在竖直表面上移动的装置、清洁竖直表面的工具和清洁竖直表面的系统的制作方法

在竖直表面上移动的装置、清洁竖直表面的工具和清洁竖直表面的系统
发明领域
1.本发明涉及用于在竖直表面上移动的装置、用于清洁竖直表面的工具和用于清洁竖直表面的系统的领域，且更具体地涉及自动装置、工具及其系统。
2.发明背景
3.典型地，高层建筑物的竖直表面(诸如摩天大楼的窗户和墙壁)由高层清洁专业人员手动清洁。当前与手动清洁相关联的困难可能包括坠落风险、人工劳动的不精确性和/或人工劳动的不可用性。对用于清洁高层建筑物的竖直表面的自动装置、工具和系统的需求由来已久。
4.发明概述
5.本发明的一些实施例可以提供一种用于在基本竖直表面上移动的装置，该装置可以包括：框架；第一臂，其连接到框架并且可围绕第一轴线相对于框架旋转；连接到第一臂的第一真空吸盘；第二臂，其连接到框架并且可围绕基本平行于第一轴线的第二轴线相对于框架旋转；连接到第二臂的第二真空吸盘；与第一真空吸盘和第二真空吸盘流体连通的真空泵；第一阀，其用于控制在第一真空吸盘中产生真空和从第一真空吸盘释放真空；第二阀，其用于控制在第二真空吸盘中产生真空和从第二真空吸盘释放真空；以及控制器，其用于控制第一臂和第二臂的旋转以及真空泵、第一阀和第二阀的操作。
6.本发明的一些实施例可以提供一种用于清洁基本竖直表面的工具，该工具可以包括：主体，其具有第一主体端、第二主体端以及在第一主体端和第二主体端之间延伸的中心纵向主体轴线；线缆连接器，其用于将主体连接到线缆，一个或两个刷子各自可旋转地连接到第一主体端或第二主体端之一；设置在主体上的一个或更多个螺旋桨，其中该一个或更多个螺旋桨中的至少一个至少在基本垂直于中心纵向主体轴线的方向上产生推力，以将工具推靠在基本竖直表面上；以及清洁工具控制器，其用于控制该一个或更多个螺旋桨的旋转。
7.本发明的一些实施例可以提供一种用于清洁基本竖直表面的系统，该系统可以包括：用于在基本竖直表面上移动的装置，该装置可以包括：清洁工具连接器、框架、连接到框架并且可围绕第一轴线相对于框架旋转的第一臂、连接到第一臂的第一真空吸盘、连接到框架并且可围绕基本平行于第一轴线的第二轴线相对于框架旋转的第二臂、连接到第二臂的第二真空吸盘、与第一真空吸盘和第二真空吸盘流体连通的真空泵、控制在第一真空吸盘中产生真空和从第一真空吸盘释放真空的第一阀、控制在第二真空吸盘中产生真空和从第二真空吸盘释放真空的第二阀、以及控制器，该控制器用于控制第一臂和第二臂的旋转以及真空泵、第一阀和第二阀的操作；以及可连接到清洁工具连接器的清洁工具，该清洁工具可相对于装置在基本竖直方向上移动以清洁基本竖直表面。
8.本发明的一些实施例可以提供一种用于清洁基本竖直表面的系统，该系统可以包括：轨道，其可安装在基本竖直表面的顶部上；滑块，其可沿着轨道移动，并且包括，包含清洁工具连接器的滑块；以及清洁工具，其可连接到清洁工具连接器，该清洁工具可相对于滑
块在基本竖直方向上移动以清洁基本竖直表面。
9.附图简述
10.为了更好地理解本发明的实施例并示出如何可实现本发明的实施例，现在将纯粹通过示例的方式参考附图，在附图中相同的数字始终指示相应的元件或部分。
11.在附图中：
12.图1a、图1b、图1c、图1d和图1e是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动的装置的示意图；
13.图1f和图1g是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动的装置的3d图；
14.图1h和图1i分别是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动并包括子框架的装置的示意图和3d图，该子框架用于装置的框架的水平稳定；
15.图2示出了根据本发明的一些实施例的装置在竖直表面上操作期间的水平移动的示意图；
16.图3示出了根据本发明的一些实施例的装置在竖直表面上操作期间的竖直移动的示意图；
17.图4示出了根据本发明的一些实施例的装置在竖直表面上操作期间的竖直移动的示意图，该装置包括用于其框架的水平稳定的子框架；
18.图5a是根据本发明的一些实施例的基座单元、用于在竖直表面上移动的装置和具有基本竖直表面的建筑物的示意图；
19.图5b是根据本发明的一些实施例的基座单元的框图；
20.图5c是根据本发明的一些实施例的具有隔室的基座单元的框图，该隔室用于容纳用于在竖直表面上移动的装置；
21.图6a、图6b和图6c是根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具的示意图，该竖直表面清洁工具包括设置在形成于工具的主体的前表面和后表面之间的开口内的螺旋桨和设置在工具的相对的侧主体表面(lateral body surface)上的两个相对的螺旋桨；
22.图6d是根据本发明的一些实施例的图6a、图6b和图6c的竖直表面清洁工具的3d图；
23.图7示出了根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具在竖直表面上操作期间克服障碍物的示意图；
24.图8示出了根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具的示意图,该竖直表面清洁工具在竖直表面上操作期间相对于竖直表面保持期望的竖直取向；
25.图9是根据本发明的一些实施例的包括两个螺旋桨的竖直表面清洁工具的3d图；
26.图10a和图10b是根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具的3d图，该竖直表面清洁工具包括设置在穿过工具的前主体表面和后主体表面形成的开口内的三个螺旋桨；
27.图10c是根据本发明的一些实施例的沿着图10a-10b的线aa的竖直表面清洁工具的局部截面视图；
28.图11a是根据本发明的一些实施例的用于清洁建筑物的竖直表面的系统的3d图；
29.图11b和图11c是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动的装置和用于清洁竖直表面的工具的3d图；以及
30.图12是根据本发明的一些实施例的用于清洁建筑物的竖直表面的系统的示意图。
31.应当理解，为了图示的简单和清楚起见，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，元件中的一些的尺寸可能相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，参考数字可以在附图中被重复以指示相应的或类似的元件。
32.发明的详细描述
33.在以下描述中，描述了本发明的各个方面。为了解释的目的，阐述了具体配置和细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说还将明显的是，本发明可以在没有本文给出的具体细节的情况下实践。此外，为了不使本发明模糊，公知的特征可能已经被省略或简化。具体参考附图，要强调的是，所示的具体内容仅为示例性的，并且仅出于对本发明的说明性讨论的目的，并且是为了提供被认为最有用且易于理解本发明的原理和概念方面的描述而陈述的。在这方面，未试图比对本发明的基本理解所必需的细节更详细地示出本发明的结构细节，结合附图进行的描述使得如何可以在实践中实施本发明的若干形式对于本领域技术人员来说是明显的。
34.在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明在其应用方面不限于以下描述中阐述的或附图中示出的构造的细节和部件的布置。本发明适用于可以以各种方式实践或实施的其他实施例以及所公开实施例的组合。同样，应当理解，本文采用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为具有限制性。
35.除非另有特别说明，否则根据以下讨论明显的是，应理解，在整个说明书中，使用诸如“处理”、“计算”、“核算”、“确定”、“增强”等术语的讨论涉及计算机或计算系统或类似电子计算设备的操作和/或过程，该计算机或计算系统或类似电子计算设备将计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理(例如电子)量的数据操纵和/或转换成类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。所公开的模块或单元中的任何一个可以至少部分地通过计算机处理器来实现。
36.现在参考图1a、图1b、图1c、图1d和图1e，这些图是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动的装置100的示意图。还参考图1f和图1g，它们是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动的装置100的3d图。
