CN104856616A - 一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其包括两个固定架、第一链条、水平移动装置、第二链条、机器人本体、电源和控制器；第一链条的两端分别与两个固定架固定连接，水平移动装置包括设置在装置内部的第一飞轮电机、第一从动齿轮和第二从动齿轮，第一链条依次与第一飞轮电机、第一从动齿轮、第二从动齿轮相啮合；第二链条的一端与水平移动装置的侧部固定连接；机器人本体包括飞控装置、垂直移动装置、履带小车和至少两个擦盘，一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人具有以下有益效果：1、由于链条的结构，在有风的情况系摆动较小，也能安全工作；2、首先采用玻璃墙体三维定位设计，能到达墙体表面的任何地方。

Description

一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人

技术领域

本发明属于机械及其自动化技术领域，具体涉及一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人。

背景技术

随着城市化进度的发展，城市中的高层建筑越来越多，随之而来产生高空清洗，高空清洗是根据不同建筑结构与墙面材质，针对污垢与物体表面结合力，选用专业外墙清洗剂和玻璃清洁剂，使用脚手架、支架、吊篮或吊绳，采用包括高压水枪、清洗机等设备进行施工操作。

都市中的外墙常年经历风吹雨淋日晒，通常情况下会被空气中的灰尘附着表面。为了城市的整体美观，在现代都市中一种新兴的行业，高空清洗。从事这种行业的人员为专业经过培训的高空操作工人，利用高空操作绳、安全绳、高空坐板(或吊板、吊篮等)进行自上而下的针对大楼外墙材料进行刷洗清洁制剂、清洗污垢灰尘的工作。这种工作风险性极大，所以安全性由为重要，在选择质量合格的操作绳和安全绳的同时，还要合理的进行科学制剂配比，才能使得大楼外墙清洗的美观、干净、环保、安全，才可以使大楼外墙装饰材料寿命延长。

但是采用人工进行高空清洗存在以下问题：1、高空作业存在很大的安全隐患，偶尔还会发生清洗人员高空坠落的事件；2、清洗费用非常高昂，据报道北京电视台清洗一次“大裤衩”费用就在50万左右。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人。

技术方案：一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，包括两个固定架、第一链条、水平移动装置、第二链条、机器人本体、电源和控制器；

第一链条的两端分别与两个固定架固定连接，

水平移动装置包括设置在装置内部的第一飞轮电机、第一从动齿轮和第二从动齿轮，第一链条依次与第一飞轮电机、第一从动齿轮、第二从动齿轮相啮合；

第二链条的一端与水平移动装置的侧部固定连接；

机器人本体包括飞控装置、垂直移动装置、履带小车和至少两个擦盘，

履带小车主要由车体支撑架、驱动电机、前轮、后轮和履带组成，驱动电机与体支撑架固定连接，驱动电机与前轮、后轮驱动相连，履带的内表面分别与前轮、后轮的外表面相接触；转动电机与车体支撑架固定连接，气压泵与车体支撑架固定连接；

垂直移动装置与车体支撑架固定连接，垂直移动装置包括设置在装置内部的第三从动齿轮、第二飞轮电机、第四从动齿轮和第五从动齿轮，第二链条依次与第三从动齿轮、第二飞轮电机、第四从动齿轮和第五从动齿轮相啮合；

擦盘包括擦盘外罩、第一擦盘空心轴电机、第二擦盘电机、传动轴、擦棒、擦盘支撑架和气流通道，擦盘连杆的一端与转动电机的伸出杆驱动相连，擦盘连杆的另一端通过螺纹与擦盘外罩固定连接，擦盘外罩的外表面设有气流通道，气流通道与气压泵相通，擦盘外罩的外侧壁底部设有气流喷气头，气流喷气头与气流通道相通，擦盘外罩设有固定槽，固定槽设有内螺纹，擦盘外罩通过螺纹连接的方式与第一擦盘空心轴电机固定连接，第一擦盘空心轴电机的伸出杆与轴套传动连接，轴套与擦盘支撑架通过螺纹固定连接，第二擦盘电机的伸出杆通过键与第一锥齿轮传动连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，第二锥齿轮通过键连接的方式与传动轴传动相连，擦棒设于传动轴的外表面，

飞控装置包括飞控电机、螺旋桨和飞控角度调节装置，飞控角度调节装置与车体支撑架固定连接，飞控角度调节装置与飞控电机固定连接，飞控电机的伸出杆与螺旋桨传动连接，螺旋桨的外侧设有保护罩，

电源分别与第一飞轮电机、第二飞轮电机、驱动电机、转动电机、气压泵、第一擦盘空心轴电机、第二擦盘电机和飞控电机相连，控制器分别控制第一飞轮电机、第二飞轮电机、驱动电机、转动电机、气压泵、第一擦盘空心轴电机、第二擦盘电机和飞控电机的闭合。

