En tant qu'appareil de nettoyage intelligent, un robot lave-vitres intègre des technologies de plusieurs domaines, notamment la mécanique, l'électronique, les capteurs et le contrôle par algorithme, dans le but d'obtenir un nettoyage efficace et sûr des surfaces vitrées.
Système d'entraînement et mécanisme de mouvement
La capacité de mouvement d'un robot laveur de vitres repose sur un système d'entraînement sophistiqué, généralement entraîné par un moteur à courant continu ou un moteur pas à pas, avec une boîte de vitesses pour l'amplification du couple et le réglage de la vitesse. Le mécanisme de mouvement utilise souvent une conception à chenilles ou à roues :
Sur chenilles : le mouvement est obtenu grâce à la friction entre les chenilles en caoutchouc et la surface du verre. Convient aux surfaces verticales ou inclinées, mais avec une flexibilité de direction moindre.
À roues : utilise deux-roues motrices ou quatre-roues motrices, combinées à des roues omnidirectionnelles pour une direction flexible. On le trouve couramment dans les modèles domestiques, mais nécessite une technologie d'adsorption sous vide ou d'attraction magnétique pour assurer un contact approprié avec le verre.
De plus, certains-modèles haut de gamme utilisent une structure de bras robotique, utilisant une liaison multi-axes pour réaliser une planification de chemin complexe, par exemple en imitant la trajectoire en forme de "Z"-ou en spirale de l'essuyage manuel, améliorant ainsi la couverture de nettoyage.
Système d'adsorption et de sécurité
Pour éviter les chutes de hauteur, les robots lave-vitres ont besoin d’un mécanisme d’adsorption fiable. Les technologies courantes comprennent :
Adsorption sous vide : l'air est aspiré à l'aide d'une pompe à vide intégrée-pour créer une pression négative, adsorbant le robot sur la surface en verre. Cette technologie offre une forte adsorption mais nécessite une puissance continue et une grande planéité du verre.
Technologie d'adsorption magnétique : les aimants permanents ou les électro-aimants attirent un dispositif magnétique (tel qu'un chiffon de nettoyage de vitres magnétique) de l'autre côté. Ceci convient aux fenêtres à double vitrage-. Son avantage est qu'il ne nécessite aucune électricité pour maintenir l'adsorption, mais la force magnétique doit être adaptée pour éviter un pincement ou une adsorption insuffisante.
Le système de sécurité comprend des capteurs de pression, des capteurs anti-chute-et une alimentation de secours. Le capteur de pression surveille la force d'adsorption en temps réel ; s'il passe en dessous d'un seuil, il déclenche une alarme ou revient automatiquement en charge. Le capteur anti-chute (tel qu'infrarouge ou ultrasonique) détecte les bords du verre pour empêcher la machine de tomber. L'alimentation de secours peut maintenir l'adsorption pendant plusieurs minutes lorsque l'alimentation principale est interrompue, offrant ainsi aux utilisateurs un temps de traitement d'urgence.
Principaux composants d'un robot laveur de vitres
Module de nettoyage et planification du chemin
Le module de nettoyage se compose généralement d'une brosse rotative, d'un système de pulvérisation d'eau et d'un système d'aspiration :
Brosse rotative : utilise des poils rotatifs à grande vitesse ou des grattoirs en silicone pour éliminer la poussière et les taches de la surface du verre ;
Système de pulvérisation d'eau : pulvérise avec précision un agent de nettoyage ou de l'eau pour adoucir les taches tenaces ;
Système de vide : utilise l'aspiration sous vide pour aspirer les eaux usées et les impuretés dans la boîte de collecte de poussière ou le réservoir d'eaux usées, évitant ainsi la pollution secondaire.
Les algorithmes de planification de chemin sont essentiels à l’efficacité du nettoyage. Les modèles de base utilisent un chemin de motif fixe en « arc » ou en « grille », tandis que les modèles intelligents utilisent le LiDAR ou des capteurs visuels pour créer une carte de la surface du verre, combinés à la technologie SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) pour obtenir une optimisation dynamique du chemin, réduisant ainsi les nettoyages répétés et les zones manquées.
Système de contrôle et d'alimentation : la carte de contrôle principale abrite un microprocesseur (tel qu'une architecture ARM) chargé de coordonner le fonctionnement des différents modules, de traiter les données des capteurs et d'exécuter les commandes utilisateur. Les utilisateurs peuvent régler les modes de nettoyage, les vitesses et les zones de nettoyage via la télécommande, l'application mobile ou la commande vocale. Le système d'alimentation comprend une batterie au lithium et une interface de chargement. Certains modèles prennent en charge le retour automatique à la station de chargement. La durée de vie de la batterie est généralement de 30 à 120 minutes, selon la capacité de la batterie et l'intensité du nettoyage.
