CN107252291A - 一种户外墙壁清洗机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户外墙壁清洗机器人，包括相互连接的主承载面和不少于四根的伸缩立柱组成的主体框架，伸缩立柱之间固接有清洗单元，每个伸缩立柱的端部均连接有真空吸盘，每个真空吸盘上均连接有真空单元；主承载面的顶部还设置有影像单元，主承载面的底部连接有PLC控制器，沿主承载面一周对称分布有若干运动单元，主承载面上还设置有牵引单元。本发明机器人通过采用牵引绳、飞行叶轮调整位置和方向，方便移动；通过真空泵控制真空吸盘，保证了清洗位置的固定；通过滚筒a和滚筒b上清洁布与墙壁的摩擦，擦洗污渍，替换掉原有蜘蛛人的清洁方式，安全性更好、清洁效率更高，缩减了成本，有很好的实用价值。

Description

一种户外墙壁清洗机器人
技术领域
本发明属于高空清洗设备技术领域，具体涉及一种户外墙壁清洗机器人。
背景技术
随着城市化进程的发展、当今城市已经出现了越来越多的高楼大厦，特别是一些国际化大都市出现了很多超高建筑，这些超高建筑有的达到了近千米高，如位于迪拜的哈利法塔总高828米、位于上海的上海中心大厦总高632米。而从几十米到几百米甚至近千米的高楼大厦在每个城市都有很多，这些高楼大厦从外面看雄伟壮观，为人们的生活增添了色彩，带来了方便，极具现代化的气息，但是也为楼面外墙清洁提出了挑战，传统的“蜘蛛人”清洁方式安全性差，“蜘蛛人”坠楼事件时有发生，成为世界上最危险的工作，并且由于清洗效率低下，清洁成本极高。
发明内容
本发明的目的是提供一种户外墙壁清洗机器人，解决了现有户外墙壁清洗安全性差、清洗效率低、清洁成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种户外墙壁清洗机器人，包括相互连接的主承载面和不少于四根的伸缩立柱组成的主体框架，伸缩立柱之间固接有清洗单元，每个伸缩立柱的端部均连接有真空吸盘，每个真空吸盘上均连接有真空单元；主承载面的顶部还设置有影像单元，主承载面的底部连接有PLC控制器，沿主承载面一周对称分布有若干运动单元，主承载面上还设置有牵引单元。
本发明的特征还在于，
影像单元包括位于主承载面上的支架，支架上固接有旋转云台，旋转云台内放置有摄像头；摄像头通过导线依次连接旋转云台与PLC控制器。
运动单元的数量不少于四个，每个运动单元均包括与主承载面固接的转向电机，每个转向电机的传动轴上均固接有飞行叶轮；每个转向电机和飞行叶轮均通过导线与PLC控制器连接。
真空单元包括每个真空吸盘侧壁的接口，每个接口均通过真空管连接位于主承载面底部的真空泵，真空泵和每个伸缩立柱均通过导线连接PLC控制器。
清洗单元包括一组对称设置的连杆，每个连杆均与伸缩立柱相固接，连杆之间依次设置有相互平行的管道b、滚筒b、滚筒a和管道a，滚筒a和滚筒b外壁均包裹有清洁布；
管道a上均匀分布有若干喷嘴a，管道a通过软管a接通清洗液桶；
管道b上均匀分布若干喷嘴b，管道b通过软管b接通自来水管。
管道a上设置有电磁阀a，软管a上设置有水泵a，水泵a通过导线依次连接电磁阀a、滚筒a和PLC控制器；
管道b上设置有电磁阀b，软管b上设置有水泵b，水泵b通过导线依次连接电磁阀b、滚筒b和PLC控制器。
滚筒a和滚筒b均为电动滚筒且型号相同；喷嘴a和喷嘴b均为伸缩喷嘴。
滚筒a和滚筒b两端均通过连接件与连杆连接。
每个伸缩立柱的型号均为KMSJ-F，PLC控制器的型号为西门子S7-200。
牵引单元包括牵引绳，牵引绳一端连接在牵引电机的主轴上，牵引绳另一端固接牵引固定扣，牵引固定扣连接主承载面。
本发明的有益效果是：本发明一种户外墙壁清洗机器人通过采用牵引绳、飞行叶轮调整位置和方向，方便移动；通过真空泵和真空吸盘的抽放气，保证了清洗位置的固定；通过滚筒a和滚筒b上清洁布与墙壁的摩擦，擦洗污渍，替换掉原有蜘蛛人的清洁方式，安全性更好、清洁效率更高，缩减了成本，有很好的实用价值。
附图说明
图1是本发明一种户外墙壁清洗机器人的主视图；
图2是本发明一种户外墙壁清洗机器人中滚筒a和滚筒b的俯视图；
图3是本发明一种户外墙壁清洗机器人中滚筒a和滚筒b的侧视图；
图4是本发明一种户外墙壁清洗机器人的电路模块图。
