CN107007194B - 一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，包括滚动装置、清洁装置和柔性导轨，所述的柔性导轨的两端分别设有清洁装置，两清洁装置之间设有滚动装置，所述的滚动装置和清洁装置的下端均设有毛刷，所述的滚动装置的壳体上设有电源，所述的电源通过电源线与柔性导轨两端的清洁装置相连，所述的清洁装置通过设在柔性导轨上的卡扣与柔性导轨相连。本发明结构简单、设计合理，具有智能化，自动化的特点，占据空间小，成本低廉，可以及时解决高层建筑内外侧平面或曲面玻璃的清洁问题，同时还具备适应各种复杂环境清洁工作的能力，具有极佳的开发潜力和应用背景，能解决当前机器人市场价格高，应用范围窄的不足问题。

Description

一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人

技术领域

本发明涉及一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，属于高层建筑清洁技术领域。

背景技术

随着越来越高的高层建筑的出现，高层建筑的外层玻璃以及曲面玻璃的清洁问题很难解决，传统的清洁方式是通过清洁工人悬吊自上而下进行人工清洁，这种方法费时费力，而且对于清洁工人的安全还存在隐患。同时，传统的清洁方法对于曲面玻璃的清洁存在不便。

由于曲面玻璃清洁机器人在国内还比较少，曲面玻璃清洁机器人是具有特定功能的壁面移动机器人，是特种机器人的一个分支。它是基于壁面移动机器人技术，并针对具体的曲面玻璃具有明确功能的实用型机器人。其主要工作在高层建筑外的曲面玻璃表面，克服重力对自身的作用，携带清洗作业设备对曲面玻璃表面进行清洗，从而将人们从危险的高空作业环境中解脱出来，不仅可以避免发生意外事故，而且可以提高清洗效率、节约成本，具有可观的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的缺陷，提出了一种结构简单、设计合理的高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，不仅可以方便的对高层建筑玻璃的内、外表面进行自动全面的清洁，而且还可以适用于曲面玻璃的清洁。

本发明所采用的技术方案是：一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，包括滚动装置、清洁装置和柔性导轨，所述的柔性导轨的两端分别设有清洁装置，两清洁装置之间设有滚动装置，所述的滚动装置和清洁装置的下端均设有毛刷，所述的滚动装置的壳体上设有电源，所述的电源通过电源线与柔性导轨两端的清洁装置相连，所述的清洁装置通过设在柔性导轨上的卡扣与柔性导轨相连。

在本发明中：所述柔性导轨呈凹槽状，所述的电源线通过波纹式导线保护壳镶嵌在柔性导轨的槽内，其中所述的柔性导轨和波纹式导线保护壳均采用橡胶材料构成，方便弯折和伸展。

在本发明中：所述的卡扣均匀的分布在柔性导轨上，通过卡扣任意调整柔性导轨两端的清洁装置之间的距离，从而保证了能够适用于不同尺寸玻璃。

在本发明中：所述清洁装置的壳体内设有履带步进电机、两吸附履带、负压抽气压缩机和触发开关，所述的履带步进电机通过传动带与吸附履带相连，两吸附履带之间同样通过传动带相连；所述清洁装置壳体的底部和后部均设有通气孔，通气孔与负压抽气压缩机相连，通过负压抽气压缩机将壳体底部的空气从底部的通气孔中抽至负压抽气压缩机内，经由后部的通气孔排出，使壳体内的压强小于大气压强，通过与大气压强形成压强差，将壳体整体压在玻璃上；所述的触发开关位于清洁装置壳体的外侧。

在本发明中：所述的滚动装置包括滚轮电机、滚轮、顶针、报警器、距离传感器和控制芯片，所述的滚轮位于穿过滚动装置壳体内的柔性导轨的槽内，并由滚轮电机驱动，滚轮在滚轮电机的带动下，沿着软性导轨的凹槽进行往复滑动；所述的顶针位于滚动装置的壳体的两侧，所述的距离传感器位于滚动装置的壳体的前后两端，所述的报警器位于距离传感器的上方，并均与控制芯片相连，通过距离传感器监测滚动装置向上运动或向下运动到接近玻璃的上下端部时，将信号经控制芯片传递给报警器和滚轮电机，接收到控制芯片传递的信号的时，报警器工作，同时滚轮电机控制滚轮停止运动。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果为：本发明结构简单、设计合理，具有智能化，自动化的特点，占据空间小，成本低廉，可以及时解决高层建筑内外侧平面或曲面玻璃的清洁问题，同时还具备适应各种复杂环境清洁工作的能力，具有极佳的开发潜力和应用背景，能解决当前机器人市场价格高，应用范围窄的不足问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中清洁装置的剖视图；

