CN108542303A - 幕墙玻璃清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公布了的幕墙玻璃清洗机器人，所述机器人躯体下设有四只机械腿，四只机械腿下都设有软吸盘，所述躯体中安装有清洗刷和收集机构，躯体的上方设置有卷筒，所述机械腿的轴上设有直线执行器，所述软吸盘的顶部设有与机械腿的轴套接的三角架，三角架的另一端连接圆珠，所述软吸盘的侧面设有圆珠配合的底座；所述软吸盘内腔还设有受热可胀缩的波纹管，所述波纹管顶上安装有加热棒，波纹管中装有水银，波纹管的两端分别设有与水银连通的竖直槽以及正极、负极，所述正极、负极通过控制系统控制直线执行器、加热棒通断；本机器人通过波纹管和水银遇热膨胀并遇冷收缩的特性，是软吸盘内腔具有较高的真空度，从而使机器人固定在幕墙玻璃上。

Description

幕墙玻璃清洗机器人

技术领域

本发明涉及幕墙清洗技术设备领域，特别涉及一种幕墙玻璃清洗机器人。

背景技术

幕墙清洗机器人是以清洗高层建筑为目的的可以移动的机器人，能够代替人类进行高空专业，从而减少人的劳动力，避免人高空作业的坠楼危险，现有的幕墙清洗机器人中，如申请号：201610477982.2，名称为：一种高空玻璃幕墙清洗机器人，该发明公布的机器人通过腿部仿生机构进行移动，在需要固定在幕墙上的时候，通过电磁铁吸住腔室上的衔铁，弹性腔室内的空间变大，引起真空度变大，与腔室外形成一定的压差从而固定住机器人，但是弹性腔室内的空间的变化大小其实受到吸盘爪与弹性腔室之间的空位影响的，并且如果一味地追求弹性腔室内的空间变大，弹性腔室与吸盘爪衔接的地方会受力，吸盘爪边缘会折起，从而真空度被破坏，达不到不把机器人固定在幕墙上的目的，所以该发明在使用的过程中，会产生在一个地方固定久后就因为吸力不足而掉落来，如果没有防护措施，机器人会造成地面人员的被砸危险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能够增加吸盘与幕墙之间的捉紧力，防止掉落的幕墙玻璃清洗机器人。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种幕墙玻璃清洗机器人，所述机器人躯体下设有四只机械腿，四只机械腿下都设有软吸盘，所述躯体中安装有清洗刷和收集机构，躯体的上方设置有卷筒，躯体通过绕绳经过卷筒与卷扬机连接，所述机械腿模仿蜘蛛行走，机械腿与躯体活动连接，所述机械腿的轴上设有直线执行器，所述软吸盘的顶部设有与机械腿的轴套接的三角架，三角架的边缘通过弹簧与直线执行器的输出轴连接，三角架的另一端连接圆珠，所述软吸盘的侧面设有圆珠配合的底座，底座设置在通气槽里，通气槽的一端与软吸盘内腔连通，通气槽另一端与软吸盘外腔连通，圆珠落在底座时候，通气槽被隔断；所述软吸盘内腔还设有受热可胀缩的波纹管，所述波纹管顶上一定距离安装有加热棒，波纹管中装有水银，波纹管的两端分别设有与水银连通的竖直槽，两个竖直槽顶部分别设有正极和负极，所述正极、负极通过连接控制系统控制直线执行器、加热棒通断。

作为优选的实施方案，所述控制系统包括控制器、第一接触器和第二接触器，所述正极、负极分别电连接在控制器的两端，控制器的第一触头设置在第一接触器的电路上，控制器的第二触头设在第二接触器的电路上，第一接触器的触点控制直线执行器电机的通断，第二接触器的触点控制加热棒的通断。

作为优选的实施方案，所述波纹管由铝组成。

作为优选的实施方案，所述机械腿包括与躯体活动连接的连接耳、大腿、第一液压缸、小腿、第二液压缸，连接耳与大腿接触处、大腿与小腿接触处设有转动轴承。

上述方案中，所述连接耳通过连接杆穿过躯体而形成活动连接，所述连接杆周向设有轮齿，躯体通过齿轮带动轮齿转动。

作为优选的实施方案，所述绕绳中分别设有通电线、通信电缆线和通气管，三者之间分布着填充物，三者外围为螺旋铠装层。

上述方案中，所述清洗刷和收集机构包括安装在躯体底部的电动刷、安装中躯体中部的扇叶以及安装在躯体顶部的总收集盒，所述电动刷顶部设有数个贯穿孔，电动刷安装在散收集盒下，散收集盒通过管路连接扇叶的下方空间，扇叶的上方空间与总收集盒连接。

作为上述方案进一步改进，所述总收集盒通过通气管与吸尘器相连。

作为上述方案进一步改进，所述总收集盒里设有滤芯。

优选的，所述卷筒一侧设有马达，卷筒通过马达带动旋转。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(一)，机械腿能够模仿蜘蛛行走的姿态，并且，躯体通过齿轮带动轮齿，从而机械腿能够做出左右摆动的动作，使机器人的适应能力和应用范围更广。