图中，1.主承载面，2.伸缩立柱，3.真空吸盘，4.支架，5.旋转云台，6.摄像头，7.牵引绳，8.转向电机，9.飞行叶轮，10.真空泵，11.真空管，12.接口，13.PLC控制器，14.牵引电机，15.连杆，16.滚筒a，17.滚筒b，18.清洁布，19.管道a，20.喷嘴a，21.管道b，22.喷嘴b，23.软管a，24.软管b，25.连接件，26.清洗液桶，27.电磁阀a，28.电磁阀b，29.水泵a，30.水泵b，31.牵引固定扣。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种户外墙壁清洗机器人，如图1所示，包括相互连接的主承载面1和不少于四根的伸缩立柱2组成的主体框架，伸缩立柱2之间固接有清洗单元，每个伸缩立柱2的端部均连接有真空吸盘3，每个真空吸盘3上均连接有真空单元；主承载面1的顶部还设置有影像单元，主承载面1的底部连接有PLC控制器13，沿主承载面1一周对称分布有若干运动单元，主承载面1上还设置有牵引单元。
影像单元包括位于主承载面1上的支架4，支架4上固接有旋转云台5，旋转云台5内放置有摄像头6；摄像头6通过导线依次连接旋转云台5与PLC控制器13。通电后，PLC控制器13调整旋转云台5和摄像头6的拍摄角度，观察装置四周的情况，避免运动时与障碍物发生碰撞，同时可以确定需要清洁的地方。
运动单元的数量不少于四个，每个运动单元均包括与主承载面1固接的转向电机8，每个转向电机8的传动轴上均固接有飞行叶轮9；每个转向电机8和飞行叶轮9均通过导线与PLC控制器13连接。通电后，PLC控制器13的中央处理器通过判断装置周围的情况，当需要小范围移动时，开启转向电机8，使其带动飞行叶轮9运动，飞行叶轮9同时以相同方向和角度旋转运动改变了吹风方向，使装置相对外墙进行前后、左右、上下的运动。
真空单元包括每个真空吸盘3侧壁的接口12，每个接口12均通过真空管11连接位于主承载面1底部的真空泵10，真空泵10和每个伸缩立柱2均通过导线连接PLC控制器13；每个伸缩立柱2的型号均为KMSJ-F。当确定清洗位置后，PLC控制器13控制开启真空泵10通过真空管11、接口12对每个真空吸盘3抽真空，使其与墙壁固定，同时通过调整每个伸缩立柱2的长度，当滚筒b17与外墙贴合时停止；当需要移动位置时，真空泵10放气使每个真空吸盘3与墙壁松动。
如图2和图3所示，清洗单元包括一组对称设置的连杆15，每个连杆15均与伸缩立柱2相固接，连杆15之间依次设置有相互平行的管道b21、滚筒b17、滚筒a16和管道a19，滚筒a16和滚筒b17外壁均包裹有清洁布18；管道a19上均匀分布有若干喷嘴a20，管道a19通过软管a23接通清洗液桶26；管道b21上均匀分布若干喷嘴b22，管道b21通过软管b24接通自来水管。滚筒a16和滚筒b17均为电动滚筒且型号相同，喷嘴a20和喷嘴b22均为伸缩喷嘴；清洗液桶26一般位于楼顶或其他位置，滚筒a16和滚筒b17开始旋转，此时喷嘴a20喷出清洁液、喷嘴b22喷出清水，通过清洁布18与墙面接触摩擦擦洗污渍。
管道a19上设置有电磁阀a27，软管a23上设置有水泵a29，如图4所示，水泵a29通过导线依次连接电磁阀a27、滚筒a16和PLC控制器13；管道b21上设置有电磁阀b28，软管b24上设置有水泵b30，水泵b30通过导线依次连接电磁阀b28、滚筒b17和PLC控制器13。电磁阀a27调整管道a19的开关，电磁阀b28调整管道b21的开关，水泵a29和水泵b30提供动力。当需要清洗外墙时，接通电源，滚筒a16和滚筒b17开始转动，此时喷嘴a20内喷出清洗液，喷嘴b22内喷出清水，滚筒a16和滚筒b17使清洁布18与墙面摩擦至干净。
滚筒a16和滚筒b17两端均通过连接件25与连杆15连接；滚筒a16和滚筒b17两端的转动轴分别位于连接件25的孔内。
牵引单元包括牵引绳7，牵引绳7一端连接在牵引电机14的主轴上，牵引绳7另一端固接牵引固定扣31，牵引固定扣31连接主承载面1。牵引绳7一方面保护装置，防止意外掉落，另一方面控制装置的大距离下落和移动。
PLC控制器13的型号为西门子S7-200。
本发明机器人的工作过程如下：
将清洗液桶26至于清洁外墙的楼顶，通过牵引电机14、牵引绳7和牵引固定扣31将主承载面1缓慢放下，当到达位置后，PLC控制器13开始工作，调整旋转云台5和摄像头6的拍摄角度，观察装置四周的情况，当需要进行小范围调整时，PLC控制器13启动转向电机8，通过其上的飞行叶轮9调整运动方向，当确定需要清洁的地方后，启动伸缩立柱2和真空泵10，真空泵10通过真空管11、接口12对每个真空吸盘3抽真空，使其与墙壁固定，同时通过调整每个伸缩立柱2的长短使滚筒a16、滚筒b17与外墙贴合时停止；此时启动滚筒a16、滚筒b17、水泵a29和水泵b30，打开电磁阀a27和电磁阀b28，滚筒a16通过运动，使清洗液从清洗液桶26中通过管道a19、软管a23和喷嘴a20流出，喷洒在墙壁上，然后清洁布18与外墙不断接触摩擦，擦掉脏污；而滚筒b17通过喷嘴b22、软管b24喷出清水，擦拭外墙，如此不断循环，使外墙干净。当需要移动位置时，通过真空泵10放气，使真空吸盘3与墙壁之间的吸合力减小，继续移动。
