基于負(fù)壓吸附的輪式玻窗清潔機器人

目前，市場上雖然出現(xiàn)了一些爬壁機器人，但至今還沒有一種專門針對玻窗清潔的機器人。本文介紹了一種基于負(fù)壓吸附的輪式玻窗清潔機器人，將其用于高層住宅的的玻璃清洗工作。使用該機器人可以避免玻窗清潔帶來的高空作業(yè)危險，而且其操作簡單、使用方便，應(yīng)用價值高，市場前景廣闊。

　　1 玻窗清潔機器人系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　該玻窗清潔機器人系統(tǒng)由手勢識別和清潔機身兩個部分組成，如圖1所示。手勢識別部分利用MXC6202二軸加速度傳感器測量人手控制過程中的加速度值，將采集到的加速度值送入單片機中處理，經(jīng)過一定的算法得到控制信號，并通過無線發(fā)射模塊發(fā)送到清潔機器人部分。清潔機身部分將接收到的手勢識別控制信號傳送給主控單片機［1］，經(jīng)過運算處理后，產(chǎn)生兩路直流減速電機的控制信號和一路微型真空泵的控制信號，經(jīng)各驅(qū)動器放大后，實現(xiàn)對直流減速電機和微型真空泵的驅(qū)動和控制。

　　2 玻窗清潔機器人結(jié)構(gòu)

　　玻窗清潔機器人采用負(fù)壓吸附、輪式驅(qū)動結(jié)構(gòu)［2-3］。工作時，機器人吸附在玻璃面上，通過全方位移動，實現(xiàn)對玻璃的清潔。清潔機器人結(jié)構(gòu)的三維實體模型如圖2所示，由車輪、過濾器、微型真空泵、同步齒形帶、直流減速電機、底盤、吸盤七部分構(gòu)成。該結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡單、可靠、操作方便，可以滿足壁面移動機器人在負(fù)載能力、速度以及可靠性方面的要求。

　　該機器工作原理：通過微型真空泵抽氣，在吸盤內(nèi)形成負(fù)壓，從而將機器人吸附在玻璃面上；由兩個直流減速電機控制兩排輪胎的同向同速、同向差速、異向同速、異向差速等運動狀態(tài)，從而實現(xiàn)機器人上、下、左、右等運動。

　　3 玻窗清潔機器人驅(qū)動模塊

　　機器人驅(qū)動模塊是玻窗清潔機器人系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，因此，本文重點介紹了驅(qū)動電機的選擇、電機的參數(shù)優(yōu)化及驅(qū)動電路的設(shè)計。