本實(shí)用新型涉及一種可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人，屬于小家電制造技術(shù)領(lǐng)域其分類號(hào)B08B11/04; B08B3/04;B08B1/04。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的機(jī)器人種類繁多，無(wú)論是在水平面上自移動(dòng)行走作業(yè)的機(jī)器人，亦或是在豎直面上吸附作業(yè)的機(jī)器人，都以其體積小巧、動(dòng)作靈活得到廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于在水平面上行走掃地的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，擦玻璃機(jī)器人在作業(yè)過(guò)程中的安全穩(wěn)定性就更需要得到重視?，F(xiàn)有吸附機(jī)器人上的吸附裝置通常為吸盤(pán)，一般設(shè)置一個(gè)大吸盤(pán)，一旦由于被吸附表面自身存在的缺陷，比如裂紋、縫隙、溝渠等問(wèn)題，或殘留在被吸附表面上的污物造成吸盤(pán)大量發(fā)生漏氣時(shí)，很容易導(dǎo)致吸附機(jī)器人喪失吸附能力而發(fā)生掉落。而且現(xiàn)在的擦玻璃機(jī)器人大多采用抹布擦拭或水沖洗的方式，如果在汽車上作用，機(jī)器人帶大量的水在豎直爬行時(shí)增加了掉落的危險(xiǎn)，如用抹布又增加了人頻繁換干凈抹布的勞動(dòng)強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，在掃地機(jī)器人和擦玻璃機(jī)器人的基礎(chǔ)上，提供一種可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人，該擦車機(jī)器人在吸附功能上將一個(gè)吸盤(pán)改為四個(gè)吸盤(pán)，并在每個(gè)吸盤(pán)支管上設(shè)置大吸力機(jī)械關(guān)閉裝置，減少了掉落的風(fēng)險(xiǎn)，因在汽車外殼上使用又增加了磁力吸附功能，達(dá)到雙重吸附作用；在減少勞動(dòng)強(qiáng)度方面在清潔上按照清掃、吸塵、噴霧、刮拭、吸水、擦拭的順序進(jìn)行；為了適應(yīng)汽車外殼如把手、玻璃框等特點(diǎn)，將擦車機(jī)器人底盤(pán)提高；在駕駛室內(nèi)使用又增加了吸塵功能。

本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人，其特征在于：它包括用于產(chǎn)生吸力的吸附單元，用于實(shí)現(xiàn)爬行動(dòng)作的爬行單元，用于除塵的清掃單元，用于實(shí)現(xiàn)擦拭動(dòng)作的擦拭單元，用于對(duì)以上各所述單元進(jìn)行控制的控制單元，以上均固定在底板上。

所述吸附單元包括磁力吸附單元和真空吸附單元。所述的磁力吸附單元包括四個(gè)片狀磁鐵，可對(duì)鐵質(zhì)的汽車外殼產(chǎn)生吸附力。所述真空吸附單元包括吸附電機(jī)、吸附支管、吸附管切換閥、四個(gè)真空吸附盤(pán)以及真空吸附盤(pán)裙部，其特征在于：所述真空吸附盤(pán)通過(guò)真空支管與吸附電機(jī)下方氣路相連；所述真空吸附盤(pán)包括有一沿真空吸附盤(pán)徑向外延的裙部，所述裙部的外端與吸附物表面密封，其另一端直接或間接地與真空吸附盤(pán)柔性連接；所述吸附管切換閥為彈簧風(fēng)門(mén)式，當(dāng)真空吸附盤(pán)懸空或吸盤(pán)大量進(jìn)氣時(shí)，風(fēng)門(mén)在彈簧的作用下關(guān)閉。所述設(shè)置四個(gè)真空吸附盤(pán)以及真空吸附盤(pán)裙部，以防止在一個(gè)空吸或關(guān)閉時(shí)其它還能起到吸附作用。

所述爬行單元包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)、兩個(gè)附著輪、一個(gè)轉(zhuǎn)向輪。所述附著輪為丁晴膠、硅膠或橡膠式，防止輪子在汽車外殼或玻璃上行走時(shí)打滑，轉(zhuǎn)向輪為萬(wàn)向輪。

