[发明专利]基于足式爬壁的智能玻璃清洁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于足式爬壁的智能机器人，应用于高楼外侧玻璃清洗工作。

背景技术

在日常生活中，人们一般使用抹布清洁擦洗小块的玻璃，用杆和梯子等辅助工具人工擦洗大块玻璃和窗户外立面玻璃。这种清洁玻璃的方式不仅劳动量大、效率低，而且擦洗窗户外立面玻璃时操作难，存在一定安全隐患。

随着城市的发展，高楼建筑成为城市的主要建筑物，这些高楼的壁面多采用玻璃幕墙作为装饰，每经一段时间，就需要对壁面进行清洗。因为幕墙面积较大，部分处于几十米甚至上百米的高度，周围无可攀援的支架，幕墙的清洗也就成为一项繁重、危险、耗资巨大的工作。目前，对高层建筑的清洗工作主要由人工完成，清洗工人搭乘吊篮或腰系绳索进行高空擦洗，十分危险，而且人工作业的效率很低，清洗费用昂贵。不但如此，人工清洗对天气等环境条件的要求很高，楼层越高，要求风速越小且气温适宜，雨水天气无法作业。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于足式爬壁的智能玻璃清洁机器人，本发明在玻璃单侧吸附，可跨越窗框等障碍物，具有图像识别功能，行走方式灵活，运动平稳，实现了无线监控，解决了人工清洗玻璃效率低、不安全的技术问题。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案实现的：一种基于足式爬壁的智能玻璃清洁机器人，包括机器人主体、行走单元、吸附单元、驱动单元、机体控制单元、清洗单元、图像识别单元和无线控制单元，

所述行走单元包括四只机械足；所述吸附单元设有四个，分别安装在四只机械足上，与所述机械足一起组成四只吸附足，在所述机体控制单元的作用下，所述四只吸附足和所述驱动单元协调运动，带动所述机器人主体运动；

所述图像识别单元与机体控制单元连接，通过实时采集图像信号来检测障碍物和幕墙边缘，将所采集的图像信号进行处理后传输给机体控制单元；

所述无线控制单元与机体控制单元连接，用于远程控制所述机器人主体运动。

优选的，所述吸附单元包括连接板、金具、防滑吸盘、缓冲装置，缓冲单元套在金具上；金具一端连着吸盘，另一端连着连接板；所述缓冲装置安装在金具上。

优选的，所述驱动单元包括减速电机、齿杆及齿轮；所述齿轮安装在减速电机上，所述减速电机固定在所述机器人主体上，所述齿轮咬合所述齿杆。

优选的，所述机体控制单元包括电机驱动板、舵机控制板、电磁继电器及单片机，所述电机驱动板与所述减速电机相连，所述舵机控制板与所述机械足上的舵机相连，所述单片机分别与所述电机驱动板、舵机控制板和所述电磁继电器相连。

优选的，所述图像识别单元包括摄像头、图像采集卡、主机及无线收发模块，所述摄像头安装在所述机器人主体上；通过所述摄像头采集实时图像，经所述图像采集卡处理后经所述无线收发模块发送，由所述主机接收并处理后反馈给机体控制单元。

优选的，所述无线控制单元包括Zigbee发送模块和Zigbee接收模块，所述Zigbee发送模块用于发送控制信号；所述Zigbee接收模块安装在所述机器人主体上，用于接收控制信号，并将所述控制信号传输给机体控制单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明行走方式灵活稳定、速度快，同一时刻有两组吸盘吸附在玻璃上，有效防止坠落，可以跨越窗框障碍物，只在玻璃单侧吸附，不受玻璃厚度和安装方式的限制；所述玻璃清洁机器人在有窗框、无窗框、室内、室外的玻璃上都实用。

2、本发明采用电机、齿轮和齿杆组合的驱动单元，驱动力大，提高了玻璃清洁的效率，且所述机器人水平方向上的运动速度可调节。

3、本发明机器人只吸附在玻璃的一侧，不受玻璃厚度和玻璃安装方式的约束。

4、本发明在吸盘组金具上安装了缓冲装置，解决了主体受力不均时吸附不稳定的问题。

附图说明

下面结合附图对所述各个单元的技术方案进行详细说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是吸附单元的结构示意图；

图4是驱动单元的结构示意图；

图5是吸附足的示意图；

图6是吸附足与吸附单元的连接示意图；

图7是图像识别单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例