一种玻璃屏内表面智能自控清洁系统及其方法

技术领域

本发明属于智能制造设备技术领域，具体涉及一种玻璃屏内表面智控一体化清洁技术。

背景技术

在电子行业，玻璃屏的内表面清洁相当重要，适用于消费电子产品（如智能手机、平板电脑和电视）、公共信息显示屏（例如机场或购物中心的信息板）以及用于生产和科研的设备。在制造过程中，任何灰尘、污垢或其它污染物都可能对显示屏的性能产生不利影响，尤其是在制造超高清或者OLED屏幕的过程中，在此情况下，内表面必须保持完全清洁。通常，制造商使用特殊的设备和产品来清洁屏幕内表面。现有方法包括压缩空气、特殊的清洁液、以及一次性的清洁布或者刷子。有时候还会使用超声波清洗或者其它具有强大清洁能力的方法来处理对清洁程度有严格要求的部分。随着制造技术的不断进步，对于清洁玻璃屏内表面的需求也正在不断提高。

通常在清理具有玻璃表面尤其是电子设备的屏幕时，首先，设定具体的横向和纵向擦拭的压力和速度，这也因屏幕材质和脏污程度而变化。使用适当的力度和速度可以确保清洁效果，同时避免对屏幕内表面造成磨损或划痕。通常首先进行横向清洁，从一边开始，均匀地通过设置好的力度和速度往另一边划过。横向擦拭可以有效地去除大部分的表面污垢。接着进行纵向清洁，从屏幕顶部开始，均匀地向底部划过。这个步骤有助于去除上一步可能遗留的或者被排到边缘的灰尘。上述操作需要反复进行直到表面达到要求的清洁度。经过横向和纵向的交替擦拭，可以确保减少任何可能的划痕或磨损，并帮助进一步清除那些坚硬的或者难以去除的污垢。最后，在充足的光线下进行视觉或者用特定工具进行表面清洁度检查，以确保所有的污垢和灰尘都已被清除。

然而，现有清洁设备仍然依赖手工操作或半自动化设备，效率低且无法确保清洁的一致性。在生产线上，清洁设备和其它设备的联动性不足，这会导致清洁过程的低效，并可能增加产品的生产周期、降低产能。对于特定的清洁需求，可能需要大量的专用清洁设备，造成投资高。而且，如果这些设备需要频繁更换或者维护，那么成本和复杂性也会增加。清洁设备可能需要定期的专业维护，这些设备的运行会消耗大量的能源。为解决上述问题，亟需智能一体化的清洁设备。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提供一种玻璃屏内表面智能自控清洁系统及其方法，通过智能一体化化的清洁设备，提高设备的清洁效果和效率，降低设备和维护成本。

本发明解决其技术问题的方案是：采用一种玻璃屏内表面智能自控清洁系统，包括传输机构和清理机构，还包括旋升机构和同步驱动机构，在相邻两个传输机构之间区域，固定有所述旋升机构，所述旋升机构包括固定座、升降旋转台、旋转支撑和升降机构，升降旋转台通过旋转支撑和升降机构与固定座连接，在升降旋转台上侧分别安装有面传输带和吸盘，面传输带的前后端分别与相邻传输机构相互衔接，在旋转支撑的一侧连接旋转驱动机构，在旋升机构的一侧设置有清理机构，所述清理机构包括支架、固定座、伸缩驱动机构和清理器，固定座固定于支架上部前侧，固定座用于固定伸缩驱动机构，伸缩驱动机构用于驱动清理器沿横向往复移动。清理机构和旋升机构之间通过同步驱动机构实现同步。

优选地，在固定座与升降旋转台之间包括内、中、外三个套筒依次套装的组合结构，内套筒固定于固定座上表面的中心，外套筒固定于升降旋转台下表面的中心，外套筒与中套筒之间通过滚子轴承和推力轴承套装在一起，中套筒与内套筒通过滑动轴承套装在一起，或者在两者之间设置导向的键和键槽；中套筒与旋转驱动机构传动连接；升降机构位于内外套筒之间，其底部固定于底座上表面中心，其顶部通过旋转套支撑于升降旋转台下表面中心。

优选地，所述旋转驱动机构是在外套筒一侧固定有摆臂，利用驱动油缸驱动该摆臂及中套筒转动，进而控制内套筒和升降旋转台转动。

优选地，在升降旋转台的上部两侧分别设置嵌槽并分别安装两个平行的所述面传输带，在相邻两个面传输带之间的区域分布有四个凹槽并分别装配有所述吸盘，各吸盘与负压机构连通。

