一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種清潔機(jī)器人領(lǐng)域，特別是涉及到一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外大廈、高樓會(huì)展中心類建筑外墻大多采用玻璃，透光性好，但使用一段時(shí)間后會(huì)有灰塵，一般由工人在高空中清洗，危險(xiǎn)性高。
[0003]目前，為降低人工安全問(wèn)題，市場(chǎng)上出現(xiàn)一些能代替人工清潔玻璃外墻的機(jī)器人，雖然降低了工人的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，但也還存在問(wèn)題。
[0004]首先，這樣的機(jī)器人大多尺寸和重量較大，功耗大，很不靈活，而且造價(jià)高，不實(shí)用，普通人無(wú)法承受，普及率較低。由于那樣的機(jī)器人體積和重量都較大，這就對(duì)機(jī)器人吸附外墻強(qiáng)度的穩(wěn)定性要求比較高，然而當(dāng)機(jī)器人穩(wěn)定吸附在外墻狀態(tài)下時(shí)就難以沿壁面平滑移動(dòng)，吸附力不穩(wěn)定時(shí)機(jī)器人則有可能掉落，造成事故。
[0005]其次，目前市面上的清潔機(jī)器人工作時(shí)需要連接市電或配備蓄電池，一旦出現(xiàn)斷電或電量不足時(shí)，機(jī)器人便無(wú)法工作而被迫等待來(lái)電或是返回原地充電，工作效率受損。另夕卜，為了能給機(jī)器人提供電源連接市電時(shí)需要有足夠長(zhǎng)的電線，當(dāng)機(jī)器人在壁面上移動(dòng)過(guò)程中有被電線纏繞的風(fēng)險(xiǎn)，這就干擾了機(jī)器人工作，甚至無(wú)法工作。
[0006]此外，目前的機(jī)器人大都處于半自動(dòng)化狀態(tài)，機(jī)器人靈活性和適應(yīng)性比較差，自我控制、調(diào)節(jié)能力比較弱，且當(dāng)機(jī)器人工作期間出現(xiàn)故障時(shí)也不能自我調(diào)節(jié)、檢測(cè)及反饋，需要工作人員吊繩索去查看或是通過(guò)牽引繩將機(jī)器人搬運(yùn)回地面才能處理異常，故障查看和分析工作比較麻煩。
[0007]這就需要一種具有靈活性和能自我控制調(diào)節(jié)的智能型機(jī)器人來(lái)完成解決這些問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為解決上述外墻清潔機(jī)器人體積大重量中、需要外接電源或靠蓄電池反復(fù)返回原地充電，工作效率受損，當(dāng)機(jī)器人工作期間或出現(xiàn)故障時(shí)不能自我調(diào)節(jié)、檢測(cè)及反饋等問(wèn)題而提供了一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人。
[0009]所述的一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人，其特征在于:包括機(jī)器人本體。
[0010]所述機(jī)器人本體包括，包括外殼、底盤(pán)、太陽(yáng)能光伏板、刷盤(pán)，開(kāi)關(guān)按鈕、步進(jìn)裝置、聯(lián)接臂、光照度傳感器、視覺(jué)傳感器、超聲波傳感器、紅外傳感器以及PCB板；所述外殼頂部安裝有光照度傳感器，側(cè)邊設(shè)置有開(kāi)關(guān)按鈕和視覺(jué)傳感器；所述底盤(pán)中間的方形軸承上安裝有太陽(yáng)能光伏板，所述PCB板安裝固定在方形軸承和太陽(yáng)能光伏板之間并通過(guò)導(dǎo)線連接；所述聯(lián)接臂的前端與方形軸承連接末端連接有可旋轉(zhuǎn)的刷盤(pán)；所述刷盤(pán)內(nèi)設(shè)置毛刷吸盤(pán)，正轉(zhuǎn)時(shí)收攏毛刷片，反轉(zhuǎn)展開(kāi)；所述方形軸承的每條邊上各裝有4個(gè)吸盤(pán)，四個(gè)角連接有I個(gè)步進(jìn)裝置；所述步進(jìn)裝置通過(guò)導(dǎo)線與PCB板連接；
所述的一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人的外殼使用的材質(zhì)為透明硅膠。所述聯(lián)接臂采用的材質(zhì)是有彈性的且內(nèi)部中空的塑鋼，內(nèi)部中空處放置導(dǎo)線、氣路管、灰塵排放管及排放孔。這就使得所述的機(jī)器人結(jié)構(gòu)上采用輕質(zhì)材料，無(wú)鋼無(wú)鐵體積小，重量極輕，采用一般的真空吸附技術(shù)就能將機(jī)器人吸附在墻壁上，將作業(yè)期間跌落的可能性降到最小。
