CN105962857A - 子母式高层建筑外表面智能清洗系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种子母式高层建筑外表面智能清洗系统，它涉及机器人技术领域。它包括悬挂式母机、投放式子机和子机投放与回收装置，悬挂式母机中部通过子机投放与回收装置安装有投放式子机，所述的投放式子机由子机供水供电系统、子机负压装置以及子机清洁单元组成，子机清洁单元设置在子机清洁高层建筑外表面的清洁面，子机供水供电系统与悬挂式母机内部的供水供电系统连接，悬挂式母机侧面设置有传感器窗口，悬挂式母机内侧对称安装有母机推杆式越障机构，母机推杆式越障机构的前端设置有母机负压装置。本发明运行效率更高，可适应更加复杂的工作面，安全性高，清洁效果好，成本低，实用性强，易于推广使用。

Description

子母式高层建筑外表面智能清洗系统
技术领域
本发明涉及的是机器人技术领域，具体涉及子母式高层建筑外表面智能清洗系统。
背景技术
目前同类的高层建筑外表面清洁机械智能程度普遍较低，仍需要靠人工操作来达到指定位置清洁的功能，而主流的智能擦玻璃机器人还停留在简单的作业面上，利用玻璃的边界作为机器人运动的自然边界，在这些小范围内进行简单的路径规划，目前的外墙清洗机器人受到尺寸和功能的限制只能进行由机器人行程去覆盖作业面的清扫活动，不仅安全性无法保证，也无法适应不同的工作面清洗，做不到有效清洁，清洗效率低下，基于此，设计一种新型的子母式高层建筑外表面智能清洗系统还是很有必要的。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种子母式高层建筑外表面智能清洗系统，结构简单，设计合理，运行效率更高，可适应更加复杂的工作面，安全性高，清洁效果好，成本低，实用性强，易于推广使用。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：子母式高层建筑外表面智能清洗系统，包括悬挂式母机、投放式子机和子机投放与回收装置，悬挂式母机中部通过子机投放与回收装置安装有投放式子机，所述的投放式子机由子机供水供电系统、子机负压装置以及子机清洁单元组成，子机清洁单元设置在子机清洁高层建筑外表面的清洁面，子机供水供电系统与悬挂式母机内部的供水供电系统连接。
作为优选，所述的悬挂式母机的外壳表面设置有信号指示灯和液晶显示屏，信号指示灯两侧设置有旋翼出风面，悬挂式母机上还设置有钢索悬吊孔，可提供母体垂直方向主要的运动动力和机器人水平移动功能。
作为优选，所述的悬挂式母机侧面设置有传感器窗口，传感器窗口中安装有传感器，所述传感器采用视频传感器、红外传感器、距离传感器中的一种或组合。
作为优选，所述的悬挂式母机内侧对称安装有母机推杆式越障机构，母机推杆式越障机构的前端设置有母机负压装置，所述投放式子机安装在两侧母机推杆式越障机构的中部。
本发明的有益效果：(1)相较于现有的蜘蛛人清洁的高危作业情况，具有更高的操作安全性，采用子机进行作业面清洁，可适应更加复杂的工作面，可提高整套机构的运行效率。
(2)与传统的清洁过程相比，机器人的清洁效率更高，清洁成本更低。
(3)采用视频流空间建模技术，智能等级更高，极大的降低了对操作人员的技术依赖。
(4)采用视频建模技术配合其他传感器对模型实时修，弥补了模型精度不高的问题。
(5)机械结构采用按流程可伸出设计，能够更有效的清理复杂的高层建筑外表面。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的平面结构示意图；
图3为图2的右视图；
图4为本发明投放式子机的结构示意图；
图5为图2的仰视图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1-5，本具体实施方式采用以下技术方案：子母式高层建筑外表面智能清洗系统，包括悬挂式母机1、投放式子机2和子机投放与回收装置3，悬挂式母机1中部通过子机投放与回收装置3安装有投放式子机2，所述的投放式子机2由子机供水供电系统4、子机负压装置5以及子机清洁单元6组成，子机清洁单元6设置在子机清洁高层建筑外表面的清洁面，当投放式子机2被投放到清洁面时，由子机清洁单元6清洁建筑表面，子机供水供电系统4与悬挂式母机1内部的供水供电系统连接，投放式子机2单独工作，由悬挂式母机1提供电源与安全维护。
值得注意的是，所述的悬挂式母机1的外壳表面设置有信号指示灯7和液晶显示屏8，信号指示灯7两侧设置有旋翼出风面9。
值得注意的是，所述的悬挂式母机1侧面设置有传感器窗口10，传感器窗口10中安装有传感器，所述传感器采用视频传感器、红外传感器、距离传感器中的一种或组合，可以扩展系统在空间的运动范围及传感器识别空间。