优选地，所述清理器包括外壳，位于外壳内部有内腔且在内腔中填充有纤维层，在外壳的底部固定有擦拭层，内腔底部设置有孔使得纤维层与擦拭层局部接触，内腔顶部设置有注液孔，用于加注清洗液。

优选地，所述同步驱动机构包括侧支架、外轨道、移动座、旋转驱动电机、齿条、驱动缸支架和驱动油缸，其中侧支架固定于所述支架的外侧，在侧支架的外侧固定有外轨道，在外轨道上套装有移动座，在移动座的外侧固定有旋转驱动电机，旋转驱动电机的转轴上安装有齿轮，同时在侧支架上固定有齿条，齿轮与齿条啮合；在移动座上侧固定有驱动缸支架，在驱动缸支架上沿横向固定有驱动油缸，驱动油缸前端的伸缩杆末端竖向固定有销轴，在所述中套筒的侧壁固定有摆臂，该摆臂上设置有条形孔，所述销轴匹配安装于条形孔内。

优选地，在移动座的上下端分别安装有滚轮，通过上下滚轮与侧支架上下边缘啮合在一起，从而确保移动座具有稳定性。

优选地，在驱动油缸与清理油缸之间的油管上连接有叉管且叉管连接缓存油缸，该缓存油缸的叉管安装有电磁阀，被控制器控制，缓存油缸起到补偿作用。

采用一种基于权利要求所述系统的智能自控清洁方法，在临近旋升机构的第一传输机构末端和第二传输机构首端分别安装有前后检测元件，用于检测玻璃屏的位置，控制器根据前检测元件的信号，控制面传输带转动将玻璃屏从第一传输机构转运至升降旋转台的正上方，根据后检测元件的信号控制面传输带停止，再控制负压机构对各吸盘抽吸形成负压，将玻璃屏固定于吸盘上侧，再控制升降机构使升降旋转台抬升，控制旋转支撑使升降旋转台正向旋转度，然后控制伸缩驱动机构将清理器向前推送对玻璃屏表面宽度方向擦拭，之后控制器控制旋转支撑使升降旋转台反向旋转度，控制伸缩驱动机构将清理器向后拉缩对玻璃屏表面长度方向擦拭，再控制升降机构使升降旋转台下降，控制负压机构解除对吸盘的负压作用，控制面传输带向前转动使玻璃屏传送至第二传输机构。

优选地，在临近旋升机构的第一传输机构末端和第二传输机构首端分别安装有前极限传感器和后极限传感器，前用于检测玻璃屏的位置，控制器根据前位置检测元件的信号，控制面传输带和吸盘的启动时机；分别在摆臂的前后极限位置设置有前角度极限传感器和后角度极限传感器，控制器根据前后角度极限传感器的信号，控制旋转驱动电机的正反转动情况；在升降机构的上侧和下侧分别设置有上极限传感器和下极限传感器，控制器根据上下极限传感器的信号，控制面旋升机构的升降情况。

该系统和方法的有益效果：系统的自动化设计降低了人工干预的必要性，提高了工作效率；通过纵向和横向擦拭，该系统能够实现对玻璃屏的全面清洁，提升了清洁效果；该系统通过优化联动设计，减少了设备数量，降低了成本；通过精密的机械联动设计，各个组件的同步工作可以实现稳定的操作，降低设备故障率。提供良好的质量控制：该系统通过准确的清洁效果和令人信服的操作效率，有助于提高最终产品的质量。另外，由于这个系统的自动化设计，工人接触到可能有潜在危险的清洁产品的机会将减少。

附图说明

图1是本发明自动清洁系统实施例的立体结构示意图；

图2是清理机构与同步驱动机构的装配关系示意图；

图3是清理机构与玻璃屏结合状态示意图；

图4是图2中旋升机构的结构示意图；

图5是图4中旋转驱动过程对比示意图；

图6是联动机构示意图；

图7是本发明系统关系框图；

图8是本发明方法的工作流程图。

图中标号：1-传输机构；2-旋升机构；3-清理机构；4-同步驱动机构；5-串联联动机构；6-负压稳定机构；21-固定座；22-升降旋转台；23-旋转支撑；24-升降机构；25-面传输带；26-吸盘；31-支架；32-固定座；33-清理油缸；34-清理器；35-擦拭层；36-注液孔；41-侧支架；42-外轨道；43-移动座；44-旋转驱动电机；45-齿条；46-驱动缸支架；47-驱动油缸；48-销轴；49-摆臂；51-内轨道；52-前滑块；53-后滑块；54-动力气缸；55-推举气缸；56-推举气管；57-电磁锁。