所述清掃單元包括清掃轉(zhuǎn)盤(pán)、清掃電機(jī)、齒輪連動(dòng)裝置、吸塵口及集塵盒。所述齒輪連動(dòng)裝置的兩從動(dòng)齒輪相嚙合，主動(dòng)齒輪與其中一個(gè)從動(dòng)齒輪嚙合，兩皮帶分別連接從動(dòng)齒輪與清掃轉(zhuǎn)盤(pán)。主齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪，兩清掃轉(zhuǎn)盤(pán)在皮帶與從動(dòng)齒輪的帶動(dòng)下動(dòng)作。所述吸塵口與真空吸附單元的吸附支管相連接。真空吸附電機(jī)產(chǎn)生的真空吸力通過(guò)真空支管、濾網(wǎng)、集塵盒、吸塵口，將灰塵吸入集塵盒內(nèi)。所述清掃轉(zhuǎn)盤(pán)上面裝有軟毛刷，防止硬物刮花漆面。

所述的擦拭單元包括擦拭擋條、霧化片槽盒、擦拭刮條、噴霧裝置及吸水裝置。采用發(fā)明專利CN205658860U一種擦窗用清潔組件的方法，在其專利的基礎(chǔ)上設(shè)置噴霧裝置由超聲波換能器、凈水盒及風(fēng)壓管構(gòu)成，所述風(fēng)壓管與超聲波換能器相連。其風(fēng)力來(lái)之真空吸附電機(jī)的排氣支管；吸水裝置由吸水泵、吸水管、污水盒及污水管構(gòu)成，所述吸水泵將擦拭刮條上污水通過(guò)吸水口、管道吸入污水盒。

所述控制單元由PLC或單片機(jī)、傳感器、電源電路以及控制面板構(gòu)成，單片機(jī)程序輸入所述控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述各單元進(jìn)行控制。傳感器由前方1個(gè)碰撞傳感器、1個(gè)加速度傳感器、2個(gè)鉛垂校驗(yàn)裝置和左、右、前下方3個(gè)光電傳感器組成。所述的鉛垂校驗(yàn)裝置按發(fā)明專利CN203132546U鉛垂校驗(yàn)裝置及其具有該鉛垂校驗(yàn)裝置的擦玻璃機(jī)器人的方法設(shè)置。所述2個(gè)垂直方向傳感器垂直的設(shè)置在控制器地板上，所述1個(gè)加速度傳感器也設(shè)置在控制器板上，分別與控制器電路連接。

所述控制面板設(shè)置在擦車機(jī)器人外殼上，外殼上同時(shí)設(shè)有凈水盒、污水盒和集塵盒蓋。所述控制面板通過(guò)模式設(shè)置使PLC或單片機(jī)控制清掃電機(jī)、吸附電機(jī)、吸水泵、換能器的運(yùn)轉(zhuǎn)；在吸塵模式下，只使吸附電機(jī)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到吸塵作用。同時(shí)控制單元控制爬行單元按面覆蓋的過(guò)程走直線,當(dāng)擦車機(jī)器人在垂直工作時(shí)，在鉛垂校驗(yàn)裝置的糾正下沿垂直方向行進(jìn)；當(dāng)收到傳感器“空或障礙物”的信號(hào)后，按照指令做出相應(yīng)的動(dòng)作。

綜上所述，一種可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人是將掃地機(jī)器人和擦玻璃機(jī)器人兩者特點(diǎn)巧妙的結(jié)合起來(lái)，設(shè)置了雙重吸附功能，按照清掃、吸塵、噴霧、刮拭、吸水、擦拭的順序清潔。該裝置不用抹布，只用少量水（約200毫升），清潔時(shí)按照設(shè)置的路線自動(dòng)進(jìn)行清掃擦拭，清潔完后，擦車機(jī)器人又自動(dòng)回到原處，駕駛?cè)藛T將擦車機(jī)器人放回駕駛室在點(diǎn)煙器處進(jìn)行充電，在空閑時(shí)只將清掃的塵土和污水倒掉。此裝置將駕駛?cè)藛T從灰塵環(huán)境中解脫出來(lái)，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，操作方便，清掃用時(shí)少，清潔質(zhì)量高。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1為可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人整體外形圖；