(二)软吸盘中，加热棒加热波纹管，波纹管和里面的水银能够受热膨胀，驱使软吸盘腔内的空气通过通气槽流出，在正极和负极因为水银导电而接通后，控制系统自动使直线执行器和加热棒同时失去电力，防止加热过度并使软吸盘的内腔形成密封腔，使软吸盘内腔具有足以使机器人吸附在幕墙玻璃上的吸力；进一步地，波纹管和水银遇冷收缩，而其本身的伸缩性使软吸盘内腔形成更加高真空度的密封腔，从而能够使软吸盘紧紧吸附幕墙玻璃，机器人不会掉落下来，在需要移动机器人的时候，通过控制系统是加热棒重新加热，软吸盘内腔真空度被破坏，机械腿就可以移动。

(三)绕绳通过卷筒与卷扬机把机器人绑在卷扬机上，一方面，卷筒通过马达带动对卷扬机放出的绕绳进行收集，防止绕绳阻碍机器人的行走；另一方面，卷扬机通过绕绳拴住机器人，防止其因为失电而掉落而砸到行人。

附图说明

图1是幕墙玻璃清洗机器人的正视图。

图2是幕墙玻璃清洗机器人的立体图。(省略卷筒和总收集盒)

图3是软吸盘和直线执行器连接的局部剖视图。

图4是控制系统的电路原理图。

图5是机械腿的整体结构图。

图6是绕绳的横截面剖视图。

图7是清洗刷和收集机构的连接关系图。

图8是电动刷的仰视图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参照图1-图3所示的幕墙玻璃清洗机器人，所述机器人躯体1下设有四只机械腿2，四只机械腿2下都设有软吸盘3，所述躯体1中安装有清洗刷和收集机构4，躯体1的上方设置有卷筒5，躯体1通过绕绳6经过卷筒5与卷扬机(图中未显示)连接。卷筒5一侧设有马达501，卷筒5通过马达501带动旋转，一方面，卷筒5在卷扬机放线的时候进行收集绕绳6，防止绳子阻碍机器人的行走；另一方面，在发生机器人故障掉落的时候，绕绳6能够通过卷扬机拴住机器人，防止砸到人群。

所述机械腿2模仿蜘蛛行走，机械腿2与躯体1活动连接，所述机械腿2轴201上设有直线执行器7，所述软吸盘3的顶部设有与机械腿2的轴201套接的三角架8，三角架8的边缘通过弹簧9与直线执行器7的输出轴连接，三角架8的另一端连接圆珠10，所述软吸盘3的侧面设有圆珠10配合的底座11，底座11设置在通气槽12里，通气槽12的一端与软吸盘3内腔连通，通气槽12另一端与软吸盘3外腔连通，圆珠10落在底座11时候，通气槽12被隔断，圆珠10、底座11起到控制阀的作用；所述软吸盘3内腔还设有受热可胀缩的波纹管13，所述波纹管13顶上一定距离安装有加热棒17，波纹管13中装有水银，波纹管13的两端分别设有与水银连通的竖直槽14，两个竖直槽14顶部分别设有控制直线执行器7、加热棒17的通断的正极15、负极16，所述正极15、负极16通过连接控制系统18(图4中显示)控制直线执行器7、加热棒17通断。

直线执行器7动作的时候，通过弹簧9拉动三角架8，圆珠10离开底座11，通过加热棒17加热波纹管13，波纹管13以及里面的水银受热膨胀，催使软吸盘3腔内的空气从通气槽12流到软吸盘3腔外，当水银膨胀到正极15、负极16所在的平面时候，正极15、负极16导通，直线执行器7断电，圆珠10在弹簧9的作用下归位并与底座11结合，通气槽12被隔断，软吸盘3的内腔形成密封腔，并且带有一定的真空度，此真空度足以把机器人固定在幕墙玻璃上，同时，另一方面，加热棒17断电，波纹管13和水银预冷收缩，迫使软吸盘3腔内的空间进一步扩大，其形成的真空度更高，使软吸盘3紧紧捉紧在幕墙玻璃上，很难使机器人掉落下来。

参照图4，优选的，所述控制系统18包括控制器181、第一接触器182和第二接触器183，所述正极15、负极16分别电连接在控制器181的两端，为了保护电路，负极16后方还连接熔断器184，控制器181的第一触头181a设置在第一接触器182的电路上，当控制器181在水银的导通下接通时候，第一触头181a断开，第一接触器182断电，控制器181的第二触头181b设在第二接触器183的电路上，控制器181导通时候，第二接触器183断电，第一接触器182的触点182a控制直线执行器7电机的通断，第二接触器183的触点183a控制加热棒17的通断，从而控制器181通电时候，直线执行器7和加热棒17同时失电，并且在正极15、负极16再次断开的时候，控制器181得不到控制信号的情况，不会发出指令给第一接触器182和第二接触器183，防止直线执行器7和加热棒17恢复通电造成意外。