37.装置100可以在竖直(或基本竖直)表面(诸如，例如建筑物的墙壁和/或窗户)上移动。装置100可以在其上移动的基本竖直表面可以相对于地表面的法线略微倾斜，例如以从0度到20度或更大的角度倾斜。装置100可以在竖直(或基本竖直)表面上沿水平方向和/或沿竖直方向移动。
38.装置100可以包括框架105。装置100可以包括工具连接器107。工具连接器107可以连接到框架105或者可以是框架105的一部分。工具连接器107可以将工具连接到装置100。例如，用于清洁竖直表面的工具(例如，诸如下面描述的工具600、900、1000)可以通过工具连接器107连接到装置100。可以使用工具连接器107连接到装置100的附加工具可以包括照相机(例如，红外照相机等)、检查工具(例如，太阳能电池板检查工具等)、投影仪、灯、夹持工具或任何其他合适的工具。
39.装置100可以包括壳体108。壳体108可以连接到框架105或者可以是框架105的一部分(例如，如图1f和图1g所示)。壳体108可以容纳工具连接器107的至少一部分。壳体108可以可释放地容纳使用工具连接器107连接到装置100的工具。
40.装置100可以包括基座单元连接器109。基座单元连接器109可以连接到框架105或者可以是框架105的一部分。基座单元连接器109可以将装置100连接到例如基座单元(例如，下面描述的屋顶基座单元500)、将装置100固定到基座单元和/或从基座单元向装置100供应至少电力。
41.装置100可以包括第一臂110。第一臂110可以连接到框架105，并且可以围绕第一轴线112相对于框架105旋转。在一些实施例中，第一臂110在其第一端110a处连接到框架105。装置100可以包括第一致动器114，以使第一臂110围绕第一轴线112旋转。
42.装置100可以包括第二臂120。第二臂120可以连接到框架105，并且可以围绕第二轴线122相对于框架105旋转。第二轴线122可以平行于(或基本平行于)第一轴线112。在一些实施例中，第二臂120在其第一端120a处连接到框架105。装置100可以包括第二致动器124，以使第二臂120围绕第二轴线122旋转。在一些实施例中，第一臂110和第二臂120彼此相对地连接到框架105的相对侧。
43.装置100可以包括第一真空吸盘130。第一真空吸盘130可以连接到第一臂110。在一些实施例中，第一真空吸盘130连接到第一臂110的第二端110b。第一真空吸盘130可以包括一个或更多个第一腔134。
44.装置100可以包括第二真空吸盘140。第二真空吸盘140可以连接到第二臂120。在一些实施例中，第二真空吸盘140连接到第二臂120的第二端120b。第二真空吸盘140可以包括一个或更多个第二腔144。
45.装置100可以包括用于产生真空的真空泵146。装置100可以包括第一阀147，以控制在第一真空吸盘130中产生真空和从第一真空吸盘130释放真空(例如，在第一真空吸盘130的一个或更多个第一腔134中产生真空/从第一真空吸盘130的一个或更多个第一腔134释放真空)。装置100可以包括第二阀148，以控制在第二真空吸盘140中产生真空和从第二真空吸盘140释放真空(例如，在第二真空吸盘140的一个或更多个第二腔144中产生真空/从第二真空吸盘140的一个或更多个第一腔144释放真空)。在一些实施例中，装置100包括用于在第一真空吸盘130中产生真空的第一真空泵和用于在第二真空吸盘140中产生真空的第二真空泵(未示出)。
46.在一些实施例中，第一真空吸盘130和第一臂110可以相对于彼此围绕平行于(或基本平行于)第一轴线112的第三轴线136旋转。装置100可以包括第三致动器137，以使第一真空吸盘130和第一臂110相对于彼此围绕第三轴线136旋转。在一些实施例中，第二真空吸盘140和第二臂120可以相对于彼此围绕平行于(或基本平行于)第二轴线122的第四轴线146旋转。装置100可以包括第四致动器147，以使第一真空吸盘140和第二臂120相对于彼此围绕第四轴线146旋转。
47.在一些实施例中，第一真空吸盘130和第一臂110可以相对于彼此围绕垂直于(或基本垂直于)第一轴线112的第五轴线138旋转。装置100可以包括第五致动器139，以使第一真空吸盘130和第一臂110相对于彼此围绕第五轴线138旋转。在一些实施例中，第二真空吸盘140和第二臂120可以相对于彼此围绕垂直于(或基本垂直于)第二轴线122的第六轴线148旋转。装置100可以包括第六致动器149，以使第二真空吸盘140和第二臂120相对于彼此围绕第六轴线148旋转。
48.装置100可以包括控制器150。控制器150可以连接到框架105或设置在框架105上。
控制器150可以控制真空泵146、第一阀147和第二阀148的操作以及第一臂110和第二臂120和第一真空吸盘130和第二真空吸盘140的旋转，以使装置100在竖直表面上沿期望的方向(例如，如下文关于图2、图3和图4所描述的)移动。
49.控制器150可以控制第一臂110和第二臂120相对于框架105的旋转。控制器150可以控制第一臂110和第一真空吸盘130相对于彼此的旋转。控制器150可以控制第二臂120和第二真空吸盘140相对于彼此的旋转。控制器150可以控制致动器114、124、137、139、147、149以产生装置100的各个部件的旋转。
50.控制器150可以控制真空泵146以产生真空。控制器150可以控制第一阀147交替地在第一真空吸盘130中产生真空和从第一真空吸盘130释放真空，以交替地将第一真空吸盘130附接到竖直(或基本竖直)表面和从竖直(或基本竖直)表面分离第一真空吸盘130。控制器150可以控制第二阀148交替地在第二真空吸盘140的一个或更多个腔144中产生真空和从第二真空吸盘140的一个或更多个腔144释放真空，以交替地将第二真空吸盘140附接到竖直(或基本竖直)表面和从竖直(或基本竖直)表面分离第二真空吸盘140。
51.在一些实施例中，装置100包括一个或更多个照相机152。例如，装置100可以包括照相机152的阵列。照相机152可以连接到装置100的框架105或设置在装置100的框架105上(例如，如图1d所示)。控制器150可以基于来自照相机152的图像来控制真空泵146、第一阀147和第二阀148、第一臂110和第二臂120的旋转以及第一真空吸盘130和第二真空吸盘140的旋转，以便例如使装置100在竖直(或基本竖直)表面上沿期望的方向移动，以克服障碍物和/或寻找竖直(或基本竖直)表面中适合于真空吸力附接的部分。
52.在一些实施例中，装置100包括第一组传感器160和第二组传感器162。例如，第一组传感器160可以设置在第一真空吸盘130中(例如，在第一真空吸盘130的一个或更多个腔134中)，并且第二组传感器162可以设置在第二真空吸盘中(例如，在第二真空吸盘140的一个或更多个腔144中)。第一组传感器160和第二组传感器162中的每一个可以包括距离传感器(例如，诸如tof传感器)160a、162a、压力传感器160c、162c、光学传感器160e、162e或任何其他合适的传感器。
53.例如，控制器150可以基于来自第一组传感器160和第二组传感器162的输出信号，确定竖直表面的分别位于第一真空吸盘130和第二真空吸盘140前面的部分是否适合于真空吸力附接(例如，足够平滑)和/或是否包含可能阻止第一真空吸盘130和第二真空吸盘140分别附接到该竖直表面的部分的障碍物(例如，窗框等)。控制器150可以基于来自第一组传感器160和第二组传感器162的输出信号来控制第一阀147和第二阀148、以及第一臂110和第二臂120和第一真空吸盘130和第二真空吸盘140的旋转，以便例如克服障碍物和/或寻找竖直表面的适合于真空吸力附接的部分。
54.在一些实施例中，装置100包括通信单元166。通信单元166可以连接到框架105或设置在框架105上。在一些实施例中，通信单元166是包含调制解调器和天线的无线通信单元。控制器150可以使用通信单元166发送和/或接收信息。
55.现在参考图1h和图1i，它们分别是根据本发明的一些实施例的用于在基本竖直表面上移动并且包括子框架170的装置100的示意图和3d图，子框架170用于该装置的框架105的水平稳定。
56.在一些实施例中，装置100包括子框架170(例如，如图1h和图1i所示)。子框架170
可以连接到框架105。子框架170和框架105可以相对于彼此围绕垂直于(或基本垂直于)第一轴线112和第二轴线122的第七轴线172旋转。装置100可以包括第七致动器174，以使子框架170和框架105相对于彼此旋转。
57.第一臂110和第二臂120可以经由子框架170连接到框架105。例如，第一臂110可以(例如，在其第一端110a处)连接到子框架170，并且可以围绕第一轴线112相对于子框架170旋转。还在该示例中，第二臂120可以(例如，在其第一端120a处)连接到子框架170，并且可以围绕第二轴线122相对于子框架170旋转。
