CN106510563B - 一种高空清洁机器人 - Google Patents

Abstract

一种高空清洁机器人，包括履带车体、吸盘组、多自由度机械臂以及执行器，所述多自由度机械臂一端固定在履带车体上，多自由度机械臂另一端固定有执行器，吸盘组布设在履带车体的履带上。履带上安装有吸盘组，通过吸盘的吸附功能，使得所述高空清洁机器人能够在高层建筑的外墙上进行垂直攀爬，达到工人无法达到的位置。避免了目前通过蜘蛛人来对高层建筑外墙进行清洗时随时可能发生的危险。

Description

一种高空清洁机器人

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是一种高空清洁机器人。

背景技术

在城市里，我们抬头就能望到的便是一栋栋高楼大厦，而在这些美观整洁的大厦背后，却是不断发生的外墙清洗工人作业中坠楼伤亡的事件。随着各地对高空作业装置的不断研究与突破，特种机器人将在未来取代人工清洗作业的方式，成为外墙清洗的主力军。

发明内容

本发明要解决的技术问题是人工高空清洁时危险性高、劳动强度大、工作效率低的问题，并且确保人员和设备安全，节约清洁成本的一种高空清洁机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种高空清洁机器人，包括履带车体、吸盘组、多自由度机械臂以及执行器，所述多自由度机械臂一端固定在履带车体上，多自由度机械臂另一端固定有执行器，吸盘组布设在履带车体的履带上。

所述执行器为滚刷。

所述执行器为机电控制刷布自动更新机构，机电控制刷布自动更新机构包括U形框架、主动轴、从动轴、电机、电机齿轮、主动轴齿轮、刷布、电池以及固定板，所述电机和电池相连并通过固定板固定在U形框架上，主动轴安装在U形框架靠近开口的一端，从动轴固定在U形框架靠近底边的一端，主动轴与从动轴平行，电机齿轮固定在电机输出轴上，主动轴齿轮固定在主动轴的一端，电机齿轮与主动轴齿轮啮合刷布一端整齐卷绕在从动轴上，刷布另一端卷绕在主动轴上。

所述多自由度机械臂包括主杆臂、副杆臂、液压伸缩杆一、液压伸缩杆二、履带车体、底座、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副以及第八转动副，底座通过第七转动副安装在履带车体上，主杆臂下端通过第三转动副连接在底座上，主杆臂上端通过第四转动副与副杆臂一端连接，副杆臂另一端固定在抓合机构的箱体上，液压伸缩杆一下端通过第八转动副连接在底座上，液压伸缩杆一上端通过第五转动副连接在主杆臂上，液压伸缩杆二一端固定在主杆臂上，液压伸缩杆二另一端通过第六转动副连接在副杆臂上，液压伸缩杆一位于主杆臂的上方，液压伸缩杆二位于主杆臂的下方。

履带车体包括第一花键轴、车体、第一齿轮副、第一电机、内原动轮、外原动轮、滑块、丝杆螺母副、第二齿轮副、第二电机、第二花键轴、内从动轮、外从动轮、第三齿轮副、第三电机、外履带、内履带以及吸盘组。

第一花键通过轴承和轴承座固定在车体后端，第一花键轴固定有齿轮并通过第一齿轮副与第一电机的输出轴连接，第一花键轴处于车体外的一端安装有内原动轮和外原动轮，第一花键轴另一端通过转动副连接在滑块上，滑块固定在丝杆螺母副的螺母上，丝杆螺母副的丝杆通过轴承和轴承座固定在车体上，丝杆与第一花键轴平行，丝杆上固定有齿轮并通过第二齿轮副与第二电机的输出轴连接。

第二花键轴通过轴承和轴承座固定在车体前端，内从动轮和外从动轮安装在第二花键轴处于车体外的一端，内从动轮与第二花键轴空套，外从动轮与第二花键轴通过花键连接，第二花键轴处于车体内的一端通过第三齿轮副与第三电机的输出轴连接。

外履带安装在外原动轮和外从动轮上，内履带安装在内原动轮和内从动轮上，外履带和内履带上布设有吸盘组。

本发明的突出优点在于：

1、履带上安装有吸盘组，通过吸盘的吸附功能，使得所述高空清洁机器人能够在高层建筑的外墙上进行垂直攀爬，达到工人无法达到的位置。避免了目前通过蜘蛛人来对高层建筑外墙进行清洗时随时可能发生的危险。

