對所述吸附轉(zhuǎn)盤交替成為機體的旋轉(zhuǎn)中心，以實現(xiàn)機器人在工作表面的扭動行走，其特征在于，所述機體上還設有距離可調(diào)組件，使得一對吸附轉(zhuǎn)盤間的中心距可調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述距離可調(diào)組件包含對應設置機體一側(cè)的凸柱和一彈性元件，所述吸附轉(zhuǎn)盤套設在所述凸柱上，使得所述吸附轉(zhuǎn)盤能夠沿著所述凸柱延伸方向的導軌滑動，所述彈性元件位于所述吸附轉(zhuǎn)盤與所述機體之間。
3.如權(quán)利要求2所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述彈性元件套設于凸柱的外圍。
4.如權(quán)利要求2所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述吸附轉(zhuǎn)盤包含位于其頂部的吸盤支架，所述吸盤支架設有通孔，所述通孔套設于所述凸柱。
5.如權(quán)利要求4所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述距離可調(diào)組件的數(shù)目為兩個，所述一對吸附轉(zhuǎn)盤分別通過所述吸盤支架連接于機體的兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求2所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述機體上還設有限位傳感單元，所述控制單元依據(jù)傳感單元的信號控制機體動作。
7.如權(quán)利要求6所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述限位傳感單元為行程開關(guān)、霍爾傳感器或紅外傳感器。
8.如權(quán)利要求1所述的自移動吸附機器人，其特征在于，距離可調(diào)組件包含絲桿螺母副(6)，所述絲桿螺母副中的螺母與所述吸附轉(zhuǎn)盤一體設置，所述螺母帶動吸附轉(zhuǎn)盤沿絲桿方向移動。
9.如權(quán)利要求8所述的自移動吸附機器人，其特征在于，所述機體還設有障礙傳感單元(7)，所述控制單元依據(jù)障礙傳感單元的信號控制距離可調(diào)組件動作。
【文檔編號】A47L1/02GK203662680SQ201320798800
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】王生貴 申請人:科沃斯機器人科技(蘇州)有限公司