CN104665714A - 一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，涉及外墙清洗设备技术领域，包括悬吊越障装置和机器人主体装置，悬吊越障装置的动滑轮光电编码器复合装置的吊钩起吊机器人主体装置，还包括无线远程遥控越障机构、随动跟踪伺服机构、主体装置非水平状态纠偏机构、无线监控机构、照明机构。该装置控制效果好，实现了自动化控制。
Description
技术领域
本发明涉及外墙清洗设备技术领域。
背景技术
目前，随着城市规模的不断扩大，高层建筑越来越多、越来越高，以玻璃壁面为代表的壁面结构逐渐成为城市高层建筑的主流。这些高层建筑的外墙大多通过蜘蛛人清洗，不仅效率低下，而且十分危险。而在社会文明高度发展的今天，对生命的关爱达到了前所未有的高度，要求停止使用蜘蛛人的呼声不绝于耳，因此为保持城市建筑, 尤其是高层建筑外墙清洁, 必然要求开发新型的清洁机械,以适应这一新兴行业的需要。
本发明是提供一种用于控制大楼外壁面保洁机器人的控制系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，该装置控制效果好，实现了自动化控制。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，包括悬吊越障装置和机器人主体装置，悬吊越障装置的动滑轮光电编码器复合装置的吊钩起吊机器人主体装置，还包括无线远程遥控越障机构、随动跟踪伺服机构、主体装置非水平状态纠偏机构、无线监控机构、照明机构。
优选的，动滑轮光电编码器复合装置的动滑轮转轴与光电编码器轴、光电编码器外壳与设在动滑轮外壁的薄壁开口外套环间均为固定连接，外套环上设有可缩径的环箍。
优选的，无线远程遥控越障机构中的无线遥控发射器与无线遥控接收器间为无线电波连接，无线遥控接收器、第二变频器、升降卷扬电机依次电连接；无线遥控接收器、继电器、俯仰卷扬电机依次电连接；无线遥控接收器、负压发生器电机电连接。
优选的，随动跟踪伺服机构中的光电编码器、第一可编程PLC、第一变频器、升降卷扬电机依次电连接。
优选的，主体装置非水平状态纠偏机构中的倾角传感器、第二可编程PLC、第三变频器、负压发生器电机依次电连接，倾角传感器垂直或水平固定在主体装置中。
优选的，照明装置固定在主体装置外壳后端上方，斜向照射前上方。
优选的，无线监控机构的监控摄像头固定在主体装置外壳后端上方，监控机器人主体装置前上方的保洁面的洁净度，监控摄像头以无线电波形式反馈到显示屏上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、动滑轮光电编码器复合装置上的光电编码器，把感受动滑轮的移动方向和速度转化为电信号并反馈到可编程PLC，确定转速和转向；2、无线远程遥控越障机构通过无线远程遥控发射器和接收器来控制悬吊臂的俯／仰、负压发生器电机的开／停及本体装置升／降，实现机器人主体装置越障目的。3、主体装置的非水平状态纠偏机构的倾角传感器把倾角程度的电信号反馈给 PLC，调整负压吸盘运动速度。4、照明装置固定在主体装置上，给刷洗的楼面提供光照，5、无线监控摄像头监视大楼外壁面的状况及清洗质量，检测的画面实时传输到显示屏上，司机根据监控图像操控设备达到安全高效保洁目的。
附图说明
图1 保洁机器系统装置图；
图2 无线远程遥控越障机构的原理框图；
图3 无线监控机构的原理框图；
图4 主体装置非水平状态纠偏机构的原理框图。
其中，1、光电编码器，2、第一可编程PLC，3、第一变频器，4、升降卷扬电机，5、无线遥控发射器，6、无线遥控接收器，7、第二变频器，8、继电器， 9、负压发生器电机，10、俯仰卷扬电机，11、监控摄像头，12、显示屏，13、倾角传感器，14、第二可编程PLC，15、第三变频器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，如图1、图2、图3和图4所示，一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，包括悬吊越障装置和机器人主体装置，悬吊越障装置的动滑轮光电编码器复合装置的吊钩起吊机器人主体装置，还包括无线远程遥控越障机构、随动跟踪伺服机构、主体装置非水平状态纠偏机构、无线监控机构、照明机构。机器人主体装置用于清洗大楼的外壁，而悬吊越障装置设在楼顶上用于悬吊机器人主体装置，悬吊越障装置带有俯仰角可以调节的悬吊臂，悬吊臂连接俯仰卷扬电机10。带有光电编码器1的动滑轮称为动滑轮光电编码器复合装置，其下方带有吊钩，用于吊机器人主体装置。
动滑轮光电编码器复合装置的动滑轮转轴与光电编码器轴、光电编码器1外壳与设在动滑轮外壁的薄壁开口外套环间均为固定连接，外套环上设有可缩径的环箍，动滑轮转动用于提升钢丝绳，光电编码器1设在动滑轮的防护罩上，并且光电编码器1的轴与动滑轮中心连接，可以感受动滑轮的转速和转向，而光电编码器1的外壳固定在防护罩上，在防护罩上设有带有开口的外套环，光电编码器1放在里面并且通过环箍固定。所述的无线远程遥控越障机构中的无线遥控发射器5与无线遥控接收器6间为无线电波连接，无线遥控接收器6、第二变频器7、升降卷扬电机4依次电联接；无线遥控接收器6、继电器8、俯仰卷扬电机10依次电连接；无线遥控接收器6、负压发生器电机9电连接。
