本發(fā)明涉及智能機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能直線行走機器人。

背景技術(shù)：

隨著城市的現(xiàn)代化發(fā)展，城市中出現(xiàn)了眾多高層建筑?；诓晒夂兔烙^的考慮，很多高層建筑都采用玻璃幕墻，因此也帶來了玻璃幕墻的清洗問題。傳統(tǒng)清理方式是由清潔人員高空作業(yè)，這種作業(yè)方式危險性大，清潔人員從高空跌落、死亡的事故時有發(fā)生。為了解決玻璃幕墻清理的問題，開始出現(xiàn)玻璃幕墻清洗機器人替代人工作業(yè)。

機器人在作業(yè)時，需沿玻璃幕墻上下行走移動。由于控制誤差、玻璃幕墻上的膠縫或高度差、玻璃幕墻外風(fēng)速等各種原因，現(xiàn)有機器人在行走時方向易產(chǎn)生偏移，導(dǎo)致部分玻璃幕墻清洗不到，不易進(jìn)行調(diào)整控制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能直線行走機器人，其在行走過程中可自行進(jìn)行調(diào)整，保證直線行走，且調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)簡單。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的智能直線行走機器人，包括機架和設(shè)置于其上的控制器、清洗機構(gòu)、行走機構(gòu)和平衡機構(gòu)；所述控制器用以控制所述清洗機構(gòu)、行走機構(gòu)和平衡機構(gòu)；所述平衡機構(gòu)包括平衡檢測器、平衡導(dǎo)軌和配重塊，所述平衡檢測器和所述平衡導(dǎo)軌固定在所述機架上，所述配重塊可滑動地設(shè)置在所述平衡導(dǎo)軌上。

為進(jìn)一步完善技術(shù)方案，本發(fā)明還包括以下技術(shù)特征：

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述配重塊數(shù)量為2個。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述2個配重塊分別為第一配重塊和第二配重塊，所述第一配重塊的重量為所述第二配重塊的2倍。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述平衡導(dǎo)軌為“L”型，其豎直部與所述機架固定連接，其橫向部設(shè)有條形槽，所述配重塊底面設(shè)置有與所述條形槽配合的凸起；所述平衡導(dǎo)軌的中軸線與所述機架的中軸線共線。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述平衡檢測器為三軸加速度傳感器，其固定在所述機架上，用以檢測X、Y、Z軸上的重力分量。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述平衡檢測器可為水平儀和加速度傳感器的組合，其固定在所述機架上并使水平儀垂直于重力方向，用以檢測機器人行走時所述機架是否保持水平。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述平衡檢測器可為激光位移傳感器和加速度傳感器的組合，其固定在所述機架上并平行于所述機架的中軸線，用以檢測機器人行走路徑是夠保持豎直方向。

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述行走機構(gòu)包括兩組第一吸盤組件和兩組第二吸盤組件；所述兩組第一吸盤組件分別固定于所述機架的上下兩端；所述兩組第二吸盤組件分別固定于連接板的左右兩端，所述連接板固定連接在滑塊上，所述滑塊可沿所述機架上的縱向?qū)е舷乱苿印?/p>

作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述清洗機構(gòu)為兩組，其設(shè)置于所述機架的上下兩端；所述清洗機構(gòu)包括依次連接的清洗驅(qū)動裝置、推板、刮板安裝支架和刮板，所述推板與所述刮板安裝支架之間設(shè)置有緩沖彈簧。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：在機架上設(shè)置平衡檢測器，當(dāng)檢測到機器人行走方向偏移時，控制器控制配重塊在平衡導(dǎo)軌上滑動，從而調(diào)整機架整體的方向，實現(xiàn)調(diào)整行走方向的目的；使用配重塊進(jìn)行調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定；配重塊設(shè)置為一大一小，使得在調(diào)整過程中更加靈活。

附圖說明

圖1為本發(fā)明智能直線行走機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明智能直線行走機器人的另一角度結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖和實施例作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發(fā)明的一些實施例，并非對本發(fā)明的限制。

