本發明專利技術公開了一種機電一體化家用自動擦窗機，包括機械裝置和電控裝置。所述機械裝置包括固定架、機械臂和擦洗頭，所述機械臂包括鉸連的大臂和小臂，所述小臂通過小臂轉動機構繞大臂轉動，所述大臂鉸連于固定架的固定軸上并通過大臂轉動機構繞固定軸轉動，所述擦洗頭設于小臂上，所述擦洗頭包括轉動機構和升降機構。所述各轉動機構和升降機構的步進電機均通過相關電路連接電控裝置；各步進電機上設有角度位移傳感器，擦洗頭對應面上設有感應窗框和玻璃面的接觸傳感器。本發明專利技術運行時，電控裝置通過處理傳感器反饋的信號，能準確控制大臂、小臂和擦洗頭的動作，確保擦洗頭依據窗框的限制并按照路徑規劃連續進行二塊玻璃的擦洗。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及擦洗戶外窗戶玻璃的設備,具體為一種機電一體化家用自動擦窗機。
技術介紹
:隨著社會經濟的發展，城市化建設使越來越多市民住在高樓上，而戶外玻璃的清潔問題，也越發受到人們的關注。目前，戶外玻璃清洗的方法主要有以下幾種:1、徒手清洗。即僅使用抹布，自己伸手出去清洗玻璃，這是目前使用最多的土方法。該方法無需購置設備，成本低，然而其缺點也顯而易見:其清潔范圍受到臂長的限制，對于尺寸稍大的窗戶不適用，若人體懸出窗外則很難保證人身安全。2、借助長臂擦頭進行擦洗。該清洗方法不受尺寸限制，但是此方法由于長臂比較重，清洗時比較耗費體力。3、用帶有磁力相互吸附在玻璃兩側的工具進行清洗。此方法可減少人的負擔，但不管是用永磁鐵還是電磁鐵，都不可避免的面臨一個問題，就是當磁性不足以相互吸住時，玻璃外面的工具就會掉落，造成安全隱患。4、聘請專業外墻清洗人員進行清洗，即所謂的“蜘蛛人”。該清洗方法的成本是最高的，一般針對整棟商用樓宇的清洗，不適于家用。5、壁面清洗機器人。具備能在壁面上吸附和移動兩個基本功能，吸附方式可分為真空吸附(較多采用)或磁吸附，真空吸附又可分為單吸盤和多吸盤吸附，多吸盤吸附較單吸盤吸附越障能力較好。該類型產品因其成本較高及初始設計時的市場定位等原因，其主要還是用于商用樓宇幕墻的清洗。另外，其在技術上仍不太完善，主要因為面臨以下技術難點:可靠的吸附及密封技術；較強越障能力的移動技術；協調各部分工作和配合的控制技術；能達到安全有效令人滿意清洗效果的清洗機構設計。
技術實現思路
:本專利技術的目的是設計一種機電一體化家用自動擦窗機，其安裝于窗臺上，模擬人手對窗戶進行自動擦洗。能夠實現上述目的機電一體化家用自動擦窗機，包括機械裝置和電控裝置，所不同的是所述機械裝置包括固定架、繞固定架轉動的機械臂和設于機械臂上的擦洗頭，其中:1、所述固定架的一種結構包括底板、支撐板以及定夾板和動夾板，所述底板置于窗臺并通過其上的調節螺栓調平，所述支撐板于底板外側平行于窗面設置，所述定夾板和動夾板于底板內側設置，并可通過緊固螺栓和緊固螺母快速夾緊于窗臺上的窗框導軌兩側；另有固定軸設于支撐板上。2、所述機械臂包括相互鉸連的大臂和小臂，所述小臂通過小臂轉動機構繞大臂轉動，所述大臂鉸連于固定架的固定軸上并通過大臂轉動機構繞固定軸轉動，所述擦洗頭設于小臂上。3、所述大臂轉動機構包括設于大臂上的大臂步進電機和設于大臂電機輸出軸與固定軸之間的大臂降速齒輪副；所述小臂轉動機構包括設于小臂上的小臂步進電機、連接大臂與小臂的小臂軸和設于小臂電機輸出軸與小臂軸之間的小臂降速齒輪副，所述小臂軸一端與大臂固連，另一端與小臂鉸連。4、所述擦洗頭包括轉動機構,所述轉動機構包括設于小臂上的擦洗步進電機、與小臂鉸連的擦洗軸、設于擦洗電機輸出軸與擦洗軸之間的擦洗降速齒輪副以及固定板和擦洗板，所述固定板固設于擦洗軸軸端，固定板與擦洗板之間用彈性元件連接，彈性元件通過一定的壓力將擦洗板壓在窗戶玻璃上，使擦洗板與窗戶玻璃的接觸更緊密，提高擦洗效果，可通過調節彈性元件的預壓量調整擦洗的力度。5、所述大臂步進電機、小臂步進電機和擦洗步進電機均通過相關電路連接電控裝置。