实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：一种玻璃屏内表面智能自控清洁系统，针对目前生产线玻璃屏内表面纵横向擦拭时，存在工序复杂和智能程度低以及联动性能差的问题而进行改进，该系统能够简化生产设备数量和成本，智能联动性能够简化清洁工序。该系统如图1所示，其主要包括传输机构1、旋升机构2、清理机构3、同步驱动机构4和串联联动机构5等。

具体地，旋升机构2的安装位置如图1所示，其位于第一传输机构和第二传输机构之间，旋升机构2主要包括固定座21、升降旋转台22、旋转支撑23、升降机构24、面传输带25和吸盘26等。如图4所示，固定座21通过四角各支座与地面固定，固定座21上侧依次安装有旋转支撑23和升降机构24，在升降机构24的顶部安装有升降旋转台22。具体地，在固定座21与升降旋转台22之间包括内、中、外三个套筒依次套装的组合结构，内套筒固定于固定座上表面21的中心，外套筒固定于升降旋转台下表面的中心，外套筒与中套筒之间通过滚子轴承和推力轴承套装在一起，中套筒与内套筒通过滑动轴承套装在一起，或者在两者之间设置导向的键和键槽。中套筒与旋转驱动机构传动连接。升降机构24位于内外套筒之间，其底部固定于底座21上表面中心，其顶部通过旋转套支撑于升降旋转台下表面中心。例如，升降机构24可采用推举气缸55。所述旋转驱动机构是在外套筒一侧固定有摆臂49，利用驱动油缸47驱动该摆臂49及中套筒转动，进而控制内套筒和升降旋转台22转动。

如图4所示，在升降旋转台22的上部两侧分别设置嵌槽并分别安装两个平行的面传输带25，在相邻两个面传输带25之间的区域分布有四个凹槽并分别装配有吸盘26，吸盘26与负压机构连通。

清理机构3如图2所示，其包括支架31、固定座32、清理油缸33、清理器34和擦拭层35。其中，支架31的上部前侧安装有固定座32，清理油缸33固定安装于固定座32的中心，清理油缸33的前侧伸缩杆末端固定有清理器34，清理器34包括外壳，位于外壳内部有内腔且在内腔中填充有纤维层，在外壳的底部固定有擦拭层35，内腔底部设置有孔使得纤维层与擦拭层35局部接触，内腔顶部设置有注液孔36，用于加注清洗液。

同步驱动机构4如图2所示，其包括侧支架41、外轨道42、移动座43、旋转驱动电机44、齿条45，驱动缸支架46，驱动油缸47，销轴48和摆臂49等。具体地，侧支架41固定于所述支架31的外侧，在侧支架41的外侧固定有外轨道42，在外轨道42上套装有移动座43，图2中可以看出，又在移动座43的上下端分别安装有滚轮，通过上下滚轮与侧支架上下边缘啮合在一起，从而确保移动座43具有稳定性。在移动座43的外侧固定有旋转驱动电机44，旋转驱动电机44的转轴上安装有齿轮，同时在侧支架41上固定有齿条45，齿轮与齿条啮合，从而当旋转驱动电机44被控制转动时，能够驱动齿轮在齿条上行走，进而控制移动座43能够往复移动。图中还可以看出，在移动座43上侧固定有驱动缸支架46，在驱动缸支架46上沿横向固定有驱动油缸47，驱动油缸47前端的伸缩杆末端竖向固定有销轴48。同时，在所述中套筒的侧壁固定有摆臂49，该摆臂49上设置有条形孔，所述销轴48匹配安装于条形孔内。从而，当驱动油缸47被控制整体前后移动时，能够通过摆臂49驱动外套筒转动，进而控制整个升降旋转台22转动，使得位于其上部的玻璃屏能够转动。

另外，如图7所示，在临近旋升机构2的第一传输机构末端和第二传输机构首端分别安装有前后位置检测元件，例如前极限传感器和后极限传感器，前用于检测玻璃屏的位置，控制器根据前位置检测元件的信号，控制面传输带25和吸盘26的启动时机。分别在摆臂49的前后极限位置设置有前角度极限传感器和后角度极限传感器，控制器根据前后角度极限传感器的信号，控制旋转驱动电机的正反转动情况。在升降机构24的上侧和下侧分别设置有上极限传感器和下极限传感器，控制器根据上下极限传感器的信号，控制面旋升机构的升降情况。