图3为本发明中清洁装置的另一剖视图；

图4为本发明中滚动装置的剖视图；

图5为本发明中卡口和柔性导轨的位置关系示意图；

图6为本发明的工作轨迹示意图。

图中：1.清洁装置；2.滚动装置；3.柔性导轨；4.波纹式导线保护壳；5.电源；6.毛刷；7.履带步进电机；8.吸附履带；9.传动带；10.负压抽气压缩机；11.通气孔；12.触发开关；13.滚轮；14.滚轮电机；15.卡扣。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的说明。

由图1-5可见，一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，包括滚动装置2、清洁装置1和柔性导轨3，所述的柔性导轨3的两端分别设有清洁装置1，两清洁装置1之间设有滚动装置2，所述的滚动装置2和清洁装置1的下端均设有毛刷6，所述的滚动装置2的壳体上设有电源5，所述的电源5通过电源线与柔性导轨3两端的清洁装置1相连，所述的清洁装置1通过设在柔性导轨3上的卡扣15与柔性导轨3相连；所述的卡扣15均匀的分布在柔性导轨3上，通过卡扣15任意调整柔性导轨3两端的清洁装置1之间的距离，从而保证了能够适用于不同尺寸玻璃。所述柔性导轨3呈凹槽状，所述的电源线通过波纹式导线保护壳4镶嵌在柔性导轨3的槽内，其中所述的柔性导轨3和波纹式导线保护壳4均采用橡胶材料构成，方便弯折和伸展。

所述清洁装置1的壳体内设有履带步进电机7、两吸附履带8、负压抽气压缩机10和触发开关12，所述的履带步进电机7通过传动带9与吸附履带8相连，两吸附履带8之间同样通过传动带9相连；所述清洁装置1壳体的底部和后部均设有通气孔11，通气孔11与负压抽气压缩机10相连，通过负压抽气压缩机10将壳体底部的空气从底部的通气孔11中抽至负压抽气压缩机10内，经由后部的通气孔11排出，使壳体内的压强小于大气压强，通过与大气压强形成压强差，将壳体整体压在玻璃上；所述的触发开关12位于清洁装置1壳体的外侧。

所述的滚动装置2包括滚轮电机14、滚轮13、顶针、报警器、距离传感器和控制芯片，所述的滚轮13位于穿过滚动装置2壳体内的柔性导轨3的槽内，并由滚轮电机14驱动，滚轮13在滚轮电机14的带动下，沿着软性导轨3的凹槽进行往复滑动；所述的顶针位于滚动装置2的壳体的两侧，所述的距离传感器位于滚动装置2的壳体的前后两端，所述的报警器位于距离传感器的上方，并均与控制芯片相连，通过距离传感器监测滚动装置2向上运动或向下运动到接近玻璃的上下端部时，将信号经控制芯片传递给报警器和滚轮电机14，接收到控制芯片传递的信号的时，报警器工作，同时滚轮电机14控制滚轮13停止运动。

具体实施时，先通过柔性导轨3上的卡扣调节两侧清洁装置1之间在柔性导轨3上的距离，再将两端的清洁装置1装在玻璃最低端的两侧。接通整体装置的电源5，使清洁装置1上的负压抽气压缩机10的独立进行工作，通过负压抽气压缩机10抽气，与大气压强形成压强差，将该清洁机器人按压在玻璃上。通过滚动装置2的电源5供电，所述滚轮装置2在滚轮电机14的带动下，在柔性导轨3上左右滑动，同时，滚轮装置2下方的毛刷6也跟随滚轮装置2一起横向移动，作清洗动作，当滚轮装置2移动到一端时，滚轮装置2上的顶针与清洁装置1上的触发开关12相接触，接通履带步进电机7的回路，使两端的吸附履带8同时获得一个脉冲信号，履带步进电机7进给一个步距，在传动带9的作用下，带动吸附履带8向上移动一个步距，另一吸附履带8也相应的向上移动一个步距；然后控制系统断开履带步进电机7的回路，滚轮电机14反向转动，带动滚动装置2向另一端移动，当到达另一端时，滚轮装置2上的顶针与另一端的清洁装置1上触发开关12相接触，使两端的吸附履带8又同时向上移动一个步距，完成一个动作循环，接下来反复循环（如图6所示），最终将整块玻璃都清洁干净。当上升到玻璃最上方时，滚动装置2上的距离传感器启动，将信号通过控制芯片传递给滚轮电机14和报警器，使机构停止运动并产生警报。