作为本发明中一种用于清洁高空玻璃幕墙的履带式机器人的一种优选方案：飞控角度调节装置为角度调节器。

作为本发明中一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人的一种优选方案：擦盘还设有过滤网、分离膜和清洗液储蓄盒，擦盘内侧壁设有卡槽，清洗液储蓄盒通过卡槽与擦盘卡接，清洗液储蓄盒靠近擦棒的两侧壁设有通孔，清洗液储蓄盒靠近擦棒的两侧壁外侧由内向外依次设有分离膜和过滤网。

作为本发明中一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人的一种优选方案：两个固定架通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接。

作为本发明中一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人的一种优选方案：第二链条的一端通过销孔连接的方式与水平移动装置的侧部固定连接

为本发明中一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人的一种优选方案：第一擦盘空心轴电机的伸出杆与轴套通过键连接的方式传动连接。

一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人具有以下有益效果：

1、采用机器代替人工高空作业，没有人生命安全危害；

2、由于链条的结构，在有风的情况系摆动较小，也能安全工作；

3、首先采用玻璃墙体三维定位设计，能到达墙体表面的任何地方。

4、由于飞控装置设计，能调节螺旋桨的角度和转向，可以带动履带小车越过玻璃框和墙体等障碍物，在工作时螺旋桨的压力是小车紧贴玻璃运动，不会随风摆动。

5、擦盘的设计，首先不需要清洗擦棒，(擦盘支撑架在电机的带动下高速旋转，能使擦棒脱水和补充新水)减少人工操作，提高擦洗效率。

6、所脱的水经过过滤，使脏污和水分离，能使水从新利用。

附图说明

图1为本发明公开的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人的主视图；

图2为图1中E-E面的剖视图；

图3为图1中的H-H面的剖视图；

图4为本发明公开的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人的侧视图；

图5为图4中B-B面剖视图；

图6为图4中C-C面的剖视图；

图7为擦盘的正视图；

其中：

1-固定架             2-第一链条

3-水平移动装置       4-第二链条

5-机器人本体         11-第一飞轮电机

12-第一从动齿轮      13-第二从动齿轮

20-垂直移动装置      21-第三从动齿轮

22-第二飞轮电机      23-第四从动齿轮

24-第五从动齿轮      31-车体支撑架

32-驱动电机          33-履带

40-转动电机          41-气压泵

50-擦盘连杆          51-第一擦盘空心轴电机

52-擦盘外罩          53-轴套

54-擦盘支撑架        55-第二擦盘电机

56-传动轴            57-气流通道

58-擦棒              61-飞控电机

62-螺旋桨            63-飞控角度调节装置

70-卡槽              71-清洗液储蓄盒

72-分离膜            73-过滤网

具体实施方式：

下面对本发明的具体实施方式详细说明。

具体实施例1

如图1～7所示，一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，包括两个固定架1、第一链条2、水平移动装置3、第二链条4、机器人本体5、电源和控制器；

第一链条2的两端分别与两个固定架1固定连接，

水平移动装置3包括设置在装置内部的第一飞轮电机11、第一从动齿轮12和第二从动齿轮13，第一链条2依次与第一飞轮电机11、第一从动齿轮12、第二从动齿轮13相啮合；

第二链条4的一端与水平移动装置3的侧部固定连接；

机器人本体5包括飞控装置、垂直移动装置20、履带小车和两个擦盘，

履带小车主要由车体支撑架31、驱动电机32、前轮、后轮和履带33组成，驱动电机32与体支撑架31固定连接，驱动电机32与前轮、后轮驱动相连，履带33的内表面分别与前轮、后轮的外表面相接触；转动电机40与车体支撑架31固定连接，气压泵41与车体支撑架31固定连接；

垂直移动装置20与车体支撑架31固定连接，垂直移动装置20包括设置在装置内部的第三从动齿轮21、第二飞轮电机22、第四从动齿轮23和第五从动齿轮24，第二链条4依次与第三从动齿轮21、第二飞轮电机22、第四从动齿轮23和第五从动齿轮24相啮合；

擦盘包括擦盘外罩52、第一擦盘空心轴电机51、第二擦盘电机55、传动轴56、擦棒58、擦盘支撑架54和气流通道57，擦盘连杆50的一端与转动电机40的伸出杆驱动相连，擦盘连杆50的另一端通过螺纹与擦盘外罩52固定连接，擦盘外罩52的外表面设有气流通道57，气流通道57与气压泵41相通，擦盘外罩52的外侧壁底部设有气流喷气头，气流喷气头与气流通道57相通，擦盘外罩52设有固定槽，固定槽设有内螺纹，擦盘外罩52通过螺纹连接的方式与第一擦盘空心轴电机51固定连接，第一擦盘空心轴电机51的伸出杆与轴套53传动连接，轴套53与擦盘支撑架54通过螺纹固定连接，第二擦盘电机55的伸出杆通过键与第一锥齿轮传动连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，第二锥齿轮通过键连接的方式与传动轴56传动相连，擦棒58设于传动轴56的外表面，

