CN108209769A - 一种高空清洁机器人 - Google Patents

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李冬阳
吕申新
王钊
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Abstract

本发明涉及一种高空清洁机器人，包括机身、设置在机身顶部的可开启的机顶、设置在机身内部的清洁剂桶、设置在机身底部可旋转的清洁单元以及设置在机身底部的两个移动吸附单元，所述清洁单元通过导管与清洁剂桶连接，所述移动吸附单元包括两条履带、用于驱动履带运动的驱动单元以及均匀设置在履带表面的多个吸盘单元，清洁时，通过移动吸附单元将机器人吸附在墙面上并移动，通过清洁单元洗刷清洁墙面。与现有技术相比，本发明通过以定位吸盘坦克式履带为行进方式，可以完成高空清洁作业的机器人，既保证了高空作业的安全性，同时又保证了工作的效率。

Description

一种高空清洁机器人
技术领域
本发明涉及建筑清洁技术领域，具体涉及一种高空清洁机器人。
背景技术
传统的高空清洁方式就是人工清洁也就是所谓的“蜘蛛人”，这样的作业方式一方面具有危险性另一方面工作的效率也不是很高这样的作业方式一方面具有危险性另一方面工作的效率也不是很高。
在现代化的社会，这样的传统方式必将被淘汰由机器人所取代。在国外高空清洁机器人是一种实现高空清洗作业的装置。就目前国内外的研究情况来看，这种机器人主要分为三类。第一类是高空壁面轨道式，通常在建楼时就将高空壁面轨道安装到外墙高空壁面上，当进行外高空壁面清洗作业时，通过固定在楼顶的悬臂吊车装置拖动使清洗机器人沿着高空壁面导轨上下运动来完成清洗工作，然而安装在外墙高空壁面的轨道却限制了高楼的结构并大大地影响了整体建筑的外观，同时也限制了清洗机器人的应用范围；第二类是真空吸附高空清洁机器人，依靠真空吸盘将机器人吸附到外墙高空壁面上，通过自身的移动机构在高空壁面上运动来完成清洗工作，这种机器人又可分为单吸盘和多吸盘两种吸附移动方式然而由于采用真空泵抽真空的方法，使得对真空吸盘的密封性要求较高，结构复杂，造价昂贵，而且工作的可靠性和对高空壁面的适应性也较差。第三类是磁吸附高空清洁机器人，这种清洗机器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁面上，通常具有较强的吸附力，通过磁性履带、轮子、吸盘或足式结构可以实现在高空壁面上的吸附移动，并完成清洗作业，但这种机器人只能在特定材料的高空壁面上工作，因而应用范围受到了极大的限制。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全高效的高空清洁机器人。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高空清洁机器人，该机器人包括机身、设置在机身顶部的可开启的机顶、设置在机身内部的清洁剂桶、设置在机身底部可旋转的清洁单元以及设置在机身底部的两个移动吸附单元，所述清洁单元通过导管与清洁剂桶连接，所述移动吸附单元包括两条履带、用于驱动履带运动的驱动单元以及均匀设置在履带表面的多个吸盘单元，清洁时，通过移动吸附单元将机器人吸附在墙面上并移动，通过清洁单元洗刷清洁墙面。本发明通过以定位吸盘坦克式履带为行进方式，可以完成高空清洁作业的机器人，既保证了高空作业的安全性，同时又保证了工作的效率。
所述的清洁单元包括沿着机身底部圆周设置的旋转环、设置在旋转环上的多根清洁刷和清洁棉以及用于驱动旋转环转动的电机，所述旋转环的内壁设有齿部，所述电机的主轴通过传动齿轮与齿部连接，且主轴和传动齿轮啮合，传动齿轮与齿部啮合，所述清洁刷与清洁剂桶通过导管连接。清洁时，清洁剂从清洁刷中喷出，喷在墙面上，并被刷毛刷动，可以有效清除灰尘，而通过设置清洁棉，可以有效除去污水。
所述的清洁刷包括刷杆以及设置在刷杆表面的刷毛，所述刷杆为中空结构，刷杆上设有多个排液口，所述刷杆的一端固定设置在旋转环的圆周上，并通过导管与清洁剂桶连接。
所述的清洁棉包括直杆以及包裹在直杆外表面的海绵，所述直杆的一端固定在旋转环的圆周上，且所述直杆的长度与刷杆的长度相同。
所述的清洁刷和清洁棉的数量为2～4根。
所述的驱动单元包括驱动电机、与驱动电机连接的主动轮、从动轮，所述履带套设在主动轮和从动轮的外侧，所述履带与从动轮接触部位的外侧设有挡板，所述挡板的上端固定在机身底部，所述挡板上设有红外感应装置。设置挡板有以下几个作用：(1)装有红外感应装置，可以实时监测清洁程度是否到位，如果有遗漏通过芯片可使机器人返回进行返工再次请洗；(2)阻挡清洁剂喷到履带上，对吸盘产生影响。