上述結構中，將固定架固定于窗臺，啟動擦窗機后，電控裝置將控制大、小臂轉動機構動作，帶動擦洗頭按照一定路徑規劃行走至各指定的擦窗位置，電控裝置還控制轉動機構帶動擦洗板轉動一定角度，以適應不同的窗戶形狀，將所控制范圍的窗戶擦拭干凈。常規設計中，所述大臂降速齒輪副(采用二級齒輪傳動)包括一級大臂主動小齒輪、一級大臂從動大齒輪、二級大臂主動小齒輪和二級大臂從動大齒輪，所述一級大臂主動小齒輪連接大臂電機輸出軸，一級大臂從動大齒輪與二級大臂主動小齒輪同軸固連，二級大臂從動大齒輪與固定軸固連(由于二級大臂從動大齒輪位置固定不轉動，則二級大臂主動小齒輪圍繞二級大臂從動大齒輪轉動，從而實現大臂的轉動)；所述小臂降速齒輪副(采用一級齒輪傳動)包括小臂主動小齒輪和小臂從動大齒輪，所述小臂主動小齒輪與小臂電機輸出軸連接，小臂從動大齒輪與小臂軸固連(由于小臂從動大齒輪位置固定不轉動，則小臂主動小齒輪圍繞小臂從動大齒輪轉動，從而實現小臂的轉動)；所述擦洗降速齒輪副(采用一級齒輪傳動)包括擦洗主動小齒輪和擦洗從動大齒輪，所述擦洗主動小齒輪與擦洗電機輸出軸連接，所述擦洗從動大齒輪與擦洗軸固連。為使擦洗頭能越過窗框擦洗另一塊窗戶，所述擦洗頭還包括升降機構，所述升降機構的一種結構包括設于固定板上的升降步進電機、移動板、導向桿、升降降速齒輪副和相互配合的絲桿與螺母，所述移動板設于固定板與擦洗板之間，所述螺母轉動配合于固定板上開設的軸孔中，所述絲桿穿過固定板連接移動板，所述導向桿連接移動板并滑動配合于固定板上開設的導向孔內，所述升降降速齒輪副連接于升降電機輸出軸與螺母之間，所述彈性元件設于移動板與擦洗板之間。所述升降步進電機通過升降降速齒輪副轉動螺母，由于螺母于固定位置旋轉，則絲桿作升降移動，從而帶動連接板及擦洗板作升降運動。當升起擦洗板后配以機械臂旋轉，則可完成擦洗頭跨越障礙物的動作。所述升降降速齒輪副(采用一級齒輪傳動)包括升降主動小齒輪和升降從動大齒輪，所述升降主動小齒輪與升降電機輸出軸連接，所述升降從動大齒輪與螺母同軸固連。所述固定軸、小臂軸和擦洗軸上均設有檢測各大臂和小臂以及擦洗頭轉動角度的角位移傳感器，所述各角位移傳感器通過相關電路連接電控裝置；所述擦洗板的擦洗面及對應于窗框的四個側面上均設有接觸傳感器，所述各接觸傳感器通過相關電路連接電控裝置。通過電控裝置適當控制各步進電機，使大臂和小臂及擦洗頭相互配合完成各種類似人手擦洗的動作。本專利技術的有益效果:本專利技術機電一體化家用自動擦窗機通過機械結構和電子控制技術的相互融合，可以模擬人的手臂和手腕動作對戶外窗戶進行擦洗，結構簡單，智能化程度高，仿真能力強，擦洗效果良好，操控方便，安全高效。附圖說明:圖1為本專利技術一種實施方式的結構示意圖。圖2為圖1實施方式的俯視圖。圖3為圖1中的A向視圖。圖內標號為:1、大臂；2、小臂；3、固定軸；4、大臂步進電機；5、小臂步進電機；6、小臂軸；7、擦洗步進電機；8、擦洗軸；9、擦洗板；10、一級大臂主動小齒輪；11、一級大臂從動大齒輪；12、二級大臂主動小齒輪；13、二級大臂從動大齒輪；14、小臂主動小齒輪；15、小臂從動大齒輪；16、擦洗主動小齒輪；17、擦洗從動大齒輪；18、升降步進電機；19、絲桿；20、螺母；21、角位移傳感器；22、導向桿；23、固定板；24、升降板；25、彈簧；26、接觸傳感器；27、底板；28、支撐板；29、定夾板；30、動夾板；31、緊固螺栓；32、調節螺釘；33、升降從動大齒輪；34、中間軸。具體實施方式:下面結合附圖對本專利技術的技術方案作進一步說明:本專利技術機電一體化家用自動擦窗機包括機械裝置和電控裝置，所述機械裝置包括安裝于窗臺上的固定架、繞固定架轉動的機械臂和設于機械臂上的擦洗頭。所述固定架(是整個機器的支撐部分)包括底板27、支撐板28以及定夾板29和動夾板30，所述底板27置于外窗臺上并通過其上對角的兩個調節螺釘32調平位置，使其與窗臺保持良好的接觸，所述支撐板28于底板27外側平行于窗面設置，垂直于支撐板28安本文檔來自技高網...