此外，所述的悬挂式母机1内侧对称安装有母机推杆式越障机构12，母机推杆式越障机构12的前端设置有母机负压装置13，所述投放式子机2安装在两侧母机推杆式越障机构12的中部，在机器人行进过程中，通过观看行进画面，并实时通过调整母机推杆式越障机构12进行越障，大大增强机器人的通过性。
本具体实施方式通过悬挂式母机1上设置的钢索悬吊孔11，可提供母体垂直方向主要的运动动力和机器人的水平移动功能。
本具体实施方式的控制过程功能单元由视频全息空间建模、机器人空间路径规划及位置与轨迹记录及行进过程姿态调整三部分组成，其中：
(1)视频全息空间建模通过全景的摄像头环视高层建筑外表面获取视频流信息，并进行视频流特征识别，记录，建立工作范围三维模型，然后根据光学信息识别需要清洁的作业面，并进行初步运动规划，同时进行行进间视频流录入。
(2)机器人空间路径规划则根据空间外形和作业面分布情况进行子母机清洁路线规划，并选择投放式子机2投放位置，根据路径与投放式子机2清洁范围，设计合适的行程重合度从而细化投放式子机2清洁路线，同时根据行进间的传感器(视频/距离)数据检测异型与开窗等情况选择避让或越障，悬挂式母机1在投放式子机2发出清洁完毕或发出故障信号时运动到投放式子机2附近回收投放式子机2。
(3)位置与轨迹记录及行进过程姿态调整根据钢索系状态与机器人的定位系统互修正得到悬挂式母机1位置信息，并根据投放式子机2运动情况和行进间姿态修正投放式子机2的运动轨迹，当投放式子机2运动轨迹偏离行程规划所设计的重合度时，启动轨迹调整预案，距离传感器结合悬挂式母机1自身定位与所建立的工作空间三维模型信息，控制悬挂式母机1到达工作区域附近，于墙面固定并投放子机，子母机运动到障碍附近时(距离传感器)，会根据模型中障碍的情况选择绕过障碍或是启动投放式子机2的回收程序。
本具体实施方式为一种集视频流图像识别空间建模，工作表面智能识别，机器人行程自动规划，多传感器协同工作于一体的分离式、可投放子机协同工作的机器人智能系统，采用子母式一托多的机器人系统，采用更复杂的空间规划，母机运动到指定位置，投放子机进行清洁作业，整套机构的运行效率更高，可适应的工作面也更加复杂，同时也能扩展系统在空间的运动范围及传感器识别空间，有效解决了高层建筑外表面的清洁问题，其清洁范围包括高层建筑玻璃摹墙以及光滑墙面和瓷砖面等其他需要清洁的高层建筑外部结构，操作安全，清洁效率高，具有广阔的市场应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.子母式高层建筑外表面智能清洗系统，其特征在于，包括悬挂式母机(1)、投放式子机(2)和子机投放与回收装置(3)，悬挂式母机(1)中部通过子机投放与回收装置(3)安装有投放式子机(2)，所述的投放式子机(2)由子机供水供电系统(4)、子机负压装置(5)以及子机清洁单元(6)组成，子机清洁单元(6)设置在子机清洁高层建筑外表面的清洁面，当投放式子机(2)被投放到清洁面时，由子机清洁单元(6)清洁建筑表面，子机供水供电系统(4)与悬挂式母机(1)内部的供水供电系统连接，投放式子机(2)单独工作，由悬挂式母机(1)提供电源与安全维护；悬挂式母机(1)根据空间外形和作业面分布情况进行子母机清洁路线规划，并选择投放式子机(2)投放位置，根据路径与投放式子机(2)清洁范围，设计合适的行程重合度从而细化投放式子机(2)清洁路线，同时根据行进间的传感器数据检测异型与开窗等情况选择避让或越障，悬挂式母机(1)在投放式子机(2)发出清洁完毕或发出故障信号时运动到投放式子机(2)附近回收投放式子机(2)。
2.根据权利要求1所述的子母式高层建筑外表面智能清洗系统，其特征在于，所述的悬挂式母机(1)的外壳表面设置有信号指示灯(7)和液晶显示屏(8)，信号指示灯(7)两侧设置有旋翼出风面(9)。
3.根据权利要求1所述的子母式高层建筑外表面智能清洗系统，其特征在于，所述的悬挂式母机(1)侧面设置有传感器窗口(10)，传感器窗口(10)中安装有传感器。
4.根据权利要求3所述的子母式高层建筑外表面智能清洗系统，其特征在于，所述的传感器采用视频传感器、红外传感器、距离传感器中的一种或组合，可以扩展系统在空间的运动范围及传感器识别空间。
5.根据权利要求1所述的子母式高层建筑外表面智能清洗系统，其特征在于，所述的悬挂式母机(1)上设置有钢索悬吊孔(11)，可提供母体垂直方向主要的运动动力和机器人的水平移动功能。
6.根据权利要求1所述的子母式高层建筑外表面智能清洗系统，其特征在于，所述的悬挂式母机(1)内侧对称安装有母机推杆式越障机构(12)，母机推杆式越障机构(12)的前端设置有母机负压装置(13)，所述投放式子机(2)安装在两侧母机推杆式越障机构(12)的中部，在机器人行进过程中，通过观看行进画面，并实时通过调整母机推杆式越障机构(12)进行越障，增强机器人的通过性。
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