所述的吸盘单元包括一根顶杆、套设在顶杆顶端的吸盘以及与吸盘顶端连通的排气口，所述顶杆的顶端设有可移动并打开或堵住排气口的密封垫，所述顶杆的后端垂直固定在率带上。当履带前进时，位于前进方向上前端的履带与墙体之间的距离缩小，从而对顶杆施加一个压力，将密封垫向前推动，封闭排气口的同时缩小吸盘的内部空间，将吸盘内的空气排出，使吸盘吸附在墙体上；而位于前进方向后端的履带与墙体之间的距离会增长，对顶杆施加一个向后的拉力，使密封垫向后移动，使排气口与吸盘内部空间连通，吸盘失去吸力。通过该设置，避免了使用真空泵。
所述的机身外表面设有光伏板，机身内部设有与光伏板连接且用于提供电能的蓄电池。设置光伏板，机器人运行所需的能量完全来自于太阳能，不需要连接电线，在节能的同时减少机器人的部件。
所述的机顶设有摄像头以及与摄像头连接且用于将图像发送到远程控制中心的无线发射器。通过摄像头和无线发射器，可以使人们实时监控机器人的清洁，同时完成对路径的判断和选择。
所述的机顶通过插销与机身固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：
(1)通过以定位吸盘坦克式履带为行进方式，可以完成高空清洁作业的机器人，既保证了高空作业的安全性，同时又保证了工作的效率；
(2)通过红外感应装置、摄像头和无线发射器，可以实时监控清洁时的现场状况，更加自动化；
(3)更加节能，且结构更加精简。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的样式结构示意图；
图3为吸盘单元的结构示意图。
其中，1为机身，2为机顶，3为清洁刷，4为清洁棉，5为履带，6为吸盘单元，7为挡板，8为摄像头，9为红外感应装置，10为旋转环，11为驱动电机，12为主动轮，13为从动轮，14为顶杆，15为吸盘，16为密封垫，17为排气口，
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种高空清洁机器人，其结构如图1、图2所示，包括机身1、通过插销固定设置在机身1顶部的可开启的机顶2、设置在机身1内部的清洁剂桶、设置在机身1底部可旋转的清洁单元以及设置在机身1底部的两个移动吸附单元，清洁单元通过导管与清洁剂桶连接，移动吸附单元包括两条履带5、用于驱动履带5运动的驱动单元以及均匀设置在履带5表面的多个吸盘单元6，清洁时，通过移动吸附单元将机器人吸附在墙面上并移动，通过清洁单元洗刷清洁墙面。本发明通过以定位吸盘坦克式履带5为行进方式，可以完成高空清洁作业的机器人，既保证了高空作业的安全性，同时又保证了工作的效率。
清洁单元包括沿着机身1底部圆周设置的旋转环10、设置在旋转环10上的两根清洁刷3和两根清洁棉4以及用于驱动旋转环10转动的电机，旋转环10的内壁设有齿部，电机的主轴通过传动齿轮与齿部连接，且主轴和传动齿轮啮合，传动齿轮与齿部啮合，清洁刷3与清洁剂桶通过导管连接。清洁时，清洁剂从清洁刷3中喷出，喷在墙面上，并被刷毛刷动，可以有效清除灰尘，而通过设置清洁棉4，可以有效除去污水。清洁刷3包括刷杆以及设置在刷杆表面的刷毛，刷杆为中空结构，刷杆上设有多个排液口，刷杆的一端固定设置在旋转环10的圆周上，并通过导管与清洁剂桶连接。清洁棉4包括直杆以及包裹在直杆外表面的海绵，直杆的一端固定在旋转环10的圆周上，且直杆的长度与刷杆的长度相同。
驱动单元包括驱动电机11、与驱动电机11连接的主动轮12、从动轮13，履带5套设在主动轮12和从动轮13的外侧，履带5与从动轮13接触部位的外侧设有挡板7，挡板7的上端固定在机身1底部，挡板7上设有红外感应装置9。
机顶2设有摄像头8以及与摄像头8连接且用于将图像发送到远程控制中心的无线发射器。通过摄像头8和无线发射器，可以使人们实时监控机器人的清洁，同时完成对路径的判断和选择。
吸盘单元6的结构如图3所示，包括一根顶杆14、套设在顶杆14顶端的吸盘15以及与吸盘15顶端连通的排气口17，顶杆14的顶端设有可移动并打开或堵住排气口17的密封垫16，顶杆14的后端垂直固定在率带上。当履带5前进时，位于前进方向上前端的履带5与墙体之间的距离缩小，从而对顶杆14施加一个压力，将密封垫16向前推动，封闭排气口17的同时缩小吸盘15的内部空间，将吸盘15内的空气排出，使吸盘15吸附在墙体上；而位于前进方向后端的履带5与墙体之间的距离会增长，对顶杆14施加一个向后的拉力，使密封垫16向后移动，使排气口17与吸盘15内部空间连通，吸盘15失去吸力。
机身外表面设有光伏板，机身内部设有与光伏板连接且用于提供电能的蓄电池，如驱动电机、电机、红外感应装置、摄像头、无线发射器等的能源都可来自于蓄电池。设置光伏板，机器人运行所需的能量完全来自于太阳能，不需要连接电线，在节能的同时减少机器人的部件。