圖2為可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人底板簡(jiǎn)圖；

圖3為可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人內(nèi)部簡(jiǎn)圖；

圖4為可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人擦拭單元局部略圖。

其中：1.底板、2.后真空吸附盤(pán)、3.吸水口、4.擦拭刮板、5.噴霧口、6.擦拭擋條、7.附著輪、8.光電感應(yīng)器、9.前真空吸附盤(pán)、10.磁鐵、11.毛刷、12.碰撞傳感器、13.轉(zhuǎn)向輪、14.吸塵口、15.清掃轉(zhuǎn)盤(pán)、16.真空吸附盤(pán)裙部、17.外接吸塵管口、18.吸附支管、19.污水盒、20.風(fēng)壓管、21. 控制器、22.吸附管切換閥、23.集塵盒、24.皮帶、25.從動(dòng)齒輪、26.清掃電機(jī)及主動(dòng)齒輪、27.吸附電機(jī)、28.步進(jìn)電機(jī)、29.噴霧裝置、30.充電插口、31.電池、32.進(jìn)水管、33.凈水盒、34.吸水泵、35.控制面板、36.提手、37.外殼、38.霧化槽盒。

具體實(shí)施方式

一種可在汽車外殼上爬行的擦車機(jī)器人，其特征在于：它包括用于產(chǎn)生吸力的吸附單元，用于實(shí)現(xiàn)爬行動(dòng)作的爬行單元，用于除塵的清掃單元，用于實(shí)現(xiàn)擦拭動(dòng)作的擦拭單元，用于對(duì)以上各所述單元進(jìn)行控制的控制單元，以上均固定在底板1上。

如圖2、圖3所示，所述吸附單元包括磁力吸附單元和真空吸附單元。所述的磁力吸附單元包括四個(gè)片狀磁鐵10，可對(duì)鐵質(zhì)的汽車外殼產(chǎn)生吸附力，在一個(gè)失去吸力時(shí)其余磁鐵還能起到吸附作用。所述真空吸附單元包括吸附電機(jī)27、吸附支管18、吸附管切換閥22、四個(gè)真空吸附盤(pán)2、9以及真空吸附盤(pán)裙部16，其特征在于：所述真空吸附盤(pán)2、9通過(guò)吸附支管22與吸附電機(jī)27下方氣路相連；所述真空吸附盤(pán)2、9包括有一沿真空吸附盤(pán)2、9徑向外延的裙部，所述真空吸附盤(pán)裙部16的外端與吸附物表面密封，其另一端直接或間接地與真空吸附盤(pán)2、9柔性連接。其中，所述真空吸附盤(pán)裙部16內(nèi)壁所受壓強(qiáng)與吸附支管18負(fù)壓室內(nèi)壓強(qiáng)相同，當(dāng)吸附電機(jī)27運(yùn)轉(zhuǎn)后，外壁受大氣壓強(qiáng)作用，裙部?jī)?nèi)、外壁存在的氣壓差將所述裙部壓向吸附物表面，從而使機(jī)體附著在被擦拭物體上。所述吸附管切換閥22為彈簧風(fēng)門(mén)式，當(dāng)真空吸附盤(pán)2、9懸空或完全進(jìn)氣時(shí)，風(fēng)門(mén)在彈簧的作用下關(guān)閉。所述設(shè)置四個(gè)真空吸附盤(pán)2、9以及真空吸附盤(pán)裙部16，以防止在一個(gè)空吸或關(guān)閉時(shí)其它還能起到吸附作用。

所述爬行單元包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)28、兩個(gè)附著輪7、一個(gè)轉(zhuǎn)向輪13。所述附著輪7為丁晴膠、硅膠或橡膠式，防止輪子在汽車外殼或玻璃上行走時(shí)打滑，轉(zhuǎn)向輪13為萬(wàn)向輪。