58.在一些实施例中，装置100包括第三组传感器176(例如，如图1f所示)。第三组传感器176可以连接到框架105或设置在框架105上。第三组传感器176可以包括惯性传感器，诸如一个或更多个加速度计传感器、一个或更多个陀螺仪传感器或任何其他合适的传感器。当装置100通过第一真空吸盘130和/或第二真空吸盘140附接到竖直表面或设置在竖直表面上时，控制器150可以基于来自第三组传感器176的输出信号、来自致动器114、124、137、139、147、149的编码器的输出信号和/或来自照相机152的图像中的至少一个来控制框架105相对于子框架170的旋转，以在真实世界坐标中保持框架105的水平(或基本水平)取向。例如，在图4b中的图示100c-1至100c-4示意性示出具有子框架170的装置100在竖直表面90上沿竖直方向402的移动。
59.在一些实施例中，装置100包括第四组传感器165。基于来自第四组传感器165和/或照相机152的输出信号，控制器165可以控制装置100的部件在基本竖直表面上移动并导航装置100(例如，如本文所述)。第四组传感器165可以包括一个或更多个气压计、一个或更多个全球导航卫星系统(gnss)传感器(例如，全球定位系统(gps)传感器)或可以用于在基本竖直表面上导航装置100的任何其他合适的传感器。第四组传感器165可以连接到例如装置100的框架105或设置在例如装置100的框架105上(例如，如图1d所示)。控制器150可以基于来自以下至少一项的输出信号来控制装置100的部件在竖直(或基本竖直)表面上移动和导航装置100：第一组传感器160、第二组传感器162、照相机152、第三组传感器176、第四组传感器165和/或致动器114、124、137、139、147、149的编码器(例如如本文所述)。
60.现在参考图2，图2示出了根据本发明的一些实施例的装置100在竖直表面90上操作期间的水平移动的示意图。
61.图示200a至200g示意性地示出了竖直表面90和装置100的顶视图。图2中的图示200a至200g示意性地示出了装置100在竖直表面90上沿水平方向202的移动。
62.在图示200a中，由于真空泵146以及第一阀147和第二阀148的操作，装置100分别通过第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。为了清楚起见，真空泵146、第一阀147和第二阀148以及控制器150在图2中未示出。在该阶段，装置100是静止的。为了将第二真空吸盘140从竖直表面90分离，控制器150可以控制第二阀148以从第二真空吸盘140的一个或更多个腔144释放压力，并使第二臂120相对于框架105围绕第二轴线122沿如图示200a中箭头204所示的第一方向旋转。在该阶段，由于真空泵146和第一阀147的操作，装置100通过第一真空吸盘130附接到竖直表面90。
63.控制器150还可以使第一臂110(其附接到竖直表面90)相对于第一真空吸盘130围绕第三轴线136沿由图示200b中箭头206所示的第一方向旋转，并且使第二臂120相对于框架105沿由图示200b中箭头208所示的第二方向旋转，以在水平方向202上移动第二真空吸
盘140邻近(或基本邻近)于第一真空吸盘130。
64.控制器150还可以例如基于来自第二组传感器162和/或照相机152的输出信号来确定竖直表面90的在第二真空吸盘140前面的一部分是否适合于真空吸力附接或是否包含障碍物(例如，如上面关于图1a、图1b、图1c、图1d和图1e所描述的)。为了清楚起见，第二组传感器162和照相机152未在图2中示出。如果控制器150确定竖直表面90的该部分不适合于真空吸力附接或包含障碍物，则控制器150可以使第二臂120相对于框架105和/或相对于第二真空吸盘140旋转和/或使第一臂110相对于框架105和/或相对于第一真空吸盘130旋转，以改变第二真空吸盘140相对于竖直表面90的位置，以寻找竖直表面90的适合于真空吸力附接或不包含障碍物的另一部分。在确定竖直表面90的在第二真空吸盘140前面的该部分适合于真空吸力附接并且不包含障碍物时，控制器150可以使第二臂120沿如图示200c中箭头210所示的第二方向旋转，以使第二真空吸盘140与竖直表面90接触。控制器150还可以控制第二阀148以在第二真空吸盘140中产生真空，从而将第二真空吸盘140附接到竖直表面90。在该阶段，如图示200d中所示，由于真空泵146以及第一阀147和第二阀148的操作，装置100分别通过第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。
65.为了将第一真空吸盘132从竖直表面90分离，控制器150可以控制第一阀147从第一真空吸盘130释放真空，并使第一臂110相对于框架105围绕第一轴线112沿由图示200e中箭头212所示的第二方向旋转。在该阶段，由于真空泵146和第一阀147的操作，装置100通过第二真空吸盘140附接到竖直表面90。
66.控制器150还可以使第二臂120相对于第二真空吸盘140(其附接到竖直表面90)沿由图示200f中箭头214所示的第一方向旋转，并使第一臂110沿由图示200f中箭头216所示的第二方向旋转，以使第一真空吸盘130在水平方向202上远离第二真空吸盘140移动。
67.控制器150还可以例如基于来自第一组传感器160和/或照相机152的输出信号来确定竖直表面90的在第一真空吸盘130前面的一部分是否适合于真空吸力附接或是否包含障碍物。为了清楚起见，在图2中未示出第一组传感器160。在确定竖直表面90的在第一真空吸盘130前面的该部分适合于真空吸力附接时，控制器150可以使第一臂110沿如图示200g中箭头218所示的第一方向旋转，以使第一真空吸盘130与竖直表面90接触。控制器150还可以控制第一阀147以在第一真空吸盘130中产生真空，从而将第一真空吸盘130附接到竖直表面90。在该阶段，由于真空泵146以及第一真空泵147和第二真空泵148的操作，装置100分别通过第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。
68.注意，图2示出了装置100在竖直表面90上沿水平方向的单个移动周期的示例。还应注意，在水平运动期间，装置100可能不一定需要移动通过每个阶段或以与图2中所示和描述的完全相同的顺序移动。
69.现在参考图3，图3示出了根据本发明的一些实施例的装置100在竖直表面90上操作期间的竖直移动的示意图。
70.图3中的图示300a至300d示意性地示出了竖直表面90和装置100的前视图。图3中的图示300a至300d示意性地示出了装置100在竖直表面90上沿竖直方向302的移动。
71.在图示300a中，由于真空泵146以及第一阀147和第二阀148的操作，装置100分别通过第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。在该阶段，装置100是水平的(或基本水平的)。为了清楚起见，真空泵146、第一阀147和第二阀148以及控制器150未在图
3中示出。为了将第一真空吸盘130从竖直表面90分离，控制器150可以控制第一阀147从第一真空吸盘130释放真空，并使第二臂120相对于第二真空吸盘140围绕第六轴线148例如沿图示300a中箭头304所示的第一方向旋转。在该阶段，由于真空泵146和第二阀148的操作，装置100通过第二真空吸盘140附接到竖直表面90。
72.控制器150还可以基于来自第一组传感器160和/或照相机152的输出信号来确定竖直表面90的在第一真空吸盘130前面的一部分是否适合于真空吸力附接或是否包含障碍物。为了清楚起见，在图3中未示出第一组传感器160。在确定竖直表面90的在第一真空吸盘130前面的该部分适合于真空吸力附接并且不包含障碍物时，控制器150可以控制第一阀147在第一真空吸盘130中产生真空以将第一真空吸盘130附接到竖直表面90。在该阶段，由于真空泵146以及第一阀147和第二阀148的操作，装置100分别通过第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。
73.为了将第二真空吸盘140从竖直表面90分离，控制器150可以控制第二阀148从第二真空吸盘140释放真空，并使第一臂110相对于第一真空吸盘130(其附接到竖直表面90)围绕第五轴线138沿由图示300b中箭头306所示的第二方向旋转。在该阶段，由于真空泵146和第一阀147的操作，装置100通过第一真空吸盘130附接到竖直表面90。在确定竖直表面90的在第二真空吸盘140前面的一部分适合于真空吸力附接并且不包含障碍物时，控制器150可以控制第二阀148在第二真空吸盘140中产生真空以将第二真空吸盘140附接到竖直表面90。在该阶段，由于真空泵146以及第一阀147和第二阀148的操作，装置100分别通过第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。