2、所述高空清洁机器人安装了多自由度机械臂，不仅扩展了执行器的工作空间，而且容易对一些死角进行清洗。

3、所述高空清洁机器人安装了机电控制刷布自动更新机构，刷布能够进行自动更新，省去了经常换洗刷布的麻烦，提高了高空清洁机器人的持续工作能力。

附图说明

图1是本发明所述的高空清洁机器人的结构示意图。

图2是本发明所述的高空清洁机器人的多自由度机械臂的结构示意图。

图3是本发明所述的高空清洁机器人的机电控制刷布自动更新机构的结构示意图一。

图4是本发明所述的高空清洁机器人的机电控制刷布自动更新机构的结构示意图二。

图5是本发明所述的高空清洁机器人的履带车体的结构示意图。

图6是本发明所述的高空清洁机器人的履带车体的第一花键轴与丝杆螺母副之间的连接示意图。

图7是本发明所述的高空清洁机器人的履带车体的外履带和内履带的安装示意图一。

图8是本发明所述的高空清洁机器人的履带车体的外履带和内履带的安装示意图二。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

一种高空清洁机器人，包括履带车体11、吸盘组12、多自由度机械臂13以及执行器14，所述多自由度机械臂13一端固定在履带车体11上，多自由度机械臂13另一端固定有执行器14，吸盘组12布设在履带车体11的履带上。

所述执行器14为滚刷。

所述执行器14为机电控制刷布自动更新机构，机电控制刷布自动更新机构包括U形框架2、主动轴8、从动轴9、电机5、电机齿轮1、主动轴齿轮6、刷布7、电池3以及固定板4，所述电机5和电池3相连并通过固定板固定在U形框架上，主动轴8安装在U形框架2靠近开口的一端，从动轴9固定在U形框架2靠近底边的一端，主动轴8与从动轴9平行，电机齿轮1固定在电机输出轴上，主动轴齿轮6固定在主动轴8的一端，电机齿轮1与主动轴齿轮6啮合刷布7一端整齐卷绕在从动轴9上，刷布7另一端卷绕在主动轴8上。

所述多自由度机械臂包括主杆臂101、副杆臂102、液压伸缩杆一103、液压伸缩杆二104、履带车体11、底座106、第三转动副107、第四转动副110、第五转动副109、第六转动副108、第七转动副112以及第八转动副111，底座106通过第七转动副112安装在履带车体11上，主杆臂101下端通过第三转动副107连接在底座106上，主杆臂101上端通过第四转动副110与副杆臂102一端连接，副杆臂102另一端固定在抓合机构的箱体1上，液压伸缩杆一103下端通过第八转动副111连接在底座106上，液压伸缩杆一103上端通过第五转动副连接在主杆臂101上，液压伸缩杆二104一端固定在主杆臂101上，液压伸缩杆二104另一端通过第六转动副108连接在副杆臂102上，液压伸缩杆一103位于主杆臂101的上方，液压伸缩杆二104位于主杆臂101的下方。

所述履带车体包括第一花键轴204、车体201、第一齿轮副203、第一电机202、内原动轮208、外原动轮209、滑块216、丝杆螺母副、第二齿轮副213、第二电机212、第二花键轴219、内从动轮210、外从动轮211、第三齿轮副218、第三电机217、外履带205、内履带206以及吸盘组207。

第一花键204通过轴承和轴承座固定在车体201后端，第一花键轴204固定有齿轮并通过第一齿轮副203与第一电机202的输出轴连接，第一花键轴204处于车体201外的一端安装有内原动轮208和外原动轮209，第一花键轴204另一端通过转动副连接在滑块216上，滑块216固定在丝杆螺母副的螺母215上，丝杆螺母副的丝杆214通过轴承和轴承座固定在车体201上，丝杆214与第一花键轴204平行，丝杆214上固定有齿轮并通过第二齿轮副213与第二电机212的输出轴连接。

第二花键轴219通过轴承和轴承座固定在车体201前端，内从动轮210和外从动轮211安装在第二花键轴219处于车体201外的一端，内从动轮210与第二花键轴219空套，外从动轮211与第二花键轴219通过花键连接，第二花键轴219处于车体201内的一端通过第三齿轮副218与第三电机217的输出轴连接。

