CN106108761A - 一种高空玻璃幕墙清洗机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：包括脚部固定机构、腿部仿生机构、身体连接机构、灰尘清扫与收集机构，所述脚部固定机构与所述腿部仿生机构的下端活动连接，所述腿部仿生机构分布在身体连接机构的外周，模拟蚂蚁的腿部形态实现行走，并与身体连接机构活动连接，所述灰尘清扫与收集机构安设在身体连接机构内。本发明所取得的有益效果为：本发明结构简单，安全可靠，可满足当前玻璃幕墙清扫的需求，大大减少人力成本，实现自动化清洗作业，提高了工作效率。

Description

一种高空玻璃幕墙清洗机器人
技术领域
本发明涉及高空幕墙清洗领域，特别涉及一种高空玻璃幕墙清洗机器人。
背景技术
随着大型高层建筑在城市中不断增多，玻璃幕墙的使用越来越频繁。建筑采用的玻璃幕墙，对建筑有较好的美化效果。然而，在拥有良好的外观效果的同时，玻璃幕墙的清洗却成为一个较大且不可回避的问题。就清洗方式而言，目前国内的高空玻璃幕墙清洗公司基本还是靠人工清洗，这种方法必须使用高空吊篮、吊板、升降机等运载工具。这样不仅增大了清洗工作的成本，而且大大提高了清洗人员的工作难度和危险性。新闻报道中，因外墙清洗而发生的人身安全事故时有发生，在我们心中不断敲响警钟。因此，一个更为优良的外墙清洗方式是现在迫切需要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种结构简单、安全可靠，能提高工作效率的高空玻璃幕墙清洗机器人。
本发明所采用的技术方案为：一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：包括脚部固定机构、腿部仿生机构、身体连接机构、灰尘清扫与收集机构，所述脚部固定机构与所述腿部仿生机构的下端活动连接，所述腿部仿生机构分布在身体连接机构的外周，模拟蚂蚁的腿部形态实现行走，并与身体连接机构活动连接，所述灰尘清扫与收集机构安设在身体连接机构内。
按上述技术方案，所述脚部固定机构包括吸盘爪，在吸盘爪的下端设有球弧形弹性体，所述球弧形弹性体与吸盘爪的下端周向相连，使球弧形弹性体的一侧形成弹性空腔，在球弧形弹性体的另一侧设有衔铁，在吸盘爪内位于衔铁的上方对应设有一电磁铁，所述电磁铁包括铁芯和线圈，线圈内通入电流吸引衔铁带动弹性空腔上移扩大其内部体积，从而大气压将吸盘爪固定于玻璃幕墙上。
按上述技术方案，所述吸盘爪的上端通过球铰连接机构与腿部仿生机构相连。
按上述技术方案，所述腿部仿生机构包括第一腿部和第二腿部，所述第一腿部的一端与脚部固定机构活动连接，另一端通过腿部第一关节与第二腿部相连，第二腿部与身体连接机构通过腿部第二关节与身体连接机构相连，所述第一腿部通过第一舵机驱动，所述第二腿部通过第二舵机驱动。
按上述技术方案，所述身体连接机构包括壳体，在壳体周向方向设置的多个腿部安装槽，用于与腿部仿生机构相连，在壳体内设有容置腔，所述灰尘清扫与收集机构安设在容置腔内。
按上述技术方案，所述灰尘清扫与收集机构包括扇叶、筛板、毛刷，所述扇叶和毛刷安设在筛板的两侧，所述筛板固设在身体连接机构的壳体内，所述扇叶带动毛刷旋转，在身体连接机构的外壳上设有灰尘收集部件，所述灰尘收集部件安设在扇叶的上方。
按上述技术方案，所述灰尘收集部件为海绵。
按上述技术方案，所述扇叶成对设置，两者旋转方向相反。
本发明所取得的有益效果为：本发明结构简单，安全可靠，可满足当前玻璃幕墙清扫的需求，大大减少人力成本，实现自动化清洗作业，提高了工作效率。
附图说明
图1是本发明提供的实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例的脚部固定机构的结构示意图。
图3是本发明实施例的脚部固定机构的结构剖视图。
图4是本发明实施例的腿部仿生机构示意图。
图5是本发明实施例的身体连接机构正视示意图。
图6是本发明实施例的身体连接机构俯视示意图。
图7是本发明实施例的灰尘清扫与收集机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种高空玻璃幕墙清洗机器人，包括脚部固定机构1、腿部仿生机构2、身体连接机构4、灰尘清扫与收集机构3、控制装置。
所述脚部固定机构采用了马登保半球原理，通过形成压力差将脚部与玻璃幕墙紧紧固定住。具体的，如图2、3所示，所述脚部固定机构包括吸盘爪17，在吸盘爪17的下端设有球弧形弹性体7，所述球弧形弹性体7与吸盘爪的下端周向相连，使球弧形弹性体7的一侧形成弹性空腔，在球弧形弹性体的另一侧固定有衔铁8，在吸盘爪17内位于衔铁的上方对应设有一电磁铁，所述电磁铁包括铁芯5和线圈6，当机器人在玻璃幕墙上行走需要将对应腿部固定时，电磁铁被通入强度合适的电流产生相应的磁力，吸引腔室上方的衔铁。衔铁由于磁力产生一个向上的位移，将弹性空腔内的空间扩大，由于其中的气体物质的量前后保持不变，弹性膜与玻璃幕墙之间形成一个空腔，内部气压相应降低，与腔室外形成一个较大的压力差，从而将脚部牢牢固定在玻璃幕墙上，达到稳定可靠的固定效果。
所述腿部仿生机构，采用普通黑蚁作为研究对象，根据的蚂蚁腿部的关节的自由度关系，可以通过舵机来模拟关节处的运动。根据蚂蚁的腿部形态，机器人的每条腿都可以简化成如图4所示的形态，即将每条腿简化为三自由度。如图4所示，所述腿部仿生机构包括第一腿部18和第二腿部19，所述第一腿部18的一端与吸盘爪17通过球铰连接机构9活动相连，另一端通过腿部第一关节10与第二腿部19相连，第二腿部19与身体连接机构通过腿部第二关节11与身体连接机构相连，所述第一腿部18通过第一舵机驱动，所述第二腿部19通过第二舵机驱动。
所述身体连接机构用于将机器人各个部分连接在一起，使得整体能协同工作。具体的，如图5、6所示，其包括壳体20，在壳体20周向方向设置的6个腿部安装槽，13用于与腿部第二关节11相连，在壳体内设有容置腔，所述灰尘清扫与收集机构安设在容置腔内。
本实施例中，所述灰尘清扫与收集机构包括扇叶14、筛板15、毛刷16，所述扇叶14和毛刷16安设在筛板15的两侧，所述筛板15固设在壳体20内，所述扇叶14成对设置，两者旋转方向相反，所述扇叶带动毛刷旋转，毛刷的毛较为细长，且刷毛的中后部位硬度较大的硬质毛，前端为硬度较小的软质毛，这种设计避免了在旋转清理过程中刷毛由于离心力而缠结在一起，达到较好的清理效果。筛板15上有大小合适的筛孔，灰尘由此通过。扇叶旋转同时带动毛刷旋转，毛刷清理掉的灰尘受到风扇转动形成的吸力被吸入上方。在身体连接机构的外壳上设有灰尘收集部件，所述灰尘收集部件安设在扇叶的上方。其中，可以选择灰尘收集部件为吸尘性较好的吸尘海绵。当灰尘被吸入后，通过海绵将灰尘收集过滤，达到较好的除尘效果。除尘海绵由壳体20外壁的六个卡爪固定，便于拆卸与安装，且吸尘海绵成本低，易清理，十分适用于灰尘的过滤。