74.为了将第一真空吸盘130从竖直表面90分离，控制器150可以控制第一阀147并使第二臂120相对于第二真空吸盘140(例如，其附接到竖直表面90)沿由图示300c中箭头308所示的第一方向旋转。在该阶段，由于真空泵146和第二阀148的操作，装置100通过第二真空吸盘140附接到竖直表面90。在确定竖直表面90的在第一真空吸盘130前面的一部分适合于真空吸力附接并且不包含障碍物时，控制器150可以控制第一阀147在第一真空吸盘130中产生真空以将第一真空吸盘130附接到竖直表面90。在该阶段，由于真空泵146以及第一阀147和第二阀148的操作，装置100分别通过装置的第一真空吸盘130和第二真空吸盘140附接到竖直表面90。在该阶段，装置100是水平的(或基本水平的)。
75.注意，图3示出了装置100在竖直表面90上沿一个竖直方向的单个移动周期的示例。还应注意，在竖直运动期间，装置100可能不一定需要移动通过每个阶段或以与图3中所示和描述的完全相同的顺序移动。还应注意，装置100可以同时沿竖直方向和水平方向两者移动。
76.还参考图4，图4示出了根据本发明的一些实施例的装置100的竖直移动的示意图，该装置100包括在竖直表面90上操作期间用于装置100的框架105的水平稳定的子框架170。
77.图4中的图示400a至400d示出了竖直表面90和装置100的前视图。图4中的图示400a至400d示意性地示出了包括子框架170的装置100在竖直表面90上沿竖直方向402的移动。如图4所示，装置100的框架105在装置100的竖直移动期间保持水平。
78.现在参考图5a，图5a是根据本发明的一些实施例的基座单元500、用于在竖直表面上移动的装置100和具有竖直表面90的建筑物80的示意图。
79.还参考图5b，图5b是根据本发明的一些实施例的基座单元500的框图。
80.还参考图5c，图5c是根据本发明的一些实施例的具有隔室530的基座单元500的框图，该隔室530用于容纳用于在竖直表面上移动的装置100。
81.本发明的一些实施例可以提供基座单元500。基座单元500可以安装在竖直表面90的顶部上，例如安装在建筑物80的屋顶82上。基座单元500可以连接在竖直(或基本竖直)表面90上移动的装置100、固定装置100并至少向装置100提供电力。例如，基座单元500可以永久地安装在屋顶82上。在另一示例中，基座单元500可以可移除地安装在屋顶82上。
82.在一些实施例中，基座单元500包括控制器510以控制基座单元500的部件。
83.在一些实施例中，基座单元500包括用于发送和接收信息的通信子单元512。例如，通信子单元512可以向装置100发送信息并接收来自装置100的信息。在一些实施例中，通信子单元512是包含调制解调器和天线的无线通信子单元。
84.在一些实施例中，基座单元500包括电源子单元514。电源子单元514可以连接到建筑物80的电源线。在一些实施例中，基座单元500包括一个或更多个不间断电源(ups)子单元515，以在建筑物80的电源线出现故障的情况下供应电力。
85.在一些实施例中，基座单元500包括线缆516。线缆516可以在其第一端处连接到基座单元500，并且线缆516可以在其第二端处连接到装置100的工具连接器109。线缆516可以将装置100固定到基座单元500(并因此固定到建筑物80的屋顶82)。例如，在装置100从建筑物80的竖直表面90意外分离的情况下，线缆516可以防止装置100落到地面上。在一些实施例中，线缆516从基座单元500的电源子单元514和/或ups子单元515向装置100至少供应电力。在一些实施例中，线缆516向装置100供应通信信道。在一些实施例中，线缆516是系绳线缆。在一些实施例中，基座单元500包括用于固定装置100和用于向装置100供应电力的不同线缆。
86.在一些实施例中，基座单元500包括绞盘子单元518。绞盘子单元518可以交替地卷绕和解绕线缆516。在一些实施例中，基座单元500包括线缆检查子单元520。线缆检查子单元520可以设置为邻近绞盘子单元518，并且可以在绞盘子单元518向上卷绕和/或向下卷绕线缆516期间检查线缆516。例如，线缆检查子单元520可以包括照相机，以在线缆516的卷绕和/或解绕期间获取线缆516的图像，并将图像发送到控制器510。控制器510可以基于该图像确定线缆516是否包括一个或更多个损坏部分。在确定线缆516中具有一个或更多个损坏部分时，控制器510可以使通信子单元512向一个或更多个授权方发送一个或更多个相应的通知。
87.在一些实施例中，装置100的控制器150控制基座单元500的部件。例如，装置100的控制器150可以使用其通信单元166向基座单元500的通信子单元512发送命令，以卷绕或解绕线缆516。在通信子单元512接收到命令时，基座单元500的控制器510可以相应地控制绞盘子单元518。为了清楚起见，图5a和图5b中未示出装置100的控制器150和通信单元166。
88.在一些实施例中，基座单元500包括用于容纳装置100的隔室530(例如，如图5c所示)。在图5c的示例中，基座单元500邻近屋顶82的边缘放置，以使装置100进出隔室530。当装置100未在使用时，装置100可以容纳在基座单元530的隔室530内。例如，装置100的控制器150可以控制装置100和/或基座单元500的部件，以使装置100从隔室530中移出或进入基座单元500的隔室530中。基座单元500可以包括门532，以关闭和打开隔室。
89.本发明的一些实施例可以提供用于清洁竖直(或基本竖直)表面的工具，例如下文
描述的工具600、900和100。工具可以包括主体、可旋转地连接到主体或设置在主体上的一个或更多个刷子以及连接到主体或设置在主体上的一个或更多个螺旋桨。一个或更多个螺旋桨中的至少一个可以产生推力以将工具推靠在竖直表面上。一个或更多个螺旋桨中的至少一个可以产生推力以将工具推离竖直表面。一个或更多个螺旋桨中的至少一个可以产生推力以保持工具的期望的竖直取向和/或相对于竖直表面稳定工具。在竖直(或基本竖直)表面上操作时，工具可以通过由一个或更多个螺旋桨中的至少一个产生的推力被推靠在竖直(或基本竖直)表面上，并且可以同时沿着竖直(或基本竖直)表面在竖直方向上移动，以通过工具的刷子清洁竖直(或基本竖直)表面。工具可以克服竖直(或基本竖直)表面上的障碍物。
90.现在参考图6a、图6b和图6c，这些图是根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具600的示意图，该竖直表面清洁工具600包括设置在工具600的主体610的前表面612和后表面613之间形成的开口内的螺旋桨630以及设置在竖直表面清洁工具600的相对的侧主体表面614、615上的两个相对的螺旋桨635、638。
91.现在参考图6d，图6d是根据本发明的一些实施例的图6a、图6b和图6c的竖直表面清洁工具600的3d图。
92.工具600可以清洁竖直(或基本竖直)表面，诸如，例如建筑物的墙壁和/或窗户。
93.工具600可以包括主体610。主体610可以包括第一主体端610a、第二主体端610b、前主体表面612(当工具600在操作中时面对竖直表面)和后主体表面613(当工具600在操作中时背对竖直表面)、第一纵向侧主体表面614和第二纵向侧主体表面615。至少前主体表面612(当工具600在操作中时面对竖直表面)可以是平坦的(或基本平坦的)。后主体表面613(当工具600在操作中时背对竖直表面)可以是平坦的(或基本平坦的)。主体610可以是平坦的(或基本平坦的)。主体610可以包括在第一主体端610a和第二主体端610b之间延伸的中心纵向主体轴线616。主体610可以包括在第一纵向侧主体表面614和第二纵向侧主体表面615之间延伸的中心横向主体轴线617。中心横向主体轴线617可以垂直于中心纵向主体轴线616。
94.工具600可以包括线缆连接器618，以将主体610连接到线缆70。线缆连接器618可以设置在例如主体610的第一主体端610a处。线缆70可以连接到例如装置或滑块，该装置可以在竖直表面上移动(例如，上面描述的装置100)，该滑块可在安装在建筑物屋顶上的轨道上移动(例如，下面关于图1010a描述的滑块1220)。线缆70可以交替地卷绕或解绕以调节工具600沿竖直表面的竖直位置。在各种实施例中，装置100或滑块1220控制线缆70的卷绕和解绕。