[0011]所述PCB板內(nèi)部設(shè)計(jì)有智能控制系統(tǒng)，所述的智能控制系統(tǒng)，其工作原理在于: 所述太陽(yáng)能光伏板接收太陽(yáng)光后，經(jīng)光伏轉(zhuǎn)化單元將光能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)，控制單元控制信息采集單元去采集光伏轉(zhuǎn)化單元存儲(chǔ)的電能和電源單元能夠輸出的電壓值，同時(shí)控制信號(hào)處理單元對(duì)由信息采集單元傳送過(guò)來(lái)的電壓值進(jìn)行分析、比較，根據(jù)比較的結(jié)果調(diào)節(jié)電源單元的輸出把滿足用電設(shè)備要求的電壓供給各個(gè)單元，此時(shí)信息采集單元對(duì)傳感單元、執(zhí)行單元及故障自我檢測(cè)單元采集信息并實(shí)時(shí)將采集到的信息傳送給信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元對(duì)輸送過(guò)來(lái)的信息進(jìn)行處理并把處理后的信息輸出至RAM存儲(chǔ)單元暫存，控制單元從RAM存儲(chǔ)單元讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷并通過(guò)通信單元接收及發(fā)送控制單元的信息，由此，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人能根據(jù)所處環(huán)境、操作條件、控制目標(biāo)的變化而給自我給出任務(wù)，自動(dòng)生成完成任務(wù)的最佳方案及實(shí)現(xiàn)步驟并完成任務(wù)。
[0012]所述光伏轉(zhuǎn)換單元與信息采集單元、控制單元分別連接，控制單元控制信息采集單元通過(guò)光照度傳感器去采集太陽(yáng)光的光照強(qiáng)度信息，同時(shí)采集光伏電能轉(zhuǎn)化單元的電能，一起送給信號(hào)處理單元處理；
所述電源單元的輸入端連接光伏轉(zhuǎn)換單元的輸出端，電源單元經(jīng)控制器調(diào)制及控制單元讀取的信息分析、比較后輸出N種規(guī)格的直流電壓，N種規(guī)格的直流電壓包括:+12V、+5V、-5V、+6V ;體恤
所述RAM存儲(chǔ)單元置于信號(hào)處理單元和控制單元之間，RAM存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)經(jīng)信號(hào)處理單元處理后的信息，以提供控制單元讀??；
所述通信單元是控制單元信息交互的紐帶，實(shí)時(shí)發(fā)送和接收信息；
所述故障自我檢測(cè)單元分別與控制單元、信號(hào)處理單元、執(zhí)行單元、傳感單元以及光伏轉(zhuǎn)換單元相連接，所述故障自我檢測(cè)單元接收到控制單元發(fā)出故障檢測(cè)指令后，故障自我檢測(cè)單元對(duì)傳感單元和執(zhí)行單元進(jìn)行檢測(cè)并將檢測(cè)信息發(fā)送給控制單元進(jìn)行分析處理；所述執(zhí)行單元分別與清潔單元、行走單元和吸附單元相連接，所述清潔單元接收控制單元發(fā)送給執(zhí)行單元的清潔命令并按照命令清潔建筑外墻，所述行走單元用于接收并執(zhí)行控制單元發(fā)送給執(zhí)行單元的移動(dòng)命令并按規(guī)劃的路線移動(dòng)；所述吸附單元用于將機(jī)器人吸附在外墻上，采用真空發(fā)生器由控制單元控制。
[0013]所述信息采集單元實(shí)時(shí)采集的信息包括:光照強(qiáng)度信息、光伏轉(zhuǎn)換單元的電能信息、機(jī)器人狀態(tài)信息以及機(jī)器人周圍情況信息。
[0014]所述傳感單元通過(guò)視覺(jué)傳感器、超聲波傳感器以及紅外傳感器感應(yīng)周圍情況，以便機(jī)器人調(diào)節(jié)吸盤(pán)的吸附力使得機(jī)器人平穩(wěn)前進(jìn)或是抬升、轉(zhuǎn)彎，或是調(diào)節(jié)清潔模式可對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行多次重復(fù)清洗，保證清洗效果，同時(shí)結(jié)合導(dǎo)航和定位技術(shù)(GPS/DPS)，精確知道機(jī)器人或障礙物的當(dāng)前狀態(tài)及位置，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整完成導(dǎo)航、避障及路徑規(guī)劃等任務(wù)。