所述清掃單元包括清掃轉(zhuǎn)盤(pán)15、清掃電機(jī)26、齒輪連動(dòng)裝置、吸塵口14及集塵盒23。

所述齒輪連動(dòng)裝置的兩從動(dòng)齒輪25相嚙合，主動(dòng)齒輪26與其中一個(gè)從動(dòng)齒輪25嚙合，兩皮帶24分別連接從動(dòng)齒輪25與清掃轉(zhuǎn)盤(pán)。主齒輪26帶動(dòng)從動(dòng)齒輪25，兩清掃轉(zhuǎn)盤(pán)15在皮帶24與從動(dòng)齒輪25的帶動(dòng)下動(dòng)作。所述吸塵口14與真空吸附單元的吸附支管18相連接。真空吸附電機(jī)產(chǎn)生的真空吸力通過(guò)真空支管18、濾網(wǎng)、集塵盒23、吸塵口14，將灰塵吸入集塵盒內(nèi)23。所述清掃轉(zhuǎn)盤(pán)15上面裝有軟毛刷11，防止硬物刮花漆面。

如圖3、圖4，所述的擦拭單元包括擦拭擋條6、霧化片槽盒38、擦拭刮板4、噴霧裝置29及吸水裝置34。本實(shí)用新型采用發(fā)明專利CN205658860U一種擦窗用清潔組件的方法，在其專利的基礎(chǔ)上設(shè)置噴霧裝置29由超聲波換能器、凈水盒33及風(fēng)壓管20構(gòu)成，所述風(fēng)壓管20與超聲波換能器相連，其風(fēng)力來(lái)之真空吸附電機(jī)27的排氣支管；吸水裝置由吸水泵34、吸水口3、污水盒19及污水管構(gòu)成，所述吸水泵34將擦拭刮板4上污水通過(guò)吸水口3、污水管吸入污水盒19。當(dāng)執(zhí)行擦拭任務(wù)時(shí)，超聲波換能器將來(lái)之凈水盒33的水霧化，由吸附電機(jī)27排出的風(fēng)經(jīng)風(fēng)壓管20壓入霧化片槽盒38，在擦拭擋條6、刮板4的阻擋下浸潤(rùn)被擦拭物表面，然后在擦拭刮板刮拭下匯集，匯集下的污水在吸水泵34的作用下經(jīng)吸水口3、污水管進(jìn)入污水盒19。

所述控制單元由PLC或單片機(jī)、傳感器、電源電路以及控制面板35構(gòu)成，單片機(jī)程序輸入所述控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述各單元進(jìn)行控制。傳感器由前方1個(gè)碰撞傳感器12、1個(gè)加速度傳感器、2個(gè)鉛垂校驗(yàn)裝置和左、右、前下方3個(gè)光電感應(yīng)器8組成。所述的鉛垂校驗(yàn)裝置按發(fā)明專利CN203132546U鉛垂校驗(yàn)裝置及其具有該鉛垂校驗(yàn)裝置的擦玻璃機(jī)器人的方法設(shè)置。所述2個(gè)鉛垂校驗(yàn)裝置垂直的設(shè)置在控制器地板上，所述1個(gè)加速度傳感器也設(shè)置在控制器地板上，分別與控制器21電路連接。通過(guò)鉛垂校驗(yàn)裝置可以輔助控制器地板上的加速度傳感器工作，并驗(yàn)證其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，使得機(jī)體始終能夠以較小的直線誤差水平或豎直移動(dòng)。

所述控制面板35設(shè)置在擦車機(jī)器人外殼上37，外殼37上同時(shí)設(shè)有凈水盒33、污水盒19、集塵盒23蓋和充電插口30如圖1。在擦車機(jī)器人工作完成后，從點(diǎn)煙器引出的電線可通過(guò)充電插口30給底板1上的電池31充電?？刂泼姘?5通過(guò)模式設(shè)置使PLC或單片機(jī)控制清掃電機(jī)26、吸附電機(jī)27、吸水泵34、換能器的運(yùn)轉(zhuǎn)；在吸塵模式下，在外接吸塵管口17上插上專用的吸塵管，這時(shí)吸附電機(jī)27單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)，其余吸附支管2、9由于離開(kāi)地面而關(guān)閉，駕駛室地板上的垃圾通過(guò)吸塵嘴、吸塵管到達(dá)吸塵盒23，達(dá)到吸塵作用。