本发明机器人通过采用牵引绳7和飞行叶轮9调整位置和方向，方便移动；通过真空泵10和真空吸盘3的抽放气，保证了清洗位置的固定；通过滚筒a16和滚筒b17上清洁布18与墙壁的摩擦，擦洗污渍，替换掉“蜘蛛人”的清洁方式，安全性更好、清洁效率更高，缩减了成本，有很好的实用价值。

Claims (10)

1.一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，包括相互连接的主承载面(1)和不少于四根的伸缩立柱(2)组成的主体框架，伸缩立柱(2)之间固接有清洗单元，每个伸缩立柱(2)的端部均连接有真空吸盘(3)，每个真空吸盘(3)上均连接有真空单元；所述主承载面(1)的顶部还设置有影像单元，主承载面(1)的底部连接有PLC控制器(13)，沿主承载面(1)一周对称分布有若干运动单元，所述主承载面(1)上还设置有牵引单元。
2.根据权利要求1所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的影像单元包括位于主承载面(1)上的支架(4)，支架(4)上固接有旋转云台(5)，旋转云台(5)内放置有摄像头(6)；所述摄像头(6)通过导线依次连接旋转云台(5)与PLC控制器(13)。
3.根据权利要求1所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的运动单元的数量不少于四个，每个运动单元均包括与主承载面(1)固接的转向电机(8)，每个转向电机(8)的传动轴上均固接有飞行叶轮(9)；每个所述转向电机(8)和飞行叶轮(9)均通过导线与PLC控制器(13)连接。
4.根据权利要求1所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的真空单元包括每个真空吸盘(3)侧壁的接口(12)，每个接口(12)均通过真空管(11)连接位于主承载面(1)底部的真空泵(10)，真空泵(10)和每个伸缩立柱(2)均通过导线连接PLC控制器(13)。
5.根据权利要求1所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的清洗单元包括一组对称设置的连杆(15)，每个连杆(15)均与伸缩立柱(2)相固接，连杆(15)之间依次设置有相互平行的管道b(21)、滚筒b(17)、滚筒a(16)和管道a(19)，滚筒a(16)和滚筒b(17)外壁均包裹有清洁布(18)；
管道a(19)上均匀分布有若干喷嘴a(20)，管道a(19)通过软管a(23)接通清洗液桶(26)；
管道b(21)上均匀分布若干喷嘴b(22)，管道b(21)通过软管b(24)接通自来水管。
6.根据权利要求5所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的管道a(19)上设置有电磁阀a(27)，软管a(23)上设置有水泵a(29)，水泵a(29)通过导线依次连接电磁阀a(27)、滚筒a(16)和PLC控制器(13)；
所述管道b(21)上设置有电磁阀b(28)，软管b(24)上设置有水泵b(30)，水泵b(30)通过导线依次连接电磁阀b(28)、滚筒b(17)和PLC控制器(13)。
7.根据权利要求6所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的滚筒a(16)和滚筒b(17)均为电动滚筒且型号相同；喷嘴a(20)和喷嘴b(22)均为伸缩喷嘴。
8.根据权利要求5所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的滚筒a(16)和滚筒b(17)两端均通过连接件(25)与连杆(15)连接。
9.根据权利要求1所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，每个所述的伸缩立柱(2)的型号均为KMSJ-F；所述的PLC控制器(13)的型号为西门子S7-200。
10.根据权利要求1所述的一种户外墙壁清洗机器人，其特征在于，所述的牵引单元包括牵引绳(7)，牵引绳(7)一端连接在牵引电机(14)的主轴上，牵引绳(7)另一端固接牵引固定扣(31)，牵引固定扣(31)连接主承载面(1)。
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