請參閱圖1至圖2所示，本發(fā)明智能直線行走機器人，包括機架10和設(shè)置于其上的控制器20、清洗機構(gòu)、行走機構(gòu)和平衡機構(gòu)；控制器20用以控制清洗機構(gòu)、行走機構(gòu)和平衡機構(gòu)。機架10為“Ⅱ”字型，其上下橫向支架用以安裝清洗機構(gòu)30，兩縱向支架之間固定有安裝板13，控制器20設(shè)置在安裝板13上，機架10中部還設(shè)置有縱向?qū)е?4。

平衡機構(gòu)包括平衡檢測器63、平衡導(dǎo)軌61和配重塊，平衡檢測器63固定在安裝板13上，平衡導(dǎo)軌61固定在機架10上，平衡導(dǎo)軌61的中軸線與機架10的中軸線共線。平衡導(dǎo)軌61設(shè)置為“L”型，其豎直部611通過螺栓固定在機架10上，水平部612上開設(shè)有條形槽。配重塊的數(shù)量設(shè)置為2個，分別為第一配重塊621和第二配重塊622，為了使調(diào)整更為靈活，第一配重塊621的重量為第二配重塊622的2倍。配重塊的質(zhì)量范圍為0.1kg-5kg，較佳的方案中，第一配重塊621的質(zhì)量為2kg，第二配重塊的質(zhì)量為1kg。配重塊的底部設(shè)置有與條形槽相配合的凸起，凸起嵌于條形槽內(nèi)，配重塊在平衡導(dǎo)軌61上滑動。

在第一實施例中，平衡檢測器63為三軸加速度傳感器，用以檢測X、Y、Z軸上的重力分量。當(dāng)機器人初始放置至玻璃幕墻上時，配重塊置于平衡導(dǎo)軌61的中間位置，三軸加速度傳感器即時進(jìn)行檢測。根據(jù)X-Y平面上的重力分量，調(diào)整機器人的放置方向，使其行走方向為豎直。Z軸上的傾斜通常是由于玻璃幕墻的垂直度或者玻璃之間的高度差形成的，通過控制調(diào)整行走機構(gòu)在垂直玻璃幕墻上的移動進(jìn)行調(diào)整。機器人行走過程中，三軸加速度傳感器始終進(jìn)行檢測，當(dāng)機器人行走偏移豎直方向時，重力加速度偏離Y軸。X軸上的重力分量為正，機架10整體向左偏轉(zhuǎn)，控制器20控制配重塊向左移動相應(yīng)位置，使機架10重心左移，進(jìn)而調(diào)整機架10的整體方向，實現(xiàn)調(diào)整行走方向的目的；X軸上的重力分量為負(fù)，機架10整體向右偏轉(zhuǎn)，控制器20控制配重塊向右移動相應(yīng)位置，使機架10重心右移，進(jìn)而調(diào)整機架10的整體方向，實現(xiàn)調(diào)整行走方向的目的。

在第二實施例中，平衡檢測器63為水平儀和加速度傳感器的組合。當(dāng)機器人初始放置至玻璃幕墻上時，根據(jù)加速度傳感器的檢測結(jié)果，調(diào)整機器人的放置方向，使其行走方向為豎直；之后調(diào)整水平儀在機架10上的放置位置，使其與垂直于重力方向。當(dāng)機器人行走偏移豎直方向時，機架10整體偏轉(zhuǎn)，此時水平儀檢測非水平狀態(tài)信號，控制器20控制第一配重塊621和第二配重塊622相應(yīng)滑動，進(jìn)而調(diào)整機架10的整體方向，實現(xiàn)調(diào)整行走方向的目的。

在第三實施例中，平衡檢測器63為激光位移傳感器和加速度傳感器的組合。當(dāng)機器人初始放置至玻璃幕墻上時，根據(jù)加速度傳感器的檢測結(jié)果，調(diào)整機器人的放置方向，使其行走方向為豎直；之后調(diào)整激光位移傳感器在機架10上的放置位置，使其平行于重力方向。當(dāng)機器人行走偏移豎直方向時，機架10整體偏轉(zhuǎn)，激光位移方向隨之偏轉(zhuǎn)，重力方向保持豎直方向，激光位移方向與重力方向錯開，此時控制器20控制第一配重塊621和第二配重塊622相應(yīng)滑動，進(jìn)而調(diào)整機架10的整體方向，實現(xiàn)調(diào)整行走方向的目的。