95.工具600可以包括一个或两个刷子。每个刷子可以连接到第一主体端610a和第二主体端610b中的一个。刷子可以清洁竖直表面。例如，刷子可以清洁竖直表面上的灰尘。在一些实施例中，工具600包括连接到第一主体端610a的第一刷子620。在一些实施例中，第一刷子620可以相对于主体610围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线616的第一刷子旋转轴线621旋转。在一些实施例中，装置100包括连接到主体610的第二端610b的第二刷子624。在一些实施例中，第二刷子624可以相对于主体610围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线616的第二刷子旋转轴线625旋转。
96.工具600可以包括第一螺旋桨630。第一螺旋桨430可以连接到主体610或设置在主
体610上。第一螺旋桨630可以连接到或设置到在前主体表面612和后主体表面613之间形成在主体610中的第一开口或孔611a内。第一螺旋桨630可以围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线616和中心横向主体轴线617的第一螺旋桨旋转轴线631旋转。工具600可以包括用于旋转第一螺旋桨630的第一马达632。第一螺旋桨630可以沿第一方向633a(例如，如图6a所示)旋转，以产生沿第一方向634a(例如，如图7所示)的推力，从而将工具600推靠在竖直(或基本竖直)表面上。第一螺旋桨630可以沿第二方向633b(例如，如图6a所示)旋转，以产生沿第二方向634b(例如，如图7所示)的推力，从而将工具600推离竖直(或基本竖直)表面。
97.工具600可以包括两个相对的螺旋桨，这两个相对的螺旋桨连接到第一纵向侧主体表面614和第二纵向侧主体表面615，或设置在第一纵向侧主体表面614和第二纵向侧主体表面615上。相对的螺旋桨614、615可以在垂直于第一纵向侧主体表面614和第二纵向侧主体表面615的方向上产生推力，例如以保持工具600的期望的竖直取向和/或相对于竖直(或基本竖直)表面稳定工具600。在图6a-图6d的示例中，工具600包括连接到第一纵向侧主体表面614或设置在第一纵向侧主体表面614上的第二螺旋桨635，并且第二螺旋桨635可围绕垂直于(或基本垂直于)第一纵向侧主体表面614的第二螺旋桨轴线636旋转，以在垂直于第一纵向侧主体表面614的方向上产生推力。在图6a-图6d的同一示例中，工具600包括连接到第二纵向侧主体表面615或设置在第二纵向侧主体表面615上的第三螺旋桨638，并且第三螺旋桨638可围绕垂直于(或基本垂直于)第二纵向侧主体表面615的第三螺旋桨轴线639旋转，以在垂直于第二纵向侧主体表面615的方向上产生推力。工具600可以包括用于旋转第二螺旋桨635的第二马达636a和用于旋转第三螺旋桨638的第三马达639a。在一些实施例中，第二螺旋桨636位于穿过第一纵向侧主体表面614形成的第二开口614a内，并且第三螺旋桨638位于穿过第二纵向侧主体表面615形成的第三开口615a内。第二螺旋桨635和第三螺旋桨638可以例如响应于阵风来稳定工具600，以保持工具600的期望的竖直取向和/或相对于例如竖直(或基本竖直)表面来稳定工具600(例如，如下面关于图8所述)。
98.在一些实施例中，工具600包括连接到主体610或设置在主体610上的液体罐650和液体分配器652。液体罐650可以容纳液体(例如，窗户清洁液)。液体分配器652可以在竖直表面(例如，窗户)上分配来自液体罐650的液体。在一些实施例中，工具600包括连接到第一主体端610a或设置在第一主体端610a上的刮板654。刮板654可以从竖直表面擦去液体。在一些实施例中，刮板654可以在第一刮板位置654a和第二刮板位置654b之间围绕平行于中心横向框架轴线616的刮板旋转轴线655旋转。在第一刮板位置654a，刮板654可以接触竖直表面并从竖直表面擦去液体。在第二位置654b，刮板654可以不接触竖直表面。
99.工具600可以包括控制器660。控制器660可以控制工具600的螺旋桨630、636和638在各个方向上产生期望的推力。
100.在一些实施例中，工具600包括在第一主体端610a处连接到主体610或设置在主体610上的第一组传感器662。在一些实施例中，工具600包括在第二主体端610b处连接到主体610或设置在主体610上的第二组传感器664。第一组传感器662和第二组传感器664中的每一个包括一个或更多个距离传感器(例如，tof传感器)和一个或更多个光学传感器中的至少一个。控制器660可以基于来自第一组传感器662和第二组传感器664的输出信号检测障碍物，并控制工具600的至少第一螺旋桨630以克服检测到的障碍物(例如，如下面关于图7
所描述的)。
101.在一些实施例中，工具600包括连接到主体610或设置在主体610上的第三组传感器666。第三组传感器666可以包括惯性传感器，诸如，例如一个或更多个加速度计、一个或更多个陀螺仪等。控制器666可以基于来自第三组传感器的输出信号来控制工具600的至少第二螺旋桨635和第三螺旋桨638，以保持工具600的期望的竖直取向和/或例如相对于竖直(或基本竖直)表面稳定工具600(例如，如下面关于图8所描述的)。
102.在一些实施例中，工具600包括连接到主体610或设置在主体610上的通信单元668。通信单元668可以发送和接收信息。在一些实施例中，通信单元668是包含调制解调器和天线的无线通信单元。例如，通信单元668可以向装置100、滑块1220和/或基座单元500发送信息和从装置100、滑块1220和/或基座单元500接收信息。
103.在一些实施例中，工具600包括电源669。在一些实施例中，电源669包括可充电电池。在各种实施例中，工具600从装置100或滑块1220接收电力(例如，经由线缆70或专用电源线缆)。
104.现在参考图7，图7示出了根据本发明的一些实施例的工具600在竖直表面90上操作期间克服障碍物92的示意图。
105.图7中的图示700a至700d示意性地示出了具有障碍物92和工具600的竖直表面90的侧视图。图7中的图示700a至700d示意性地示出工具600克服障碍物92。
106.在图示700a中，工具600被沿第一方向633a旋转的第一螺旋桨630产生的推力634a推靠在竖直表面90上。工具600正通过解绕线缆70在竖直(例如，向下)方向702上移动。竖直表面90可以包括障碍物92，该障碍物92可能会阻止工具600在竖直表面90上的竖直移动。例如，障碍物92可以是窗框等。工具600的控制器660可以基于来自第一组传感器662和/或第二组传感器664的输出信号来检测障碍物92。当工具600通过卷绕线缆70在竖直表面90上向上(例如，在与图7所示的竖直方向702相反的竖直方向上)移动时，还可以基于由工具600连接到的绞盘的马达产生的扭矩值检测障碍物92。例如，高于预定义阈值的扭矩可以指示工具600由于障碍物92而不能向上移动。为了清楚起见，在图7中未示出控制器660以及第一组传感器662和第二组传感器664。
107.如图示700b所示，当检测到障碍物92之后，控制器160可以控制第一螺旋桨630沿第二方向633b旋转以产生推力634b，从而沿基本水平方向704将工具600推离竖直表面90。
108.如图示700c所述，工具600可以通过进一步解绕缆线70而沿竖直方向702进一步移动以克服障碍物92。
109.控制器660还可以基于来自第一组传感器662和/或第二组传感器664的输出信号确定在竖直表面90上不存在可能阻止工具600在竖直表面90上的竖直移动的障碍物。当确定时，控制器660可以控制第一螺旋桨630沿第一方向633a旋转以产生推力634a，从而将工具600推靠在竖直表面90上，如图示700d所示。工具600可以通过解绕线缆70而沿竖直方向702进一步移动。
110.现在参考图8，图8示出了根据本发明的一些实施例的工具600在竖直表面90上操作期间相对于竖直表面90保持期望的竖直取向的示意图。
111.图8中的图示800a至800c示意性地示出了竖直表面90和工具600的前视图。图8中的图示800a至800c示意性地示出了工具600相对于竖直表面90保持期望的竖直取向。
112.在图示800a中，工具600通过由第一螺旋桨630产生的推力附接到竖直表面90。工具600与期望的竖直轴线706对准，如图示800a所示。
113.由于例如阵风，工具600可以例如在如图示800b所示的基本水平方向708上相对于期望的竖直轴线706移位。控制器660可以基于来自第三组传感器666的输出信号来确定工具600的位移。为了清楚起见，图8中未示出控制器660和第三组传感器666。
114.控制器660还可以控制第二螺旋桨635和第三螺旋桨638的旋转，以在如图示800b所示的相应方向上产生推力635a、638a，从而将工具600与期望的竖直轴线706对准和/或例如相对于如图示800c所示的竖直(或基本竖直)表面稳定工具600。
115.现在参考图9，图9是根据本发明的一些实施例的包括两个螺旋桨的竖直表面清洁工具900的示意图。
