本发明涉及一种自移动吸附机器人， 属于小家电制造技术领域。 背景技术

现有小型家用擦玻璃机器人， 机器人本体上设有驱动单元、 吸附单元、 行走单元、 清洁单元和控制单元几个主要部分， 其体型通常较小， 不适用于在大型玻璃幕墙的清 洁中使用。 尤其是组成大型玻璃幕墙的玻璃之间是有缝隙 的， 需要在机体的不同位置 设置多个吸盘用来防止跌落。 但是， 如果在擦玻璃机器人的机体底部设置多个吸盘 和 行走单元后， 就没有更大的空间布置清洁单元。 因此， 现有擦玻璃机器人的这种结构 使设备布置和防止跌落两者之间在一定程度上 产生了矛盾。 另外， 现有擦玻璃机器人 的清洁单元通常设置为长度超出机器人本体之 外， 当机器人在作业过程中需要转弯， 如果清洁单元是固定在机器人本体上的， 就会使机器人的转弯半径很大， 运动起来不 但会占据很大空间， 而且显得十分笨拙。 发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术 的不足， 提供一种自移动吸附机器 人， 工作单元通过翻转装置将工作单元设置在自移 动吸附机器人的本体上， 当自移动 吸附机器人的工作单元碰到障碍物时， 进行翻转动作， 机器人随后转向， 有效减小了 机器人旋转时旋转半径， 机器人不会因工作单元被障碍物卡住而无法转 向， 结构简单， 运动灵活， 可靠性强。 另外， 采用本发明的这种工作单元与机器人本体分离 设置的结 构， 更有利于工作单元的模块化和更换， 拆卸后包装占用空间小， 给安装和运输都带 来了方便。

本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术 方案实现的：

一种自移动吸附机器人， 包括机器人本体， 本体内设有控制单元， 本体底部设有 吸附单元， 本体上设有工作单元， 所述工作单元通过翻转装置设置在所述本体上 ， 所 述自移动吸附机器人还设有感测单元， 所述控制单元分别与所述感测单元和所述翻转 装置相连， 所述控制单元接收到所述感测单元的感测信号 后， 控制所述翻转装置带动 所述工作单元翻转。 为了使自移动吸附机器人稳定吸附在待作业表 面且不易发生坠落， 所述吸附单元 包含多个吸盘， 多个所述吸盘不规则分布在本体底部， 或者所述多个吸盘交错分布在 本体底部， 或者所述多个吸盘中任意两个吸盘在竖直方向 上的中心线均不共线。

根据需要， 所述感测单元可以设置在所述工作单元的前端 部； 或者， 所述感测单 元也可以设置在所述机器人本体的外缘周上； 或者， 所述感测单元设置在所述翻转装 置上。

具体来说， 所述翻转装置包括驱动电机、 传动机构和连接杆， 连接杆的末端与所 述工作单元相连， 驱动电机输出的动力通过传动机构传递给连接 杆， 使连接杆摆动， 并带动所述工作单元翻转。

所述传动机构可以采用不同的结构形式来实现 ， 可以包括主动齿轮和从动齿轮， 从动齿轮与所述连接杆同步转动， 所述驱动电机输出的动力经主动齿轮传递给与 其啮 合的从动齿轮， 并带动连接杆运动。

所述传动机构也可以为卷线器， 连接杆的一端与卷线器相连， 另一端与所述工作 单元相连， 驱动电机带动卷线器转动， 卷线器拉动连接杆运动。

为了有效调整连接杆的转速， 所述驱动电机和传动机构之间还设有减速器。 为了方便清洁， 使得工作单元贴合玻璃表面， 所述工作单元为清洁机， 包括清洁 机体、 支架和清洁头， 所述清洁头可旋转固定在支架上， 所述支架可伸缩的固定在清 洁机体内， 清洁机体与所述连接杆相连。

为了在清洁的同时对待作业表面喷水， 所述清洁头顶部还设有喷头， 喷头通过软 管与设置在机器人本体上的水箱连接， 控制单元控制喷头进行喷水作业。

为了实现不同的用途， 满足自移动吸附机器人的作业需要， 所述清洁头上还可以 设有抹布、 超声波发生装置、 抛光机或喷涂装置。

为了更便于待作业表面的清理， 所述支架上还设有刮条架， 所述刮条架朝向作业 表面设有开口， 该开口的端部前侧突设有刮条， 所述开口与风道相连。

所述刮条架与支架通过弹簧连接， 起到缓冲的作用。

综上所述， 本发明通过翻转装置将工作单元设置在自移动 吸附机器人的本体上， 当自移动吸附机器人的工作单元碰到障碍物时 ， 进行翻转动作， 机器人随后转向， 有 效减小了机器人旋转时旋转半径， 机器人不会因工作单元被障碍物卡住而无法转 向， 结构简单， 运动灵活， 可靠性强。