如图8所示，上述方案的实施方法如下，控制面传输带25转动将玻璃屏从第一传输机构转运至升降旋转台22的正上方，根据后检测元件的信号控制面传输带停止，再控制负压机构对各吸盘26抽吸形成负压，将玻璃屏固定于吸盘26上侧，再控制升降机构24使升降旋转台22抬升，控制旋转支撑23使升降旋转台22正向旋转90度，然后控制伸缩驱动机构将清理器34向前推送对玻璃屏表面宽度方向擦拭，之后控制器控制旋转支撑23使升降旋转台22反向旋转90度，控制伸缩驱动机构将清理器34向后拉缩对玻璃屏表面长度方向擦拭，再控制升降机构24使升降旋转台22下降，控制负压机构解除对吸盘26的负压作用，控制面传输带25向前转动使玻璃屏传送至第二传输机构。

如图1所示，通过油管将驱动油缸47的后油腔与清洗油缸的后油腔连通后，在控制移动座43携带驱动油缸47向前移动时，在移动的前期，驱动油缸47的推杆不会向后缩退，从而利用该推力使升降旋转台22正向旋转，当升降旋转台22正向旋转至极限位置（极限位置设置挡台避免过度旋转）而不能继续转动时，移动座43继续向前移动会导致驱动油缸47前端的推杆向内缩退，从而促使驱动油缸47的后油腔向清洗油缸33的后油腔供油，促使清洗油缸前端的推杆向前伸出至极限位置。同样，在返回阶段，在控制移动座43携带驱动油缸47向后移动时，在移动的前期，驱动油缸47的推杆不会伸出，从而利用该推力使升降旋转台22反向旋转，当升降旋转台22反向旋转至极限位置（极限位置设置挡台避免过度旋转）而不能继续转动时，移动座43继续向后移动会导致驱动油缸47前端的推杆伸出，从而清洗油缸33的后油腔促使向驱动油缸47的后油腔供油，促使清洗油缸前端的推杆向后缩退至极限位置。从而实现了近控制移动座43向前或向后移动，即可同步实现升降旋转台22旋转和清理机构3的同步联动工作效果。上述操作需要反复进行直到表面达到要求的清洁度，再控制升级旋转台22下落之前，控制器通过反复控制旋转驱动电机44正向和反向旋转，经过多次横向和纵向的交替擦拭，可以确保减少任何可能的划痕或磨损，并帮助进一步清除那些坚硬的或者难以去除的污垢。最后，在充足的光线下进行视觉或者用特定工具（摄像机构进行图像采集和检测）进行表面清洁度检查，以确保所有的污垢和灰尘都已被清除。需要注意的是，用以擦拭的材料需要非常柔软并且不会引起静电，以免造成划痕和吸附尘粉。在某些需要非常高清洁度的应用中，可能需要在无尘的环境下完成清洁工序。

在上述方案基础上，还可以进一步采用如图6所示的一种串联联动机构5，其包括内轨道51、前滑块52、后滑块53、动力气缸54和推举气缸55等。其中，内轨道51固定于所述侧支架41的内侧，在内轨道51上同时套装有前滑块52和后滑块53，而且，前滑块52与内轨道之间设置电磁锁，其锁销上安装有摩擦垫，当电磁锁的锁销弹出后能够将摩擦垫压贴于内轨道51表面形成摩擦阻力。分别在前滑块52和后滑块53上侧固定有支座，且在两支座之间连接有动力气缸54。同时，将所述升降机构24采用推举气缸55，将所述动力气缸54的前气腔通过推举气管56与推举气缸55的下气腔连通。另外，将所述移动座43与后滑块53固定在一起，将驱动缸支架46与前滑块52固定在一起。从而，当移动座43被控制向前移动时，控制器首先通过电磁锁提供前滑块52的阻尼性，使得后滑块首先向前滑块移动，该移动会导致动力气缸54被压缩，进而推举气管56向上顶起升降旋转台22。之后与上述过程相同的方式，驱动升降旋转台22旋转和对玻璃屏表面清理（不重述）。返回过程的初期，控制器控制接触电磁阻尼的阻尼性，从而清理机构回缩和升降旋转台22反向旋转后，再向下回落。

在上述方案基础上，还可以进一步在驱动油缸47与清理油缸33之间的油管上连接有叉管且叉管连接缓存油缸，该缓存油缸的叉管安装有电磁阀，被控制器控制，缓存油缸起到补偿作用。

本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。