飞控装置包括飞控电机61、螺旋桨62和飞控角度调节装置63，飞控角度调节装置63与车体支撑架31固定连接，飞控角度调节装置63与飞控电机61固定连接，飞控电机61的伸出杆与螺旋桨62传动连接，螺旋桨62的外侧设有保护罩，

电源为市电，电源经过电源适配器后再分别与第一飞轮电机11、第二飞轮电机22、驱动电机32、转动电机40、气压泵41、第一擦盘空心轴电机51、第二擦盘电机55和飞控电机61相连，控制器分别控制第一飞轮电机11、第二飞轮电机22、驱动电机32、转动电机40、气压泵41、第一擦盘空心轴电机51、第二擦盘电机55和飞控电机61的闭合。

固定架1设有第一缠绕电线用盒体，水平移动装置3设有第二缠绕电线用盒体，第一缠绕电线用盒体、第二缠绕电线用盒体均内设涡卷弹簧结构，电线依次通过，第一缠绕电线用盒体、第二缠绕电线用盒体给履带式机器人供电，由于涡卷弹簧结构，电线能更随着水平移动装置3的运动伸长或缩短。

本实施例中，飞控角度调节装置63为角度调节器。

本实施例中，擦盘还设有过滤网73、分离膜72和清洗液储蓄盒71，擦盘内侧壁设有卡槽70，清洗液储蓄盒71通过卡槽70与擦盘卡接，清洗液储蓄盒71靠近擦棒58的两侧壁设有通孔，清洗液储蓄盒71靠近擦棒58的两侧壁外侧由内向外依次设有分离膜72和过滤网73。

本实施例中，两个固定架1通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接。

本实施例中，第二链条4的一端通过销孔连接的方式与水平移动装置3的侧部固定连接

本实施例中，第一擦盘空心轴电机51的伸出杆与轴套53通过键连接的方式传动连接。

使用时，首先是第一链条2与水平设置的两个固定架1固定连接，水平移动装置3在第一链条2上左右移动并实现水平定位(其运动控制是由第一飞轮电机11转动带动飞轮在第一链条2的水平移动)，而且水平移动装置3与第二链条4的一端固定连接，使第二链条4竖直垂下，垂直移动装置20在第二链条4上竖直上下运动(其运动控制是由第二飞轮电机22转动带动飞轮在第二链条4上竖直移动)，利用第一链条2、第二链条4、水平移动装置3、垂直移动装置20实现玻璃墙体平面定位，用于清洁高空幕墙的履带式机器人能到达指定玻璃擦洗。

飞控装置利用螺旋桨62来实现垂于玻璃墙体的运动，用于清洁高空幕墙的履带式机器人在遇到窗框时提供垂直有效升力，来帮助用于清洁高空幕墙的履带式机器人越过窗框，到达指定位置。擦洗玻璃时，螺旋桨62来提供压力，有利于用于清洁高空幕墙的履带式机器人紧贴玻璃表面运动。在越需要过障碍时，飞控角度调节装置63倾斜一定角度，螺旋桨62的升力既提供了用于清洁高空幕墙的履带式机器人的升力，又提供了用于清洁高空幕墙的履带式机器人水平移动的动力。

用于清洁高空幕墙的履带式机器人的清洗工作原理

用于清洁高空幕墙的履带式机器人通过水平移动装置3、垂直移动装置20到达玻璃表面，飞控角度调节装置63产生压力使小车紧贴玻璃，由驱动电机32使小车能在玻璃表面任意移动。

工作时，首先由小车上的气压泵41由导管输入到擦盘的气流通道57，气流经过气流喷头喷出，转动电机40带动擦盘外罩52转动，使小车的两个擦盘绕转动电机40的中心做圆周运动。由于高速气流在擦盘的转动下倾斜的吹向玻璃，能将玻璃表面的灰尘吹掉，再由第二擦盘电机55驱动斜齿轮转动，传动轴56和擦棒58经斜齿轮的带动进行擦洗，擦棒58在玻璃表面旋转擦洗玻璃表明面的污垢，擦棒58工作一段时间后，第一擦盘空心轴电机51开始转动带动整个擦盘支撑架54内所有的部件转动，在离心力的作用下，擦棒58的污水被甩到泥土过滤网73和分离膜72上，由于离心力的作用，干净的水透过过滤网73和分离膜72到达水和玻璃储蓄盒中，污垢都被挡在过滤网73上，完成擦棒58的拖脏水后第一擦盘空心轴电机51停止运动，由水和玻璃清洗液储蓄调控装置向擦棒58进行喷湿，