下面结合附图和具体实施例， 对本发明的技术方案进行详细地说明。 附图说明

图 1为本发明自移动吸附机器人整体结构示意图� �

图 2为本发明自移动吸附机器人底部吸盘布置位� �示意图；

图 3为本发明自移动吸附机器人工作单元翻转位� �示意图；

图 4为本发明传动机构结构示意图；

图 5为本发明工作单元结构示意图；

图 6为本发明自移动吸附机器人工作状态示意图� � 具体实施方式

图 1为本发明自移动吸附机器人整体结构示意图� � 图 2为本发明自移动吸附机器 人底部吸盘布置位置示意图。 如图 1所示， 本发明提供一种自移动吸附机器人 A， 包 括机器人本体 100， 本体 100内设有控制单元（图中未示出）。结合图 2所示， 本体 100 底部设有吸附单元 200。本体 100上设有工作单元 300， 所述工作单元 300通过翻转装 置 400设置在所述本体 100上。所述自移动吸附机器人还设有感测单元 （图中未示出）， 所述控制单元分别与所述感测单元和所述翻转 装置 400相连， 所述控制单元接收到所 述感测单元的感测信号后， 控制所述翻转装置 400带动所述工作单元 300翻转。

如图 2所示， 当自移动吸附机器人的本体体积较大时， 考虑到在移动过程中其底 部的吸盘可能会碰到凸起或裂缝导致失去真空 度而产生坠落的风险， 为了使自移动吸 附机器人稳定吸附在待作业表面且不易发生坠 落， 所述吸附单元 200 包含多个吸盘 201， 多个吸盘 201不规则分布在本体 100的底部； 或者， 多个吸盘交错分布在本体底 部。 为了防止某一个或某几个吸盘的失效而导致自 移动吸附机器人跌落， 较佳的， 任 意两个吸盘 201在竖直方向上的中心线均不共线。 吸盘 201为真空吸盘， 与机器人内 部的真空泵相连以产生真空度， 保证机器人被吸附在待作业表面上而不掉落。 真空度 产生的压力最终会主要传递到驱动轮上， 当驱动轮转动时， 驱动轮和待作业表面之间 就会产生摩擦力， 以保证机器人在待作业表面上正常行走。

根据需要， 所述感测单元可以设置在所述工作单元 300的前端部； 或者， 所述感 测单元也可以设置在所述机器人本体 100的外缘周上； 或者， 所述感测单元设置在所 述翻转装置上。 通常情况下， 自移动吸附机器人在工作过程中， 工作单元 300处于伸 长状态， 因此， 设置在工作单元 300前端部的感测单元， 可以采用接触式感测单元。 而如果将感测单元设置在机器人本体 100上， 则需要使用非接触式感测单元， 根据工 作单元 300伸出于机器人本 100之外的长度尺寸， 进行非接触式感测距离的预设， 才 能够在工作单元 300与障碍物发生碰撞之前及时感测到并发送感 测信号给控制单元， 控制翻转装置带动工作单元 300翻转。 另外， 如果感测单元采用设置在工作单元 300 前端部的接触式感测单元， 当工作单元 300碰到玻璃边框等障碍物时， 工作单元 300 相对于翻转装置有一定的收缩位移， 此时， 设置在翻转装置上的接触式感测单元如行 程开关等可将感测信号发送给控制单元， 从而控制翻转装置带动工作单元 300翻转。

图 3为本发明自移动吸附机器人工作单元翻转位� �示意图。 如图 3所示， 具体来 说， 所述翻转装置 400包括驱动电机 401、 传动机构 402和连接杆 403。 连接杆 403 的末端与所述工作单元 300相连， 驱动电机 401输出的动力通过传动机构 402传递给 连接杆 403， 使连接杆 403摆动， 并带动所述工作单元 300翻转。

所述传动机构可以采用不同的结构形式来实现 ， 图 4为本发明传动机构结构示意 图。如图 4所示，在本实施例中，传动机构 402可以包括主动齿轮 420和从动齿轮 430， 从动齿轮 430与所述连接杆 403 同步转动。 所述驱动电机输出的动力经主动齿轮 420 传递给与其啮合的从动齿轮 430， 并带动连接杆 403运动， 使连接杆 403绕从动齿轮 430 的中心旋转， 以带动工作单元翻转一个角度处于被抬高的状 态， 这样就可以在机 器人转向的时候减小其旋转半径。 为了有效调整连接杆的转速， 所述驱动电机和传动 机构 402之间还设有减速器 440。

