作品名稱：全自動擦窗機器人
學校名稱：沈陽航空航天大學
參賽隊伍：PM2.5
參賽學生：孫燁培 商丹 趙艷
指導老師：姜陽
一種可越障的全自動擦窗機器人，其特征在于，包括主體結構與擦洗結構；其中擦窗機器主體結構包括：主體外殼，電源模塊，電機，升降機構，吸盤。電機設置于主體結構內(nèi)側；升降機構設置于左右主體各自上表面；電源模塊與電機相連接；電機帶動升降機構上下移動。擦窗機器人擦洗結構包括：刮水板，圓柱型齒條，齒輪，齒條固定裝置，電機。
齒條固定裝置分別設置于機器人主體結構的外側；半圓柱齒條經(jīng)齒條固定裝置固定于兩主體上方；刮水板與齒條內(nèi)嚙合于兩主體之間，進行往復運動以達到清潔目的；齒輪與半圓柱型齒條外嚙合于齒條兩端以控制主體間距。
升降機構包括電機控制部件和絲桿，電機控制部件分別設置于兩主體內(nèi)，與電機驅動相連接，并帶動絲桿轉動，從而實現(xiàn)升降功能，調(diào)整半圓柱型齒條兩端高度。電源模塊為大容量充電模塊；兩主體外殼均呈相同尺寸的長方體；主體外殼頂部均設有把手。吸盤個數(shù)為8個，左右兩主體各4個。半圓柱型齒條為四根，平行分布于兩主體上方。兩主體外殼內(nèi)部設有一層電路板夾層，電源模塊與電機均設置于電路板夾層內(nèi)。擦窗機器人主體還包括—噴水結構，包括水箱，水管，水泵，以及噴嘴；其中，水箱設置于主體內(nèi)部，水管的兩端通過水泵設置于水箱內(nèi)，噴嘴設置于刮水器一側。刮條和清潔布共同安裝在可旋轉的三棱柱上，可以在清潔時快速的切換。
一種可越障的全自動擦窗機器人的操作方法包括括移動方法，越障方法與轉向方法。
移動方法的步驟包括:使擦窗機器人移動至一無障礙無接縫的平整工作平面；位于前方的主體吸盤吸附于工作平面；位于后方的主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升微小高度；后方主體向前方主體靠近，并在靠近后吸緊工作平面；前方主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升微小高度；前方主體向前移動，移動至工作最大跨度時停止移動，并吸緊工作平面；清潔裝置開始工作，清潔裝置清潔完畢后，重復步驟。
越障方法的步驟包括:使擦窗機器人移動至一存在凸起障礙的工作平面；位于前方的主體前沿觸碰到障礙時停止移動；位于后方的主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升微小高度；后方主體向前方主體靠近，并在靠近后吸緊工作平面；前方主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升可越障的高度；前方主體向前移動，移動至工作最大跨度時停止移動，并吸緊工作平面；后方主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升可越障的高度；后方主體向前方主體靠近，并在跨越障礙后吸緊工作平面。
轉向方法的步驟包括:其中一個主體吸附于工作表面，另一主體脫離工作表面吸附于工作面的主體轉動其中心軸，使主體上部和下部吸盤發(fā)生相對轉動；當另一主體轉動到合適位置時停止旋轉，并使該主體吸附于工作表面開始清潔。
一種可越障的全自動擦窗機器人的越障方法步驟包括:使所述的一種可越障的全自動擦窗機器人移動至一存在凸起障礙的工作平面。位于前方的主體前沿觸碰到障礙時停止移動。位于后方的主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升微小高度。后方主體向前方主體靠近，并在靠近后吸緊工作平面。前方主體吸盤松開工作平面，并由升降裝置向上抬升至可越障的高度。前方主體通過齒條向前移動，移動至工作最大跨度時停止移動，并吸緊工作平面。后方主體吸盤松開工作平面，并由跨越到另一側主體的升降裝置向上抬升至可越障的高度。后方主體向前方主體靠近，并在跨越障礙后吸緊工作平面。
一種可越障的全自動擦窗機器人的轉向方法：首先移動至可轉動平面，主體a吸盤減壓吸附于工作表面，主體b吸盤增壓使其脫離工作表面，主體a的電機減速箱c工作，通過齒輪嚙合使主體a上下部分發(fā)生相對轉動，待轉動到合適位置時，主體b吸盤減壓，吸附于工作表面，可以進行清潔工作。
一種可越障的全自動擦窗機器人，針對有窗框的小面積老式窗戶以及高層大面積落地窗的內(nèi)外清潔問題，將人工智能運用至日常清潔工作中，能夠自動規(guī)劃清潔路線，自動識別并跨越窗框等障礙，實現(xiàn)全自動清洗。通過智能交互系統(tǒng)，能夠隨時將工作信息反饋給用戶，更加方便快捷，并配有遙控，手動調(diào)整姿態(tài)，以應對偶發(fā)的故障。 還具有一定的輔助功能，不僅可以清洗玻璃窗，對于室內(nèi)的衣柜餐桌，只需要更換不同的清潔劑與清潔布即可，功能多樣且靈活，實用性強。