这样的运动，能使水重复利用，还由于离心作用是擦棒58自动脱去脏水，在被调控装置喷上干净的水和清洗液，加快的擦洗效率，节约水能使水反复利用。

具体实施例2

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于机器人本体5设有三个擦盘。

具体实施例3

与具体实施例1大致相同，区别仅仅在于机器人本体5设有四个擦盘。

上面对本发明的实施方式做了详细说明。但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其特征在于，包括两个固定架(1)、第一链条(2)、水平移动装置(3)、第二链条(4)、机器人本体(5)、电源和控制器；

第一链条(2)的两端分别与两个固定架(1)固定连接，

水平移动装置(3)包括设置在装置内部的第一飞轮电机(11)、第一从动齿轮(12)和第二从动齿轮(13)，第一链条(2)依次与第一飞轮电机(11)、第一从动齿轮(12)、第二从动齿轮(13)相啮合；

第二链条(4)的一端与水平移动装置3的侧部固定连接；

机器人本体(5)包括飞控装置、垂直移动装置(20)、履带小车和至少两个擦盘，

履带小车主要由车体支撑架(31)、驱动电机(32)、前轮、后轮和履带(33)组成，驱动电机(32)与体支撑架(31)固定连接，驱动电机(32)与前轮、后轮驱动相连，履带(33)的内表面分别与前轮、后轮的外表面相接触；转动电机(40)与车体支撑架(31)固定连接，气压泵(41)与车体支撑架(31)固定连接；

垂直移动装置(20)与车体支撑架(31)固定连接，垂直移动装置(20)包括设置在装置内部的第三从动齿轮(21)、第二飞轮电机(22)、第四从动齿轮(23)和第五从动齿轮(24)，第二链条(4)依次与第三从动齿轮(21)、第二飞轮电机(22)、第四从动齿轮(23)和第五从动齿轮(24)相啮合；

擦盘包括擦盘外罩(52)、第一擦盘空心轴电机(51)、第二擦盘电机(55)、传动轴(56)、擦棒(58)、擦盘支撑架(54)和气流通道(57)，擦盘连杆(50)的一端与转动电机(40)的伸出杆驱动相连，擦盘连杆(50)的另一端通过螺纹与擦盘外罩(52)固定连接，擦盘外罩(52)的外表面设有气流通道(57)，气流通道(57)与气压泵(41)相通，擦盘外罩(52)的外侧壁底部设有气流喷气头，气流喷气头与气流通道(57)相通，擦盘外罩(52)设有固定槽，固定槽设有内螺纹，擦盘外罩(52)通过螺纹连接的方式与第一擦盘空心轴电机(51)固定连接，第一擦盘空心轴电机(51)的伸出杆与轴套传动连接，轴套与擦盘支撑架(54)通过螺纹固定连接，第二擦盘电机(55)的伸出杆通过键与第一锥齿轮传动连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，第二锥齿轮通过键连接的方式与传动轴(56)传动相连，擦棒(58)设于传动轴(56)的外表面，

飞控装置包括飞控电机(61)、螺旋桨(62)和飞控角度调节装置(63)，飞控角度调节装置(63)与车体支撑架(31)固定连接，飞控角度调节装置(63)与飞控电机(61)固定连接，飞控电机(61)的伸出杆与螺旋桨(62)传动连接，螺旋桨(62)的外侧设有保护罩，

电源分别与第一飞轮电机(11)、第二飞轮电机(22)、驱动电机(32)、转动电机(40)、气压泵(41)、第一擦盘空心轴电机(51)、第二擦盘电机(55)和飞控电机(61)相连，控制器分别控制第一飞轮电机(11)、第二飞轮电机(22)、驱动电机(32)、转动电机(40)、气压泵(41)、第一擦盘空心轴电机(51)、第二擦盘电机(55)和飞控电机(61)的闭合。

2.如权利要求1所述的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其特征在于，飞控角度调节装置(63)为角度调节器。

3.如权利要求1所述的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其特征在于，擦盘还设有过滤网(73)、分离膜(72)和清洗液储蓄盒(71)，擦盘内侧壁设有卡槽(70)，清洗液储蓄盒(71)通过卡槽(70)与擦盘卡接，清洗液储蓄盒(71)靠近擦棒(58)的两侧壁设有通孔，清洗液储蓄盒(71)靠近擦棒(58)的两侧壁外侧由内向外依次设有分离膜(72)和过滤网(73)。

4.如权利要求1所述的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其特征在于，两个固定架(1)通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接。

5.如权利要求1所述的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其特征在于，第二链条(4)的一端通过销孔连接的方式与水平移动装置(3)的侧部固定连接。

6.如权利要求1所述的一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，其特征在于，第一擦盘空心轴电机(51)的伸出杆与轴套通过键连接的方式传动连接。