当然， 除了上述驱动机构的结构形式之外， 传动机构还可以采用其他结构， 比如： 卷线器， 连接杆 403的一端可以与一卷线器相连， 另一端与所述工作单元 300相连， 驱动电机带动卷线器转动， 卷线器拉动连接杆 403运动， 同样可以实现工作单元 300 相对于本体 100的翻转。

图 5为本发明工作单元结构示意图。 如图 5所示， 为了方便清洁， 所述工作单元 为清洁机 500， 包括清洁机体 501、 支架 502和清洁头 503。 所述清洁头 503可旋转固 定在支架 502上， 所述支架 502可伸缩的固定在清洁头 503内， 清洁机 500与所述连 接杆 403相连。 为了更便于对待作业表面的清理， 所述支架 502上还设有刮条架 504， 所述刮条架 504朝向作业表面设有开口 505， 该开口 505的端部前侧突设有刮条 506， 所述开口 505与风道相连， 当使用清洁机 500对玻璃幕墙进行清洁作业时， 可以一边 刮洗一边通过风道将污水回收至清洁机机体内 的污水箱（图中未示出）， 防止玻璃表面 留下水痕。 为了增强清洁机 500的灵活性， 且能够满足不同的动作需要， 清洁头 503 与支架 502之间还设置一限位结构， 使得清洁头 503可相对于支架 502进行一定角度 的旋转并限位， 以确保清洁头与玻璃面贴合， 刮条架 504与支架 502之间通过复位弹 簧连接以确保刮条紧贴在玻璃面上， 清洁机体 501 内开设一凹槽， 支架 502设置在所 述凹槽内， 并可在凹槽内进行小幅滑动， 使清洁头始终与玻璃面接触。

为了在清洁的同时对待作业表面喷水， 还可以在清洁头 503的顶部设有喷头， 喷 头通过软管 507与设置在机器人本体上的水箱连接，控制单 元控制喷头进行喷水作业。

再有， 为了实现不同的用途， 满足自移动吸附机器人的作业需要， 所述清洁头 503 上还可以设有抹布、 超声波发生装置、 抛光机或喷涂装置。 也就是说， 工作单元 300 可以采用单一或多种功能的组合， 例如： 喷水、 超声波清洁、 刮条和吸水的组合； 喷 水、 抹布和刮条的组合； 或者， 喷水、 抛光盘、 刮条和吸水的组合等等。

图 6为本发明自移动吸附机器人工作状态示意图� � 在如图 6所示的实施例中， 所 述自移动吸附机器人 A为一种玻璃幕墙的自动清洁吸附机器人。 该机器人的机体通过 安全绳 1000固定在大楼的天台 B上， 自移动吸附机器人 A吸附在玻璃幕墙 C的待清 洁玻璃表面进行清洁作业。 如图 6并结合图 1所示， 自移动吸附机器人 A在玻璃幕墙 C的待清洁玻璃表面进行清洁作业， 其行走轨迹是沿着玻璃幕墙 C的左下角朝左上角 方向运动的， 且工作单元 300处于伸长状态， 是贴合在玻璃幕墙 C的待清洁玻璃表面 进行作业的。 随着机器人向上行走， 设置在工作单元 300前端部的感测单元会接收到 感测信号， 告知控制单元该工作单元 300与玻璃幕墙 C的上缘 D发生碰撞。 此时， 控 制单元输出信号给翻转装置 400中的驱动电机 401， 使其输出动力， 经减速器 440减 速后， 带动主动齿轮 420转动， 主动齿轮 420带动从动齿轮 430转动。 由于连接杆 403 固定在从动齿轮 420上，因而与从动齿轮 420同步转动，连接杆 403带动工作单元 300 由机器人本体 100的前端位置转动到前上端位置， 然后控制机器人转向。 显然， 由于 工作单元 300的抬起动作， 减小了机器人的转弯半径， 避免了机器人因工作单元被障 碍物卡住而无法转向的问题的产生。

综上所述， 本发明所提供的自移动吸附机器人， 其工作单元不是直接设置在机器 人本体上的， 而是通过翻转装置将工作单元设置在自移动吸 附机器人的本体的前端， 当自移动吸附机器人的工作单元碰到障碍物时 ， 进行翻转动作， 机器人随后转向， 有 效减小了机器人旋转时旋转半径， 机器人不会因工作单元被障碍物卡住而无法转 向， 结构简单， 运动灵活， 可靠性强。 另外， 采用本发明的这种工作单元与机器人本体分 离设置的结构， 更有利于工作单元的模块化和更换， 拆卸后包装占用空间小， 给安装 和运输都带来了方便。