擦窗機器人的現狀與應用分析

盧威斌 楊家輝 方艷欣 崔昊

摘 要： 擦窗戶玻璃這項工作對于高空用戶以及老人家來說是一件困難且危險的事情，隨著建筑樓房的高度增加，人工進行擦窗已經不能滿足需求。擦窗機器人的出現是一種高效率且讓工作人員的安全性大大提高的發明。本文將對擦窗機器人的現狀與應用進行分析。

關鍵詞： 擦窗；人工擦窗；擦窗機器人；現狀與應用

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1 擦窗機器人的背景：

高空擦窗一直都是一種十分危險的工作，經常都可以在新聞上看到關于擦窗而引發的事故，人類的建筑水平在提高，樓層高度也在提高。許多城市為了市容市貌，規定城市大樓每隔一定時間都得進行窗戶清理，這個時候的人工擦窗已經不能完全滿足需求了。于是乎人們在思考，是否可以研究發明一種擦窗機器人來代替人類，安全且高效率的完成擦窗工作？隨著現代機器人技術的發展，擦窗機器人開始出現在大眾眼前，人們甚至研究出了形色各異的擦窗機器人。

擦窗機器人，又稱自動擦窗機、擦玻璃機器人、智能擦窗器、智能窗戶清潔器等，是智能家用電器的一種。它能憑借自身底部的真空泵或者風機裝置，牢牢地吸附在玻璃上，然后借助一定的人工智能，自動探測窗戶的邊角距離、規劃擦窗路徑。擦窗機器人一般會利用自身吸附在玻璃上的力度來帶動機身底部的抹布擦掉玻璃上的臟污。擦窗機器人的出現，很好的解決了高空擦窗以及擦外窗時需要考慮的安全問題，并且擦窗機器人有著一定的人工智能，能在不知疲倦的完成枯燥擦窗工作的同時，還可以保持工作完成的高效率及高精度。自動擦窗機器人是面向普通家庭和辦公室的，為其提供電動擦窗器，主要擦拭平開窗。擦窗機器人的優點主要是能夠自行擦拭玻璃的外側，不需要人站在窗臺上擦拭，保證了人的安全；同時該擦窗器不需要人的操縱，減少了人的體力勞動，其能夠自行擦完整塊玻璃，方便易操作，其價格便宜。自動擦窗機器人正是在這種背景下應運而生。

2 擦窗機器人的現狀分析：

擦窗機器人其實也可以歸屬于家電產品的一種，與掃地機器人的原理大概相同，也是一種帶電，依靠電能驅動的機器人。如今大部分的擦窗機器人形狀以方形為主，并且工作時需要連接電源使用，而電線的長度是可以調節的，根據實際工作情況來調節電源線的長度。雖然內部也帶有電池，但由于技術限制，電池一般應用于某些突發情況，無法完全依靠電池驅動完成整個工作。擦窗機器人界面設計的比較簡單，多為一鍵式控制面板外加單手操作設計，另配有遙控，其遙控信號可以穿透玻璃不受阻礙。擦窗機器人如今大致有兩種吸附方式，一類是真空吸盤，還有一類是風機吸附。北京航天航空大學機器人研究所提出過一種提出了一種面向工程應用應用的分段比例控制方法，應用于氣動脈寬調制高速開關閥控氣缸位置伺服系統，使得機器人運動性能得到了明顯改善，有實際應用價值。在現代科學的發展下，慢慢出現了各種越來越靈巧的擦窗機器人，在擦窗機器人的形狀與體積進行改進，并且增加了其的智能化，促進擦窗機器人在工作中的靈巧與智能性。在真空吸盤型機器人中，單個吸盤有著許多不足，所以出現了多個吸盤的機器人。人工智能在擦窗機器人中的應用使得它開始減少了對人類操控的需求，例如視覺圖像的應用。它可以自動檢測臟污，自動清理，這就需要傳感器技術的支持。最先研發出這個產品的是科沃斯機器人，大概時間在2011年。

現如今人們對于機器產品的要求越來越高，開始慢慢重視擦窗機器人低噪音性能，人們認為它工作時的噪音會影響日常的交流與工作。這是由空氣泵工作產生的，空氣泵的作用是抽出空氣形成真空狀態讓自動擦窗機器人吸在玻璃上的，這是現有的自動擦窗機器人的硬傷，也是我們改進的方向。還有就是擦窗機器人的電線連接有著很大的不方便，最好是能有著可靠并且持久的內部電池，增強了它的靈活性。隨著人們的生活質量要求的提高，總的來說，高效率設計、智能化設計、易操作設計、美觀的外形的設計是未來的自動擦窗機器人主流設計。

3 擦窗機器人的應用：

擦窗機器人在人們的需求下出現，它的智能性、安全性、高效率性及價格能接受的特點，開始在很多方面投入應用，開始大大的解放勞動力。

（1）擦窗機器人運用在城市高樓清潔：大城市為了市容市貌，常常需要對高樓外窗進行清理。人工的效率是很難比得上機器人，并且安全措施并不能完全保證安全。所以說，擦窗機器人在這方面的運用是十分重要的。

（2）擦窗機器人作為家電產品的應用：家庭電器產品的發展下，洗衣機、自動掃地機器人已經不能完全滿足需求。擦窗機器人開始走入家庭，在打掃工作中減少人工的參與，并且操縱簡單。而且有些老人的身體問題，擦窗工作已經是十分危險的。

4 總結：

擦窗機器人是近代自動化控制科學發展而出現的一種技術，它涵蓋了機械學科，力學，傳感器技術，單片機技術，真空吸附（或風機吸附），計算機科學等一系列知識的總和。它的好處是在于，只要我們輸入一個正確的工作程序的編程代碼，就可以按照我們的要求去不知疲憊的工作，擦窗機器人作為機器人的一種，其自身的人工智能和適應性也在工作中不斷提現。我們完全有理由相信在未來，擦窗機器人的各方面性能將不斷提升，開始隨處可見。

參考文獻

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