116.工具900可以包括主体910。主体910可以包括第一主体端910a、第二主体端910b、前主体表面912(当工具900在操作中时面对竖直表面)和后平坦主体表面913(当工具900在操作中时背对竖直表面)、第一纵向侧主体表面914和第二纵向侧主体表面915。主体910可以包括在第一主体端910a和第二主体端910b之间延伸的中心纵向主体轴线916。至少前主体表面912(当工具900在操作中时面对竖直表面)可以是平坦的(或基本平坦的)。后主体表面913可以是平坦的(或基本平坦的)。主体910可以是平坦的(或基本平坦的)。
117.工具900可以包括线缆连接器918，以将主体910连接到线缆70(例如，以上关于图6a-图6d描述的线缆70)。线缆连接器918可以设置在例如主体910的第一主体端910a处。
118.工具900可以包括一个或两个刷子，例如，连接到第一主体端910a的第一刷子920和连接到第二主体端910b的第二刷子924(例如，诸如分别为如上面关于图6a-图6d描述的第一刷子620和第二刷子624)。
119.在一些实施例中，工具900包括第一螺旋桨940和第二螺旋桨945，以产生推力将工具900推靠在竖直表面上或将工具900推离竖直表面并保持工具900的期望的竖直取向。第一螺旋桨940和第二螺旋桨945可以连接到主体910或设置在主体910上。
120.例如，第一螺旋桨940可以连接或设置在作为第一纵向侧主体表面914的一部分的第一凹部943内。第一螺旋桨940可以连接或设置在第一框架(例如圆形框架)941内。第一螺旋桨940可以围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线916的第一螺旋桨旋转轴线942旋转。第一框架941可以围绕平行于(或基本平行于)中心纵向主体轴线916的第一框架旋转轴线944相对于主体910旋转。工具900可以包括第一马达(为了清楚起见未在图9中示出)以围绕第一螺旋桨旋转轴线942旋转第一螺旋桨940。工具900可以包括第二马达(为了清楚起见未在图9中示出)以围绕第一圆形框架旋转轴线944旋转第一圆形框架941。
121.在该示例中，第二螺旋桨945可以连接或设置在作为第二纵向侧主体表面915的一部分的第二凹部948内。第二螺旋桨945可以连接或设置在第二框架(例如圆形框架)946内。第二螺旋桨945可以围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线916的第二螺旋桨旋转轴线947旋转。第二框架946可以相对于主体910围绕平行于(或基本平行于)中心纵向主体轴线916的第二圆形框架旋转轴线949旋转。工具900可以包括第三马达(为了清楚起见未在图9中示出)以围绕第二螺旋桨旋转轴线947旋转第二螺旋桨945。工具900可以包括第四马达(为了清楚起见未在图9中示出)以围绕第二圆形框架旋转轴线949旋转第二圆形框架946。
122.工具900可以包括控制器960。控制器960可以控制第一螺旋桨940和第二螺旋桨945的旋转以及第一框架941和第二框架946的旋转，以产生推力将工具900推靠在竖直表面上或将工具900推离竖直表面，克服障碍物(例如，如上面关于图7所描述的)，保持工具900的期望的竖直取向和/或例如相对于竖直(或基本竖直)表面稳定工具900(例如，如上面关于图8所描述的)。因此，第一螺旋桨940和第二螺旋桨945可以取代工具600的第一螺旋桨630、第二螺旋桨635和第三螺旋桨638。
123.在一些实施例中，工具900包括(例如在第一主体端910a处)连接到主体910或设置在主体910上的第一组传感器和(例如在第二主体端910b处)连接到主体910或设置在主体910上的第二组传感器。第一组传感器和第二组传感器中的每一个可以包括一个或更多个距离传感器(例如，tof传感器)以及一个或更多个光学传感器中的至少一个。第一组传感器和第二组传感器可以类似于上面关于图6a-图6c描述的第一组传感器662和第二组传感器664。为了清楚起见，图9中未示出第一组传感器和第二组传感器。控制器960可以基于来自第一组传感器和第二组传感器的输出信号来检测障碍物，并控制第一螺旋桨940和第二螺旋桨945的旋转以及第一圆形框架941和第二圆形框架946的旋转以克服检测到的障碍物(例如，如上面关于图7所描述的)。
124.在一些实施例中，工具900包括连接到主体910或设置在主体910上的第三组传感器。第三组传感器可以包括惯性传感器，诸如，例如一个或更多个加速度计、一个或更多个陀螺仪等。第三组传感器可以类似于上面关于图6a-图6c描述的第三组传感器666。为了清楚起见，图9中未示出第三组传感器。控制器960可以基于来自第三组传感器的输出信号来控制第一螺旋桨940和第二螺旋桨945的旋转以及第一圆形框架941和第二圆形框架946的旋转，以保持工具900的期望的竖直取向和/或例如相对于竖直(或基本竖直)表面稳定工具900(例如，如上面关于图8所描述的)。
125.在一些实施例中，工具900包括液体罐、液体分配器和刮板(例如，诸如上面关于图6a-图6c描述的液体罐650、液体分配器652和刮板654)。在一些实施例中，工具900包括通信单元(例如，诸如上面关于图6a-图6c描述的通信单元668)。在一些实施例中，工具900包括电源(例如，诸如电源669)。在各种实施例中，工具900从装置100或滑块1220接收电力(例如，经由线缆70或专用电源线缆)。
126.现在参考图10a和图10b，这些图是根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具1000的3d图，该竖直表面清洁工具1000包括设置在穿过工具1000的前主体表面和后主体表面形成的开口内的三个螺旋桨。图10a和图10b示出了工具1000的不同透视图。
127.还参考图10c，该图是根据本发明的一些实施例的竖直表面清洁工具1000沿着图10a-图10b的线aa的局部截面视图。
128.工具1000可以包括主体1010。主体1010可以包括第一主体端1010a、第二主体端1010b、前主体表面1012(当工具1000在操作中时面对竖直表面)和后主体表面1013(当工具1000在操作中时背对竖直表面)、第一纵向侧主体表面1014和第二纵向侧主体表面1015。主体1010可以包括在第一主体端1010a和第二主体端1010b之间延伸的中心纵向主体轴线1016。主体1010可以是平坦的(或基本平坦的)。至少前主体表面1012(当工具1000在操作中时面对竖直表面)可以是平坦的(或基本平坦的)。后主体表面1013可以是平坦的(或基本平坦的)。
129.工具1000可以包括线缆连接器1018，以将主体1010连接到线缆70(例如，以上关于图6a-图6d描述的线缆70)。线缆连接器1018可以设置在例如主体1010的第一端1010a处。
130.工具900可以包括一个或两个刷子，例如，连接到第一主体端1010a的第一刷子1020和连接到第二主体端1010b的第二刷子1024(例如，诸如分别为如上面关于图6a-图6d描述的第一刷子620和第二刷子624)。
131.工具1000可以包括第一螺旋桨1030，以在垂直于(或基本垂直于)前主体表面1012和后主体表面1013的第一方向上产生推力，从而将工具1000推靠在竖直表面上。第一螺旋桨1030可以连接到主体1010或设置在主体1010上。例如，第一螺旋桨1030可以连接或设置在穿过前主体表面1012和后主体表面1013形成的第一开口或孔1011a内。第一螺旋桨1030可以连接或设置在框架(例如圆形框架)1031内。第一螺旋桨1030可以围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线1016的第一螺旋桨旋转轴线1032旋转，以产生推力来将工具1000推靠在竖直表面上。框架1031可以在第一开口1011a内围绕中心纵向主体轴线1016相对于主体1010旋转。圆形框架1031和第一螺旋桨1030围绕圆形框架旋转轴线1034的旋转可以例如相对于中心纵向主体轴线1016稳定工具1000。工具1000可以包括第一马达1030a，以使第一螺旋桨1030围绕第一螺旋桨旋转轴线1032旋转。
