擦窗机器人的现状与应用分析

卢威斌 杨家辉 方艳欣 崔昊

摘 要： 擦窗户玻璃这项工作对于高空用户以及老人家来说是一件困难且危险的事情，随着建筑楼房的高度增加，人工进行擦窗已经不能满足需求。擦窗机器人的出现是一种高效率且让工作人员的安全性大大提高的发明。本文将对擦窗机器人的现状与应用进行分析。

关键词： 擦窗；人工擦窗；擦窗机器人；现状与应用

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1 擦窗机器人的背景：

高空擦窗一直都是一种十分危险的工作，经常都可以在新闻上看到关于擦窗而引发的事故，人类的建筑水平在提高，楼层高度也在提高。许多城市为了市容市貌，规定城市大楼每隔一定时间都得进行窗户清理，这个时候的人工擦窗已经不能完全满足需求了。于是乎人们在思考，是否可以研究发明一种擦窗机器人来代替人类，安全且高效率的完成擦窗工作？随着现代机器人技术的发展，擦窗机器人开始出现在大众眼前，人们甚至研究出了形色各异的擦窗机器人。

擦窗机器人，又称自动擦窗机、擦玻璃机器人、智能擦窗器、智能窗户清洁器等，是智能家用电器的一种。它能凭借自身底部的真空泵或者风机装置，牢牢地吸附在玻璃上，然后借助一定的人工智能，自动探测窗户的边角距离、规划擦窗路径。擦窗机器人一般会利用自身吸附在玻璃上的力度来带动机身底部的抹布擦掉玻璃上的脏污。擦窗机器人的出现，很好的解决了高空擦窗以及擦外窗时需要考虑的安全问题，并且擦窗机器人有着一定的人工智能，能在不知疲倦的完成枯燥擦窗工作的同时，还可以保持工作完成的高效率及高精度。自动擦窗机器人是面向普通家庭和办公室的，为其提供电动擦窗器，主要擦拭平开窗。擦窗机器人的优点主要是能够自行擦拭玻璃的外侧，不需要人站在窗台上擦拭，保证了人的安全；同时该擦窗器不需要人的操纵，减少了人的体力劳动，其能够自行擦完整块玻璃，方便易操作，其价格便宜。自动擦窗机器人正是在这种背景下应运而生。

2 擦窗机器人的现状分析：

擦窗机器人其实也可以归属于家电产品的一种，与扫地机器人的原理大概相同，也是一种带电，依靠电能驱动的机器人。如今大部分的擦窗机器人形状以方形为主，并且工作时需要连接电源使用，而电线的长度是可以调节的，根据实际工作情况来调节电源线的长度。虽然内部也带有电池，但由于技术限制，电池一般应用于某些突发情况，无法完全依靠电池驱动完成整个工作。擦窗机器人界面设计的比较简单，多为一键式控制面板外加单手操作设计，另配有遥控，其遥控信号可以穿透玻璃不受阻碍。擦窗机器人如今大致有两种吸附方式，一类是真空吸盘，还有一类是风机吸附。北京航天航空大学机器人研究所提出过一种提出了一种面向工程应用应用的分段比例控制方法，应用于气动脉宽调制高速开关阀控气缸位置伺服系统，使得机器人运动性能得到了明显改善，有实际应用价值。在现代科学的发展下，慢慢出现了各种越来越灵巧的擦窗机器人，在擦窗机器人的形状与体积进行改进，并且增加了其的智能化，促进擦窗机器人在工作中的灵巧与智能性。在真空吸盘型机器人中，单个吸盘有着许多不足，所以出现了多个吸盘的机器人。人工智能在擦窗機器人中的应用使得它开始减少了对人类操控的需求，例如视觉图像的应用。它可以自动检测脏污，自动清理，这就需要传感器技术的支持。最先研发出这个产品的是科沃斯机器人，大概时间在2011年。

现如今人们对于机器产品的要求越来越高，开始慢慢重视擦窗机器人低噪音性能，人们认为它工作时的噪音会影响日常的交流与工作。这是由空气泵工作产生的，空气泵的作用是抽出空气形成真空状态让自动擦窗机器人吸在玻璃上的，这是现有的自动擦窗机器人的硬伤，也是我们改进的方向。还有就是擦窗机器人的电线连接有着很大的不方便，最好是能有着可靠并且持久的内部电池，增强了它的灵活性。随着人们的生活质量要求的提高，总的来说，高效率设计、智能化设计、易操作设计、美观的外形的设计是未来的自动擦窗机器人主流设计。

3 擦窗机器人的应用：

擦窗机器人在人们的需求下出现，它的智能性、安全性、高效率性及价格能接受的特点，开始在很多方面投入应用，开始大大的解放劳动力。

（1）擦窗机器人运用在城市高楼清洁：大城市为了市容市貌，常常需要对高楼外窗进行清理。人工的效率是很难比得上机器人，并且安全措施并不能完全保证安全。所以说，擦窗机器人在这方面的运用是十分重要的。

（2）擦窗机器人作为家电产品的应用：家庭电器产品的发展下，洗衣机、自动扫地机器人已经不能完全满足需求。擦窗机器人开始走入家庭，在打扫工作中减少人工的参与，并且操纵简单。而且有些老人的身体问题，擦窗工作已经是十分危险的。

4 总结：

擦窗机器人是近代自动化控制科学发展而出现的一种技术，它涵盖了机械学科，力学，传感器技术，单片机技术，真空吸附（或风机吸附），计算机科学等一系列知识的总和。它的好处是在于，只要我们输入一个正确的工作程序的编程代码，就可以按照我们的要求去不知疲惫的工作，擦窗机器人作为机器人的一种，其自身的人工智能和适应性也在工作中不断提现。我们完全有理由相信在未来，擦窗机器人的各方面性能将不断提升，开始随处可见。

参考文献

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