Claims (10)

1.一种高空清洁机器人，其特征在于，该机器人包括机身、设置在机身顶部的可开启的机顶、设置在机身内部的清洁剂桶、设置在机身底部可旋转的清洁单元以及设置在机身底部的两个移动吸附单元，所述清洁单元通过导管与清洁剂桶连接，所述移动吸附单元包括两条履带、用于驱动履带运动的驱动单元以及均匀设置在履带表面的多个吸盘单元，清洁时，通过移动吸附单元将机器人吸附在墙面上并移动，通过清洁单元洗刷清洁墙面。
2.根据权利要求1所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的清洁单元包括沿着机身底部圆周设置的旋转环、设置在旋转环上的多根清洁刷和清洁棉以及用于驱动旋转环转动的电机，所述旋转环的内壁设有齿部，所述电机的主轴通过传动齿轮与齿部连接，且主轴和传动齿轮啮合，传动齿轮与齿部啮合，所述清洁刷与清洁剂桶通过导管连接。
3.根据权利要求2所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的清洁刷包括刷杆以及设置在刷杆表面的刷毛，所述刷杆为中空结构，刷杆上设有多个排液口，所述刷杆的一端固定设置在旋转环的圆周上，并通过导管与清洁剂桶连接。
4.根据权利要求3所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的清洁棉包括直杆以及包裹在直杆外表面的海绵，所述直杆的一端固定在旋转环的圆周上，且所述直杆的长度与刷杆的长度相同。
5.根据权利要求2所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的清洁刷和清洁棉的数量为2～4根。
6.根据权利要求1所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的驱动单元包括驱动电机、与驱动电机连接的主动轮、从动轮，所述履带套设在主动轮和从动轮的外侧，并在履带与主动轮、从动轮接触部位的外侧设有挡板，所述挡板的上端固定在机身底部，所述挡板上设有红外感应装置。
7.根据权利要求1所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的吸盘单元包括一根顶杆、套设在顶杆顶端的吸盘以及与吸盘顶端连通的排气口，所述顶杆的顶端设有可移动并打开或堵住排气口的密封垫，所述顶杆的后端垂直固定在率带上。
8.根据权利要求1所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的机身外表面设有光伏板，机身内部设有与光伏板连接且用于提供电能的蓄电池。
9.根据权利要求1所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的机顶设有摄像头以及与摄像头连接且用于将图像发送到远程控制中心的无线发射器。
10.根据权利要求1所述的一种高空清洁机器人，其特征在于，所述的机顶通过插销与机身固定连接。
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