如图2所示，履带步进电机7通过传动带9与吸附履带8相连接，吸附履带8之间也是通过传动带9相连接，当履带步进电机7和吸附履带8的回路被接通时，履带步进电机7获得一个脉冲信号，进给一个步距，相应的传动带9带动吸附履带8转动一个步距长，随之带动装置整体向上移动一个步距。

如图3所示，在相应的电气系统工作时，负压抽气压缩机10处于持续工作的状态，利用负压抽气压缩机10抽气，将清洁装置1底部的空气从底部的通气孔11中抽至负压抽气压缩机10内，经由后部的通气孔11排除，使清洁装置1内的压强小于大气压强，通过与大气压强形成压强差，将清洁装置1整体压在玻璃上，此装置提供垂直于玻璃的作用力，保证装置整体的安全性和稳定性。负压抽气压缩机10由单独的电气系统控制，始终处于工作状态。其在清洁装置1内的位置与履带步进电机7相错开，保证内部空间的紧凑和适合。

在本发明中，本发明在曲面玻璃上工作时柔性导轨3由于是橡胶材料构成，可以处于弯曲状态，而在平面玻璃上工作时柔性导轨3呈直线状，柔性导轨3的形状决定了在本发明中的中间移动的滚动装置2的移动路径，因此导轨形状确定后，机器人中间移动的滚动装置的运动路径也就确定了。

以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本发明并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本发明的范围之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，其特征在于：包括滚动装置、清洁装置和柔性导轨，所述的柔性导轨的两端分别设有清洁装置，两清洁装置之间设有滚动装置，所述的滚动装置和清洁装置的下端均设有毛刷，所述的滚动装置的壳体上设有电源，所述的电源通过电源线与柔性导轨两端的清洁装置相连，所述的清洁装置通过设在柔性导轨上的卡扣与柔性导轨相连；

所述柔性导轨呈凹槽状，所述的电源线通过波纹式导线保护壳镶嵌在柔性导轨的槽内，其中所述的柔性导轨和波纹式导线保护壳均采用橡胶材料构成，方便弯折和伸展；

所述的卡扣均匀的分布在柔性导轨上，通过卡扣任意调整柔性导轨两端的清洁装置之间的距离，从而保证了能够适用于不同尺寸玻璃。

2.根据权利要求1所述的一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，其特征在于：所述清洁装置的壳体内设有履带步进电机、两吸附履带、负压抽气压缩机和触发开关，所述的履带步进电机通过传动带与吸附履带相连，两吸附履带之间同样通过传动带相连；所述清洁装置壳体的底部和后部均设有通气孔，通气孔与负压抽气压缩机相连，通过负压抽气压缩机将壳体底部的空气从底部的通气孔中抽至负压抽气压缩机内，经由后部的通气孔排出，使壳体内的压强小于大气压强，通过与大气压强形成压强差，将壳体整体压在玻璃上；所述的触发开关位于清洁装置壳体的外侧。

3.根据权利要求1所述的一种高层建筑内外平面和曲面玻璃清洁机器人，其特征在于：所述的滚动装置包括滚轮电机、滚轮、顶针、报警器、距离传感器和控制芯片，所述的滚轮位于穿过滚动装置壳体内的柔性导轨的槽内，并由滚轮电机驱动，滚轮在滚轮电机的带动下，沿着软性导轨的凹槽进行往复滑动；所述的顶针位于滚动装置的壳体的两侧，所述的距离传感器位于滚动装置的壳体的前后两端，所述的报警器位于距离传感器的上方，并均与控制芯片相连，通过距离传感器监测滚动装置向上运动或向下运动到接近玻璃的上下端部时，将信号经控制芯片传递给报警器和滚轮电机，接收到控制芯片传递的信号的时，报警器工作，同时滚轮电机控制滚轮停止运动。