行走機構(gòu)包括兩組第一吸盤組件43和兩組第二吸盤組件55。第一吸盤組件43分別設(shè)置在機架10的上下兩端，第一驅(qū)動裝置41和第一導(dǎo)軌42固定在機架10上，第一吸盤組件43與第一驅(qū)動裝置41的輸出端連接，并可沿第一導(dǎo)軌42垂直于幕墻方向移動?；瑝K51套設(shè)在機架的縱向?qū)е?4上，第三驅(qū)動裝置用以驅(qū)動滑塊51在縱向?qū)е?4上的相對移動。連接板52與滑塊51固定連接，第二驅(qū)動裝置53、第二導(dǎo)軌54、第二吸盤組件55對應(yīng)設(shè)置為兩組，分別設(shè)置在連接板52的左右兩端，第二驅(qū)動裝置53和第二導(dǎo)軌54固定在連接板52上，第二吸盤組件55與第二驅(qū)動裝置53的輸出端連接，并可沿第二導(dǎo)軌54垂直于幕墻方向移動。

每個第一吸盤組件43和第二吸盤組件55均包括4個吸盤70，吸盤70呈梯形分布，這樣的分布可以有效地減少多個吸盤同時落在玻璃幕墻膠縫上的情況，機器人在玻璃幕墻上的吸附能力好。每個吸盤之間的水平間距應(yīng)該大于膠縫的寬度，一般設(shè)置在2cm以上。第一吸盤組件43和第二吸盤組件55均與真空發(fā)生器連接，每個吸盤單獨設(shè)置有安全閥，當(dāng)個別吸盤落在膠縫上使不影響其他吸盤。還可增設(shè)吸盤真空度檢測器，檢測到極端條件下每個吸盤組件中有3個以上的吸盤真空度不滿足時，機器人重新調(diào)整吸盤組的落點，保證機器人能安全吸附在玻璃幕墻上。由于不同玻璃之間難以避免存在高度差，每個吸盤組件單獨控制，可以根據(jù)吸盤落點位置上的玻璃高度進(jìn)行微調(diào)，使得每個吸盤組件都能與玻璃幕墻很好地貼合壓緊，從而為機器人在高空幕墻上的行走提供保障。

清洗機構(gòu)30包括依次連接的第四驅(qū)動裝置31、推板32、刮板安裝支架33和刮板34。機架10的橫向支架上設(shè)置有橫向?qū)к?，第四?qū)動裝置安裝座與側(cè)支架111連接，調(diào)整側(cè)支架111帶動第四驅(qū)動裝置安裝座在橫向?qū)к壣弦苿?，可根?jù)實際使用的刮板的長度調(diào)整第四驅(qū)動裝置安裝座的位置，保證刮板穩(wěn)定可靠地工作。第四驅(qū)動裝置31固定在第四驅(qū)動裝置安裝座上，推板31與刮板安裝支架33之間設(shè)置有緩沖彈簧，刮板34安裝在所述刮板安裝支架33上。由于玻璃幕墻不同玻璃不可能絕對位于同一豎直平面上，當(dāng)?shù)谒尿?qū)動裝置31驅(qū)動刮板34壓緊幕墻，緩沖彈簧壓縮，可適應(yīng)一定的誤差范圍，使得刮板更好地貼合在幕墻上。

本發(fā)明智能直線行走機器人的工作過程為：第二吸盤組件55吸附在幕墻上，第一吸盤組件43脫離幕墻，控制器20控制第三驅(qū)動裝置，驅(qū)動縱向?qū)е?4與滑塊51之間滑動，帶動機架10整體下移；同時，清洗機構(gòu)對玻璃幕墻進(jìn)行清洗；機架10下移到相應(yīng)位置，第一吸盤組件43吸附到幕墻上，第二吸盤組件55脫離幕墻，滑塊51在縱向?qū)е?4上向下滑動至相應(yīng)位置后，再次吸附在幕墻上。當(dāng)機器人行走方向偏移時，平衡檢測器63檢測到信號后，控制器20控制第一配重塊621和第二配重塊622在平衡導(dǎo)軌61上滑動，進(jìn)而調(diào)整機架10的整體方向，實現(xiàn)調(diào)整行走方向的目的。

以上所述僅為發(fā)明的實施例，其并非用以限定本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。任何熟習(xí)相像技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。