132.工具1000可以包括第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045。第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045可以连接到主体1010或设置在主体1010上。第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045可以分别连接或设置在穿过前主体表面1012和后主体表面1013形成的第二开口或孔1011b和第三开口或孔1011c内。第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045可以相对于彼此设置在中心纵向主体轴线1016的相对侧。第二螺旋桨1040可以围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线1016的第二螺旋桨旋转轴线1041旋转。第三螺旋桨1045可以围绕垂直于(或基本垂直于)中心纵向主体轴线1016的第三螺旋桨旋转轴线1046旋转。第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045可以在垂直于(或基本垂直于)平坦主体表面1013且与第一方向相反的第二方向上产生推力，以将工具1000推离竖直(或基本竖直)表面。工具1000可以包括用于旋转第二螺旋桨1040的第二马达1040a和用于旋转第三螺旋桨1045的第三马达1045a。例如，第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045的协作操作可以使工具1000相对于中心纵向主体轴线1016翻转，例如在工具1000无意地围绕中心纵向主体轴线1016翻转的情况下。
133.工具1000可以包括控制器1050。控制器1050可以控制第一螺旋桨1030、第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045的旋转以及圆形框架1031的旋转，以产生推力将工具1000推靠在竖直表面上(例如，以清洁竖直表面)、将工具1000推离竖直表面(例如，以克服如上面关于图7所述的障碍物)、稳定工具1000和/或保持工具1000的期望的竖直取向(例如，如上面关于图8所述)。
134.在一些实施例中，工具1000包括在第一主体端1010a处连接到主体1010或设置在主体1010上的第一组传感器1052和在第二主体端1010b处连接到主体1010或设置在主体1010上的第二组传感器1054。第一组传感器1052和第二组传感器1054中的每一个可以包括一个或更多个距离传感器(例如，tof传感器)和一个或更多个光学传感器中的至少一个。第一组传感器1052和第二组传感器1054可以类似于上面关于图6a-图6c描述的第一组传感器662和第二组传感器664。控制器1050可以基于来自第一组传感器1052和第二组传感器1054的输出信号来检测障碍物，并控制第一螺旋桨1030、第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045的
旋转以及第一圆形框架1031的旋转以克服检测到的障碍物(例如，如上面关于图7所描述的)。
135.在一些实施例中，工具1000包括连接到主体1010或设置在主体1010上的第三组传感器1056。第三组传感器1056可以包括惯性传感器，诸如，例如一个或更多个加速度计、一个或更多个陀螺仪等。第三组传感器1056可以类似于上面关于图6a-图6c描述的第三组传感器666。控制器1050可以控制第一螺旋桨1030、第二螺旋桨1040和第三螺旋桨1045的旋转以及圆形框架1031的旋转，以稳定工具1000和/或保持工具1000的期望的竖直取向(例如，如上面关于图8所描述的)。
136.在一些实施例中，工具1000包括液体罐、液体分配器和刮板(例如，诸如上面关于图6a-图6c描述的液体罐650、液体分配器652和刮板654)。在一些实施例中，工具1000包括通信单元(例如，诸如上面关于图6a-图6c描述的通信单元668)。在一些实施例中，工具1000包括电源(例如，诸如电源669)。在各种实施例中，工具900从装置100或滑块1220接收电力(例如，经由线缆70或专用电源线缆)。
137.工具1000的一个优点在于工具1000具有相对大的第一螺旋桨1030(例如，与上面描述的工具600、900相比)。与较小的螺旋桨相比，相对大的第一螺旋桨1030可以更有效，并且可以以更少的每分钟转数产生更多的气流。
138.在一些实施例中，工具1000包括一个或更多个密封构件1060(例如，如图10b和图10c所示)。密封构件1060可以设置在例如前主体表面1012(其面对竖直表面90)上。例如，工具1000可以包括两个密封构件1060，该两个密封构件1060在第一螺旋桨1030/第一开口1011a的相对侧处彼此相对地设置在前主体表面1012上(例如，如图10b所示)。一个或更多个密封构件1060可以例如包括刷毛(例如，诸如刷子的刷毛)。例如，密封构件1060可以在第一开口1011a内产生负压。例如，负压可以提供真空清洁效果，以增强例如竖直表面上的灰尘的清洁。例如，与不产生负压的情况相比，负压可以降低由第一螺旋桨1030产生的噪音。
139.现在参考图11a，该图是根据本发明的一些实施例的用于清洁建筑物的竖直表面的系统1100的3d图。
140.还参考图11b和图11c，这些图是根据本发明的一些实施例的用于在竖直表面90上移动的装置100和用于清洁竖直表面90的工具1110的3d图。
141.系统1100可以包括用于在竖直表面上移动的装置100(例如，如上面关于图1a-图1i、图2、图3、图4所描述的)、基座单元500(例如，如上面关于图5a、图5b和图5c所描述的)和用于清洁竖直表面的清洁工具1110(例如，诸如上面关于图6a-图6d、图7、图8、图9和图10a-图10b所描述的工具600、工具900或工具1000)。虽然工具600在图11a、图11b和图11c中示出为清洁工具1110，但清洁工具1110可以包括工具600、900、1000中的任何一个或用于清洁竖直表面的任何其他合适的工具。
142.图11a示出了建筑物80和在建筑物80上操作并清洁其竖直表面90的系统1100的3d图，该建筑物80具有屋顶82和包括墙壁和窗户的竖直表面90。图11a示出了附接到建筑物80的竖直表面90的装置100(例如，如上面关于图1a-图1i、图2、图3、图4所描述的)。装置100可以在竖直表面上沿水平方向和竖直方向移动(例如，如上面关于图2、图3、图4所描述的)。图11a还示出了基座单元500，该基座单元500安装在建筑物80的屋顶82上，并且使用线缆516将装置100固定到基座单元500/屋顶82和/或至少向装置100供应电力(例如，如上面关于图
5a-图5b所描述的)。图11a还示出了清洁工具1110，该清洁工具1110连接到装置100，并且能够相对于建筑物80的竖直表面90沿竖直方向移动以清洁竖直表面90(例如，如上面关于图6a-图6d、图7、图8和图9所描述的)。
143.图11b和图11c示出了附接到竖直表面90的装置100和连接到装置100并清洁竖直表面90的工具1110的3d图。
144.工具1110可以使用线缆180连接到装置100。线缆180可以在其第一端处连接到工具1110的线缆连接器，并且线缆180可以在其第二端处连接到装置100的工具连接器的绞盘182。绞盘182可以交替地卷绕和解绕线缆180，以调节工具1110相对于竖直表面90的竖直位置。
145.装置100的壳体108可以可释放地接纳工具1110的至少一部分。在一些实施例中，装置100包括电源接口184，以在工具被接纳在壳体108内时为工具1110的可充电电池充电。在一些实施例中，工具1110从装置100接收电力(例如，经由线缆180或其他线缆)。在一些实施例中，装置100包括液体容器186，以在工具1110被接纳在壳体1008内时填充工具1110的液体罐。
146.在一些实施例中，装置100的控制器150控制系统1000的部件。例如，控制器150可以存储建筑物80的竖直表面90的清洁计划，并且可以根据清洁计划控制系统100的部件。为了清楚起见，图11a-图11c中未示出控制器150。
147.现在参考图12，该图是根据本发明的一些实施例的用于清洁建筑物的竖直表面的系统1200的示意图。
148.系统1200可以包括一个或更多个轨道1210。轨道1210可以安装在建筑物80的屋顶82上。系统1200可以包括滑块1220。滑块1220可以连接到轨道1210，并且可以例如沿水平方向在轨道1210上滑动。
149.系统1200可以包括用于清洁竖直表面的工具1225(例如，诸如上面关于图6a-图6d、图7、图8、图9和图10a-图10b所述的工具600、工具900、工具1000或用于清洁竖直表面的任何其他合适的工具)。
150.工具1225可以使用线缆1230连接到滑块1220。线缆1230可以在其第一端处连接到工具1225的线缆连接器，并且线缆1230可以在其第二端处连接到滑块1220的绞盘1222。绞盘1222可以交替地卷绕和解绕线缆1230，以调节工具1225相对于竖直表面90的竖直位置。
151.滑块1220可以包括控制器1240。控制器1240可以控制系统1200的部件。例如，控制器1240可以存储建筑物80的竖直表面90的清洁计划，并且可以根据清洁计划控制系统1200的部件。