由于铝具有较大的预热膨胀率，在本实施例子中，所述波纹管13由铝组成。

参照图5，优选的，所述机械腿2包括与躯体1活动连接的连接耳202、大腿203、第一液压缸204、小腿205、第二液压缸206，连接耳202与大腿203接触处、大腿203与小腿205接触处设有转动轴承，第一液压缸204动作是大腿203张开或收回，第二液压缸206动作，小腿205相对于大腿203张开或者收回，从而能使机械腿2模仿蜘蛛行走。在本实施例子中，所述连接耳202通过连接杆207穿过躯体1而形成活动连接，所述连接杆207周向设有轮齿208，躯体1通过齿轮209(图7中显示)带动轮齿208转动，大腿203在轮齿208的带动下，做出左右摆动的动作，能够调整软吸盘3与幕墙玻璃的结合点，从而使机器人适应更多的地形。

参照图6，优选的，所述绕绳6中分别设有通电线601、通信电缆线602和通气管603，三者之间分布着填充物604，三者外围为螺旋铠装层605，通电线601接通电源，从而机器人不用自备电池，一方面减轻了机器人的重量，另一方面，增加了机器人的工作时间，不会受到电池蓄电能力的影响；通信电缆线602能够使机器人保持与控制室的良好通信，使机器人处于更稳定的受控状态；螺旋铠装层605能够使绕绳6在保持张力的同时强韧性更好，能够拴住机器人，防止机器人失电而掉落下来。

参照图7和图8，优选的，所述清洗刷和收集机构4包括安装在躯体1底部的电动刷401、安装中躯体1中部的扇叶402以及安装在躯体1顶部的总收集盒403(图1中显示)，所述电动刷401顶部设有数个贯穿孔404，电动刷401安装在散收集盒405下，散收集盒405通过管路407连接扇叶402的下方空间，扇叶402的上方空间与总收集盒403连接，电动刷401打扫的尘土被扇叶402从贯穿孔404吸出，并汇集到总收集盒403。在本实施例子中，所述总收集盒403通过通气管603与吸尘器(图中未显示)相连，灰尘最后被吸尘器吸走，使清洗刷和收集机构4保持可以持续运转的状态。

参照图6，为了防止灰尘堵住吸尘器，所述总收集盒403里设有滤芯406。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.幕墙玻璃清洗机器人，所述机器人躯体下设有四只机械腿，四只机械腿下都设有软吸盘，所述躯体中安装有清洗刷和收集机构，躯体的上方设置有卷筒，躯体通过绕绳经过卷筒与卷扬机连接，所述机械腿模仿蜘蛛行走，机械腿与躯体活动连接，其特征在于：所述机械腿的轴上设有直线执行器，所述软吸盘的顶部设有与机械腿的轴套接的三角架，三角架的边缘通过弹簧与直线执行器的输出轴连接，三角架的另一端连接圆珠，所述软吸盘的侧面设有圆珠配合的底座，底座设置在通气槽里，通气槽的一端与软吸盘内腔连通，通气槽另一端与软吸盘外腔连通，圆珠落在底座时候，通气槽被隔断；所述软吸盘内腔还设有受热可胀缩的波纹管，所述波纹管顶上一定距离安装有加热棒，波纹管中装有水银，波纹管的两端分别设有与水银连通的竖直槽，两个竖直槽顶部分别设有正极和负极，所述正极、负极通过连接控制系统控制直线执行器、加热棒通断。

2.根据权利要求1所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述控制系统包括控制器、第一接触器和第二接触器，所述正极、负极分别电连接在控制器的两端，控制器的第一触头设置在第一接触器的电路上，控制器的第二触头设在第二接触器的电路上，第一接触器的触点控制直线执行器电机的通断，第二接触器的触点控制加热棒的通断。

3.根据权利要求1所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述波纹管由铝组成。

4.根据权利要求1所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述机械腿包括与躯体活动连接的连接耳、大腿、第一液压缸、小腿、第二液压缸，连接耳与大腿接触处、大腿与小腿接触处设有转动轴承。

5.根据权利要求4所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述连接耳通过连接杆穿过躯体而形成活动连接，所述连接杆周向设有轮齿，躯体通过齿轮带动轮齿转动。

6.根据权利要求1所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述绕绳中分别设有通电线、通信电缆线和通气管，三者之间分布着填充物，三者外围为螺旋铠装层。

7.根据权利要求6所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述清洗刷和收集机构包括安装在躯体底部的电动刷、安装中躯体中部的扇叶以及安装在躯体顶部的总收集盒，所述电动刷顶部设有数个贯穿孔，电动刷安装在散收集盒下，散收集盒通过管路连接扇叶的下方空间，扇叶的上方空间与总收集盒连接。

8.根据权利要求6所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述总收集盒通过通气管与吸尘器相连。

9.根据权利要求8所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述总收集盒里设有滤芯。

10.根据权利要求1所述的幕墙玻璃清洗机器人，其特征在于：所述卷筒一侧设有马达，卷筒通过马达带动旋转。