随动跟踪伺服机构中的光电编码器1、第一可编程PLC2、第一变频器3、升降卷扬电机4依次电连接。所述的主体装置非水平状态纠偏机构中的倾角传感器13、第二可编程PLC14、第三变频器15、负压发生器电机9依次电连接，倾角传感器13垂直或水平固定在主体装置中。
照明装置固定在主体装置外壳后端上方，斜向照射前上方。所述的无线监控机构的监控摄像头11固定在主体装置外壳后端上方，监控机器人主体装置前上方的保洁面的洁净度，监控摄像头11以无线电波形式反馈到显示屏12上。
使用该装置时，动滑轮光电编码器复合装置的光电编码器1与动滑轮连接，来检测动滑轮的转向和转速，并将检测的信号通过第一可编程PLC2、第一变频器3传给升降卷扬电机4，光电编码器1把动滑轮移动的方向和速度量值反馈到第一可编程PLC2，第一可编程PLC2指令第一变频器3实现升降卷扬电机4的随动跟踪伺服控制快慢，升降卷扬电机4是控制动滑轮的，如果过快的话光电编码器1会检测到信号控制升降卷扬电机4变慢，反之亦然。无线远程遥控越障机构通过无线遥控发射器5发送信号、无线遥控接收器6接收信号，传递给继电器8，通过继电器8调整俯仰卷扬电机10。俯仰卷扬电机10的输出端连接悬吊臂，悬吊臂铰接，其可以拉动悬吊臂调整悬吊臂俯／仰角度，实现主体装置的越障，同时也可以通过其控制升降卷扬电机4和负压发生器电机9。主体装置非水平状态纠偏机构的倾角传感器13把电信号反馈给第二可编程PLC14，通过第三变频器15控制负压发生器电机9，负压发生器电机9用于控制主体装置上的负压吸盘，负压吸盘是用于将机器人主体装置与墙壁吸引在一起，并通过负压发生器电机9控制负压吸盘在楼面上的行走快慢，所以负压吸盘随动跟踪伺服，需要调节非水平状态的时候加快或者放慢负压吸盘的速度，达到保障机器人主体装置始终处于水平状态的效果。照明装置固定在主体装置上，为夜班保洁提供照明，无线监控机构的监控摄像头11把大楼清洗界面保洁质量实时显示到显示屏12上，司机／业主均可根据监控显示的洁净度状况实现安全高效保洁目的。
大楼外壁面保洁机器人系统的控制装置综合融汇当代的无线监控技术、无线遥控技术、随动跟踪伺服技术重点解决了机器人主体装置越障难题和智能化运行难题。他把保洁工人从高危恶劣环境中彻底解脱出来，实现了安全高效节约资源和保护环境的多重目的。
大楼外壁面保洁机器人运行速度为每分钟8米到12米，清洗有效幅宽1.5米一上一下两遍成活，8小时保洁效率为3600平方米。
综上所述，本发明具有结构简单、制作方便、成本低廉、工作效率高的优点，结构设计简单紧凑，具有很强的实用性，便于推广应用。
Claims (7)
1.一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，包括悬吊越障装置和机器人主体装置，其特征在于：悬吊越障装置的动滑轮光电编码器复合装置的吊钩起吊机器人主体装置，还包括无线远程遥控越障机构、随动跟踪伺服机构、主体装置非水平状态纠偏机构、无线监控机构、照明机构。
2.根据权利要求1所述的一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，其特征在于：动滑轮光电编码器复合装置的动滑轮转轴与光电编码器轴、光电编码器（1）外壳与设在动滑轮外壁的薄壁开口外套环间均为固定连接，外套环上设有可缩径的环箍。
3.根据权利要求1所述的一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，其特征在于：无线远程遥控越障机构中的无线遥控发射器（5）与无线遥控接收器（6）间为无线电波连接，无线遥控接收器（6）分别与第二变频器（7）、升降卷扬电机（4）依次电联接；无线遥控接收器（6）、继电器（8）、俯仰卷扬电机（10）依次电连接；无线遥控接收器（6）、负压发生器电机（9）电连接。
4.根据权利要求1所述的一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，其特征在于：随动跟踪伺服机构中的光电编码器（1）、第一可编程PLC（2）、第一变频器（3）、升降卷扬电机（4）依次电连接。
5.根据权利要求1所述的一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，其特征在于：主体装置非水平状态纠偏机构中的倾角传感器（13）、第二可编程PLC（14）、第三变频器（15）、负压发生器电机（9）依次电连接，倾角传感器（13）垂直或水平固定在主体装置中。
6.根据权利要求1所述的一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，其特征在于：照明装置固定在主体装置外壳后端上方，斜向照射前上方。
7.根据权利要求1所述的一种大楼外壁面保洁机器人系统控制装置，其特征在于：无线监控机构的监控摄像头（11）固定在主体装置外壳后端上方，监控机器人主体装置前上方的保洁面的洁净度，监控摄像头（11）以无线电波形式反馈到显示屏（12）上。
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