152.在上面的描述中，实施例为本发明的示例或实施方式。“一个实施例”、“实施例”、“某些实施例”或“一些实施例”的各种呈现不一定都指代相同的实施例。尽管可以在单个实施例的上下文中描述本发明的各种特征，但是这些特征也可以分别提供或以任何合适的组合提供。相反，尽管为了清楚起见，本发明可以在本文中在分别的实施例的上下文中描述，但是本发明也可以在单个实施例中实现。本发明的某些实施例可以包括来自上面公开的不同实施例的特征，并且某些实施例可以包含来自上面公开的其他实施例的元件。在特定实施例的上下文中公开本发明的元件不应被视为将这些元件的使用限制在单独的特定实施例中。此外，应当理解，本发明可以以各种方式实施或实践，并且本发明可以在除了上面的
描述中概述的实施例之外的某些实施例中实现。
153.本发明不限于那些附图或相应的描述。例如，流程不需要移动通过每个所示的框或状态，或者以所示和所述的完全相同的顺序移动。除非另外定义，否则本文使用的技术术语和科学术语的含义应如本发明所属领域的普通技术人员通常地理解的。虽然已经相对于有限数量的实施例描述了本发明，但是这些实施例不应该被解释为对本发明的范围的限制，而是作为一些优选实施例的范例。其他可能的变化、修改和应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应受到迄今为止所描述的内容的限制，而应受所附权利要求及其合法等同物的限制。

技术特征：
1.一种用于清洁基本竖直表面的系统，所述系统包括：用于在所述基本竖直表面上移动的装置，所述装置包括：清洁工具连接器，框架，第一臂，所述第一臂连接到所述框架并且能够相对于所述框架围绕第一轴线旋转，第一真空吸盘，所述第一真空吸盘连接到所述第一臂，第二臂，所述第二臂连接到所述框架并且能够相对于所述框架围绕第二轴线旋转，所述第二轴线基本平行于所述第一轴线；第二真空吸盘，所述第二真空吸盘连接到所述第二臂，真空泵，所述真空泵与所述第一真空吸盘和所述第二真空吸盘流体连通，第一阀，所述第一阀用于控制在所述第一真空吸盘中产生真空和从所述第一真空吸盘释放真空，第二阀，所述第二阀用于控制在所述第二真空吸盘中产生真空和从所述第二真空吸盘释放真空，以及控制器，所述控制器用于控制：所述第一臂和所述第二臂的旋转，以及所述真空泵、所述第一阀和所述第二阀的操作；以及清洁工具，所述清洁工具能够连接到所述清洁工具连接器，所述清洁工具能够相对于所述装置沿基本竖直方向移动，以清洁所述基本竖直表面。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器控制所述第一臂和所述第二臂的旋转以及所述真空泵、所述第一阀和所述第二阀的操作，以使所述装置在所述基本竖直表面上沿期望的方向移动。3.根据权利要求1-2中任一项所述的系统，其中，所述装置包括照相机，并且其中所述控制器基于从所述照相机接收的图像使所述装置在所述基本竖直表面上沿期望的方向移动。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述第一臂和所述第二臂彼此相对地连接到所述框架的相对侧。5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，所述第一臂和所述第一真空吸盘能够相对于彼此围绕基本平行于所述第一轴线的第三轴线旋转，并且其中，所述第二臂和所述第二真空吸盘能够相对于彼此围绕基本平行于所述第二轴线的第四轴线旋转。6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中，所述第一臂和所述第一真空吸盘能够相对于彼此围绕基本垂直于所述第一轴线的第五轴线旋转，其中，所述第二臂和所述第二真空吸盘能够相对于彼此围绕基本垂直于所述第二轴线的第六轴线旋转。7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中，所述装置包括：第一组传感器，所述第一组传感器设置在所述第一真空吸盘中，以及
第二组传感器，所述第二组传感器设置在所述第二真空吸盘中，其中，所述控制器基于来自所述第一组传感器和所述第二组传感器的输出信号来确定所述基本竖直表面的在所述第一真空吸盘和所述第二真空吸盘前面的部分是否适合于真空吸力附接。8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中，所述装置包括：子框架，所述子框架连接到所述框架，其中，所述第一臂和所述第二臂连接到所述子框架，并且分别能够围绕所述第一轴线和所述第二轴线相对于所述子框架旋转，并且其中，所述子框架和所述框架能够相对于彼此围绕基本垂直于所述第一轴线和所述第二轴线的第七轴线旋转。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制器使所述框架相对于所述子框架旋转，以在所述装置设置在所述基本竖直表面上时保持所述框架的基本水平的取向。10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，其中，所述清洁工具连接器包括：清洁工具线缆，所述清洁工具线缆能够连接到所述清洁工具，以及清洁工具绞盘，所述清洁工具绞盘交替地卷绕和解绕所述清洁工具线缆；以及其中，所述控制器控制所述清洁工具绞盘的操作，以使所述清洁工具相对于所述装置沿所述基本竖直方向移动。11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其中，所述装置包括壳体，以可释放地接纳所述清洁工具的至少一部分。12.根据权利要求1-11中任一项所述的系统，其中，所述清洁工具包括：主体，所述主体具有第一主体端、第二主体端以及在所述第一主体端和所述第二主体端之间延伸的中心纵向主体轴线，线缆连接器，所述线缆连接器用于将所述主体连接到所述装置的所述清洁工具连接器的线缆，一个或两个刷子，每个刷子能够旋转地连接到所述第一主体端或所述第二主体端中的一个，螺旋桨，所述螺旋桨设置在所述主体上，所述螺旋桨能够围绕基本垂直于所述中心纵向主体轴线的螺旋桨旋转轴线旋转，以产生推力将所述清洁工具推靠在所述基本竖直表面上，以及清洁工具控制器，所述清洁工具控制器用于控制所述螺旋桨的旋转。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述主体包括：前主体表面，所述前主体表面面对所述基本竖直表面，后主体表面，所述后主体表面与所述前主体表面相对，开口，所述开口穿过所述前主体表面和所述后主体表面形成，其中，所述螺旋桨设置在所述开口内。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述螺旋桨设置在框架内，其中所述框架能够在所述开口内围绕所述中心纵向主体轴线旋转，并且其中所述清洁工具控制器控制圆形框架的旋转。15.根据权利要求13-14中任一项所述的系统，其中，所述清洁工具包括：
第二螺旋桨和第三螺旋桨，所述第二螺旋桨和所述第三螺旋桨在所述中心纵向主体轴线的相对侧处彼此相对地设置在所述主体上，其中，所述第二螺旋桨和所述第三螺旋桨分别能够围绕基本垂直于所述中心纵向主体轴线的第二螺旋桨旋转轴线和第三螺旋桨旋转轴线旋转，以产生推力将所述清洁工具推离所述基本竖直表面。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第二螺旋桨和所述第三螺旋桨分别设置在穿过所述前主体表面和所述后主体表面形成的第二开口和第三开口内。17.根据权利要求15-16中任一项所述的系统，其中，所述清洁工具控制器用于控制所述第二螺旋桨和所述第三螺旋桨的旋转，以将所述清洁工具推离所述基本竖直表面。18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述清洁工具控制器用于控制所述第二螺旋桨和所述第三螺旋桨的旋转，以克服所述基本竖直表面上的障碍物。19.根据权利要求17-18中任一项所述的系统，其中，所述清洁工具控制器用于控制所述第二螺旋桨和所述第三螺旋桨的旋转，以相对于所述基本竖直表面稳定所述清洁工具。20.根据权利要求13-19中任一项所述的系统，其中，所述清洁工具包括两个密封构件，所述两个密封构件在所述开口的相对侧处彼此相对地设置在所述前主体表面上。21.根据权利要求1-20中任一项所述的系统，还包括能够安装在所述基本竖直表面的顶部上的基座单元，所述基座单元包括：基座单元线缆，所述基座单元线缆能够连接到所述装置以固定所述装置，以及基座单元绞盘，所述基座单元绞盘用于卷绕和解绕所述基座单元线缆。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述基座单元包括线缆检查单元，所述线缆检查单元用于在所述基座单元线缆的卷绕和解绕中的至少一个期间检测所述基座单元线缆中的缺陷。

技术总结
公开了用于在基本竖直表面上移动的装置、用于清洁基本竖直表面的工具和用于清洁基本竖直表面的系统。竖直表面的系统。竖直表面的系统。


技术研发人员：伊泰
受保护的技术使用者：维易机器人有限公司
技术研发日：2022.08.15
技术公布日：2023/7/22