控制單元控制爬行單元按面覆蓋的過(guò)程走直線，當(dāng)擦車機(jī)器人在垂直工作時(shí)，在鉛垂校驗(yàn)裝置的糾正下沿垂直方向行進(jìn)；當(dāng)收到傳感器“空”或“障礙物”的信號(hào)后，按照指令做出相應(yīng)的動(dòng)作。

控制器控制擦拭路徑其具體方法如下：

控制器21控制路徑按面覆蓋的過(guò)程,機(jī)體走直線,相當(dāng)于一個(gè)”迂回推進(jìn)”的過(guò)程。開(kāi)始的時(shí)候擦車機(jī)器人選擇左車窗玻璃下定位點(diǎn)作為初始點(diǎn),坐標(biāo)為(0、 0) ,即擦車機(jī)器人上的p點(diǎn)坐標(biāo)為(0, 0) (本文中的坐標(biāo)都是指p點(diǎn)坐標(biāo)),沿水平方向建立X軸

垂直方向?yàn)閅軸

第一次清掃沿Y軸的方向向下清掃。每個(gè)路徑段的間隔為擦車機(jī)器人清潔機(jī)構(gòu)的清掃直徑,碰到障礙物后,擦車機(jī)器人轉(zhuǎn)向90°并且側(cè)移15cm,再轉(zhuǎn)向90°，這個(gè)動(dòng)作由控制系統(tǒng)做好保存,直接調(diào)用,記為NO.1 。(在前進(jìn)過(guò)程中,發(fā)生碰撞時(shí),擦車機(jī)器人的轉(zhuǎn)向所采取的方向,取值可以為“右”或“左”，由“碰撞”或“空”的次數(shù)奇偶性決定，按照由后向前的順序進(jìn)行。

當(dāng)前就是用“如果一一那么”的形式來(lái)描述被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性。一條“如果—那么”表達(dá)式就是一條控制規(guī)則，因此被控制對(duì)象是由如下多條控制規(guī)則組成:

規(guī)則1:如果擦車機(jī)器人前方為空或障礙物（沿負(fù)Y軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從右轉(zhuǎn)一前行一再右轉(zhuǎn)；(把此類型當(dāng)作最下沿來(lái)處理)

規(guī)則2：如果擦車機(jī)器人前方為空或障礙物（沿正Y軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從左轉(zhuǎn)一前行一再左轉(zhuǎn)；(把此類型當(dāng)作最上沿來(lái)處理)

規(guī)則3:如果擦車機(jī)器人左方為空（沿Y軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從右轉(zhuǎn)一前行一再右轉(zhuǎn)；（記為左轉(zhuǎn)為不可行）

規(guī)則4:如果擦車機(jī)器人右方為空（沿Y軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從左轉(zhuǎn)一前行一再左轉(zhuǎn)；（記為右轉(zhuǎn)為不可行）

規(guī)則5:如果擦車機(jī)器人前方為空或障礙物（沿負(fù)X軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從右轉(zhuǎn)一前行一再右轉(zhuǎn)；(把此類型當(dāng)作最前沿來(lái)處理)

規(guī)則6：如果擦車機(jī)器人前方為空或障礙物（沿正X軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從左轉(zhuǎn)一前行一再左轉(zhuǎn)；(把此類型當(dāng)作最后沿來(lái)處理)

規(guī)則7:如果擦車機(jī)器人左方為空（沿X軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從右轉(zhuǎn)一前行一再右轉(zhuǎn)；（記為左轉(zhuǎn)為不可行）

規(guī)則8:如果擦車機(jī)器人右方為空（沿X軸方向遍歷），那么它應(yīng)該從左轉(zhuǎn)一前行一再左轉(zhuǎn)；（記為右轉(zhuǎn)為不可行）

規(guī)則9:如果擦車機(jī)器人左方、前方為空（沿負(fù)Y軸方向遍歷），那么它應(yīng)該后退30厘米，右轉(zhuǎn)；（記為左轉(zhuǎn)為不可行）

規(guī)則10:如果擦車機(jī)器人前、左、右均空，那么它應(yīng)該執(zhí)行退回30厘米，右轉(zhuǎn)。

規(guī)則11:如果擦車擦車機(jī)器人完成了沿X軸和Y軸方向的遍歷，那么擦車機(jī)器返回出發(fā)點(diǎn)待命。