Claims (8)

1.一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：包括脚部固定机构、腿部仿生机构、身体连接机构、灰尘清扫与收集机构，所述脚部固定机构与所述腿部仿生机构的下端活动连接，所述腿部仿生机构分布在身体连接机构的外周，模拟蚂蚁的腿部形态实现行走，并与身体连接机构活动连接，所述灰尘清扫与收集机构安设在身体连接机构内。
2.根据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述脚部固定机构包括吸盘爪，在吸盘爪的下端设有球弧形弹性体，所述球弧形弹性体与吸盘爪的下端周向相连，使球弧形弹性体的一侧形成弹性空腔，在球弧形弹性体的另一侧设有衔铁，在吸盘爪内位于衔铁的上方对应设有一电磁铁，所述电磁铁包括铁芯和线圈，线圈内通入电流吸引衔铁带动弹性空腔上移扩大其内部体积，从而大气压将吸盘爪固定于玻璃幕墙上。
3.根据权利要求2所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述吸盘爪的上端通过球铰连接机构与腿部仿生机构相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述腿部仿生机构包括第一腿部和第二腿部，所述第一腿部的一端与脚部固定机构活动连接，另一端通过腿部第一关节与第二腿部相连，第二腿部与身体连接机构通过腿部第二关节与身体连接机构相连，所述第一腿部通过第一舵机驱动，所述第二腿部通过第二舵机驱动。
5.根据权利要求1或2所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述身体连接机构包括壳体，在壳体周向方向设置的多个腿部安装槽，用于与腿部仿生机构相连，在壳体内设有容置腔，所述灰尘清扫与收集机构安设在容置腔内。
6.根据权利要求1或2所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述灰尘清扫与收集机构包括扇叶、筛板、毛刷，所述扇叶和毛刷安设在筛板的两侧，所述筛板固设在身体连接机构的壳体内，所述扇叶带动毛刷旋转，在身体连接机构的外壳上设有灰尘收集部件，所述灰尘收集部件安设在扇叶的上方。
7.根据权利要求6所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述灰尘收集部件为海绵。
8.根据权利要求6所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述扇叶成对设置，两者旋转方向相反。
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