【技術保護點】
機電一體化家用自動擦窗機，包括機械裝置和電控裝置，其特征在于：所述機械裝置包括固定架、繞固定架轉動的機械臂和設于機械臂上的擦洗頭，其中：所述固定架包括底板（27）、支撐板（28）以及定夾板（29）和動夾板（30），所述底板（27）置于窗臺上并通過其上的調節螺釘（32）調平，所述支撐板（28）于底板（27）外側平行于窗面設置，所述定夾板（29）和動夾板（30）于底板（27）內側設置并通過緊固螺栓（31）和緊固螺母夾緊于窗臺上的窗框導軌兩側；另有固定軸（3）設于支撐板（28）上。所述機械臂包括鉸連的大臂（1）和小臂（2），所述小臂（2）通過小臂轉動機構繞大臂（1）轉動，所述大臂（1）鉸連于固定架的固定軸（3）上并通過大臂轉動機構繞固定軸（3）轉動，所述擦洗頭設于小臂（2）上；所述大臂轉動機構包括設于大臂（1）上的大臂步進電機（4）和設于電機輸出軸與固定軸（3）之間的大臂降速齒輪副；所述小臂轉動機構包括設于小臂（2）上的小臂步進電機（5）、連接大臂（1）與小臂（2）的小臂軸（6）和設于小臂電機輸出軸與小臂軸（6）之間的小臂降速齒輪副，所述小臂軸（6）一端與大臂（1）固連，另一端與小臂（2）鉸連；所述擦洗頭包括轉動機構，所述轉動機構包括設于小臂（2）上的擦洗步進電機（7）、與小臂（2）鉸連的擦洗軸（8）、設于擦洗電機輸出軸與擦洗軸（8）之間的擦洗降速齒輪副以及固定板（23）和擦洗板（9），所述固定板（23）固設于擦洗軸（8）軸端，固定板（23）與擦洗板（9）之間用彈性元件連接；所述大臂步進電機（4）、小臂步進電機（5）和擦洗步進電機（7）均通過相關電路連接電控裝置。...
【技術特征摘要】
1.機電一體化家用自動擦窗機，包括機械裝置和電控裝置，其特征在于:所述機械裝置包括固定架、繞固定架轉動的機械臂和設于機械臂上的擦洗頭，其中: 所述固定架包括底板(27 )、支撐板(28 )以及定夾板(29 )和動夾板(30 )，所述底板(27 )置于窗臺上并通過其上的調節螺釘(32)調平，所述支撐板(28)于底板(27)外側平行于窗面設置，所述定夾板(29)和動夾板(30)于底板(27)內側設置并通過緊固螺栓(31)和緊固螺母夾緊于窗臺上的窗框導軌兩側；另有固定軸(3)設于支撐板(28)上。所述機械臂包括鉸連的大臂(I)和小臂(2)，所述小臂(2)通過小臂轉動機構繞大臂(I)轉動，所述大臂(I)鉸連于固定架的固定軸(3)上并通過大臂轉動機構繞固定軸(3)轉動，所述擦洗頭設于小臂(2)上； 所述大臂轉動機構包括設于大臂(I)上的大臂步進電機(4)和設于電機輸出軸與固定軸(3)之間的大臂降速齒輪副；所述小臂轉動機構包括設于小臂(2)上的小臂步進電機(5)、連接大臂(I)與小臂(2)的小臂軸(6)和設于小臂電機輸出軸與小臂軸(6)之間的小臂降速齒輪副，所述小臂軸(6)—端與大臂(I)固連，另一端與小臂(2)鉸連； 所述擦洗頭包括轉動機構，所述轉動機構包括設于小臂(2)上的擦洗步進電機(7)、與小臂(2)鉸連的擦洗軸(8)、設于擦洗電機輸出軸與擦洗軸(8)之間的擦洗降速齒輪副以及固定板(23 )和擦洗板(9 )，所述固定板(23 )固設于擦洗軸(8 )軸端，固定板(23 )與擦洗板(9)之間用彈性元件連接； 所述大臂步進電機(4 )、小臂步進電機(5 )和擦洗步進電機(7 )均通過相關電路連接電控裝置。2.根據權利要求1所述的機電一體化家用自動擦窗機，其特征在于:所述大臂降速齒輪副為二級齒輪傳動，包括一級大臂主動小齒輪(10)、一級大臂從動大齒輪(11)、二級大臂主動小齒輪(12)和二級大臂從動大齒輪(13)，所述一級大臂主動小齒輪(10)連接大臂電機輸出軸，一級大臂從動大齒輪(11)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂汝金，劉建偉，陸盛晟，蘇思杰，雷志鵬，吳映夏，喬海權，
申請(專利權)人：桂林電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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