外履带205安装在外原动轮209和外从动轮211上，内履带206安装在内原动轮208和内从动轮210上，外履带205和内履带206上布设有吸盘组207。

履带车体的工作原理：

第一电机202通过第一齿轮副203将动力传给第一花键轴204，第一花键轴204使内原动轮208和外原动轮209转动，通过内履带206和外履带205使内从动轮210和外从动轮211转动，从而使车体前进，吸盘组207增加吸附力。

当到达需要实现90度攀爬的位置时，停止第一电机202转动，启动第二电机212通过第二齿轮副213将动力传给丝杆214，丝杆214转动使螺母215向中间移动，从而使滑块216向中间移动，从而使两侧第一花键轴204向中间移动，当移动到第一花键轴204离开外原动轮209时，停止第二电机212转动。

启动第三电机217通过第三齿轮副218将动力传给第二花键轴219，由于第二花键轴219与内从动轮210空套，第二花键轴219与外从动轮211通过花键连接，所以当第二花键轴219转动时，使外履带205以第二花键轴219为轴心，外原动轮205一端向上翻转，当翻转到与内履带206的夹角为90度时，外履带205上的吸盘组207即会吸附在与地面垂直的壁面上。然后同时启动第一电机202和第三电机217的工作，使得外履带205继续向上攀爬，然后车体201也爬到与地面垂直的壁面上。吸盘组207中吸盘的真空吸附作用，保证车体201不会掉下来。

Claims (2)

1.一种高空清洁机器人，其特征在于，包括履带车体、吸盘组、多自由度机械臂以及执行器，所述多自由度机械臂一端固定在履带车体上，多自由度机械臂另一端固定有执行器，吸盘组布设在履带车体的履带上；

履带车体包括第一花键轴、车体、第一齿轮副、第一电机、内原动轮、外原动轮、滑块、丝杆螺母副、第二齿轮副、第二电机、第二花键轴、内从动轮、外从动轮、第三齿轮副、第三电机、外履带、内履带以及吸盘组，

第一花键通过轴承和轴承座固定在车体后端，第一花键轴固定有齿轮并通过第一齿轮副与第一电机的输出轴连接，第一花键轴处于车体外的一端安装有内原动轮和外原动轮，第一花键轴另一端通过转动副连接在滑块上，滑块固定在丝杆螺母副的螺母上，丝杆螺母副的丝杆通过轴承和轴承座固定在车体上，丝杆与第一花键轴平行，丝杆上固定有齿轮并通过第二齿轮副与第二电机的输出轴连接，

第二花键轴通过轴承和轴承座固定在车体前端，内从动轮和外从动轮安装在第二花键轴处于车体外的一端，内从动轮与第二花键轴空套，外从动轮与第二花键轴通过花键连接，第二花键轴处于车体内的一端通过第三齿轮副与第三电机的输出轴连接，

外履带安装在外原动轮和外从动轮上，内履带安装在内原动轮和内从动轮上，外履带和内履带上布设有吸盘组，

所述执行器为机电控制刷布自动更新机构，机电控制刷布自动更新机构包括U形框架、主动轴、从动轴、电机、电机齿轮、主动轴齿轮、刷布、电池以及固定板，所述电机和电池相连并通过固定板固定在U形框架上，主动轴安装在U形框架靠近开口的一端，从动轴固定在U形框架靠近底边的一端，主动轴与从动轴平行，电机齿轮固定在电机输出轴上，主动轴齿轮固定在主动轴的一端，电机齿轮与主动轴齿轮啮合刷布一端整齐卷绕在从动轴上，刷布另一端卷绕在主动轴上；

所述多自由度机械臂包括主杆臂、副杆臂、液压伸缩杆一、液压伸缩杆二、底座、第三转动副、第四转动副、第五转动副、第六转动副、第七转动副以及第八转动副，底座通过第七转动副安装在履带车体上，主杆臂下端通过第三转动副连接在底座上，主杆臂上端通过第四转动副与副杆臂一端连接，副杆臂另一端固定在抓合机构的箱体上，液压伸缩杆一下端通过第八转动副连接在底座上，液压伸缩杆一上端通过第五转动副连接在主杆臂上，液压伸缩杆二一端固定在主杆臂上，液压伸缩杆二另一端通过第六转动副连接在副杆臂上，液压伸缩杆一位于主杆臂的上方，液压伸缩杆二位于主杆臂的下方。

2.如权利要求1所述高空清洁机器人，其特征在于，所述执行器为滚刷。

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