[0015]所述行走單元接收控制單元發(fā)送的命令并將命令傳輸?shù)綑C(jī)器人機(jī)構(gòu)本體中，由步進(jìn)裝置執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的移動(dòng)。
[0016]所述步進(jìn)裝置包括2個(gè)步進(jìn)電機(jī)及4個(gè)行走輪。
[0017]所述清潔單元接收到控制單元的清潔命令后毛刷片從毛刷吸盤(pán)中展開(kāi)，隨著刷盤(pán)的旋轉(zhuǎn)刷落墻面灰塵以清潔外墻。
[0018]所述吸附單元包括真空吸附系統(tǒng)，控制單元發(fā)出吸附命令后真空吸附系統(tǒng)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的命令，真空吸附系統(tǒng)中包括真空發(fā)生器以及方形軸承上的16個(gè)吸盤(pán)，空氣為真空吸附系統(tǒng)的氣源。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在采用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，具有自行發(fā)電并充電的能力，不需要返回原地充電，而且機(jī)體內(nèi)部的光伏轉(zhuǎn)換單元直接提供了機(jī)器人工作所需的電源，無(wú)需外接電源線，避免電源線纏繞機(jī)器人妨礙機(jī)器人工作問(wèn)題的發(fā)生；機(jī)器人內(nèi)部設(shè)置了智能控制系統(tǒng)，利用智能技術(shù)進(jìn)行識(shí)別、理解、推力最后做出規(guī)劃決策，能自主檢查判斷，智能化自行完成任務(wù)，靈活、適用，具有很好的市場(chǎng)推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人的智能控制系統(tǒng)框架圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為本發(fā)明的一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人的正視示意圖。
[0023]圖4為本發(fā)明的一種太陽(yáng)能外墻清潔機(jī)器人的俯視示意圖。
[0024]圖5為本發(fā)明的智能控制系統(tǒng)的控制電路圖。
[0025]圖6為本發(fā)明的智能控制系統(tǒng)的信息采集及信號(hào)處理電路、時(shí)鐘電路、通信電路圖。
[0026]圖7為本發(fā)明的智能控制系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)保護(hù)電路圖。
[0027]圖8為本發(fā)明的智能控制系統(tǒng)的RAM存儲(chǔ)電路、電源電路圖。
[0028]100-機(jī)器人本體；101-外殼；102_底盤(pán)；103_太陽(yáng)能光伏板；104_刷盤(pán)；105_開(kāi)關(guān)按鈕；106-方形軸承；107-吸盤(pán)；108-步進(jìn)裝置；109-毛刷片；110-毛刷吸盤(pán)；111_聯(lián)接臂；112-排放孔；113-光照度傳感器；114-視覺(jué)傳感器；115-超聲波傳感器；116-紅外傳感器;117-PCB板;
200-智能控制系統(tǒng)；201-控制單元；202_光伏轉(zhuǎn)換單元、203-信息采集單元；204_信號(hào)處理單元；205_通信單元；206_執(zhí)行單元；207_傳感單元；208_RAM存儲(chǔ)單元；209_清潔單元；210_行走單元；211-吸附單元；212-電源單元；213_太陽(yáng)光；214-故障自我檢測(cè)單元；215-時(shí)鐘電路單元；
301-控制電路；302-時(shí)鐘電路；303_信息采集及信號(hào)處理電路；304_電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；305-電機(jī)保護(hù)電路；306_通信電路；307-電源電路；308_RAM存儲(chǔ)電路。<