CN108771509B - 一种玻璃幕墙清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种玻璃幕墙清洗机器人，本发明包括8个伸缩支承臂部件、1个伸缩滚刷清洗部件、移动式支架导轨部件和连接部件，本发明采用了一种工业用的非接触式负压吸盘，该种吸盘的吸附特点是不与玻璃壁面接触，能够与玻璃壁面保持最大的平行度，从而保证吸盘能够产生最大的吸附力，同时也能保证为清洗机器人提供更好的稳定性，本发明通过双滚刷的方式进行壁面清洗，本发明机器人利用支承臂的伸缩和旋转，互相协调伸缩和旋转角度，使该清洗机器人更灵活、更稳定的吸附在玻璃壁面，本发明玻璃幕墙清洗机器人能够适用竖直平面、斜平面、圆弧面等各种玻璃平面，在遇见障碍时可以跨域障碍，适应性强。

Description

一种玻璃幕墙清洗机器人

技术领域

本发明涉及一种玻璃幕墙清洗机器人，属于玻璃幕墙清洁技术领域。

背景技术

目前城市高层建筑比较普遍的清洗方式主要是：通过升降平台或吊篮承载清洗工人沿玻璃幕墙壁面下降，进行手刷清洗，虽然该种清洗方式简单，成本低，所需技术含量不高，但是该种清洗方式属于高空危险作业，清洗工人工作时十分危险，劳动力消耗大，清洗的效率不高，对于如何将幕墙清洗非工人化一直是急需解决的问题。但总是利弊共存，有很多相关的设计依然不成熟，以此导致机器清洗玻璃幕墙这一构想和做法还未被广泛的推广开来，因此玻璃幕墙的清洗机器人还有不少工作要做。机器人采用接触式吸盘吸附玻璃幕墙表面，就会导致由于吸盘与幕墙表面所产生的摩擦力阻碍了清洗机构的连续性清洗，不连续清洗就会导致清洗效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种玻璃幕墙清洗机器人，本玻璃幕墙清洗机器人的吸附结构设计中采用了一种工业用的非接触式负压吸盘，该种吸盘的吸附特点是不与玻璃壁面接触，能够与玻璃壁面保持最大的平行度，从而保证吸盘能够产生最大的吸附力，同时也能保证为清洗机器人提供更好的稳定性。

本玻璃幕墙清洗机器人的技术方案是：一种玻璃幕墙清洗机器人，包括8个伸缩支承臂部件、1个伸缩滚刷清洗部件、移动式支架导轨部件和连接部件；

所述8个伸缩支承臂部件分别设置在连接部件下方，所述移动式支架导轨部件与所述连接部件连接，所述连接部件与所述伸缩滚刷清洗部件的顶部连接，且所述伸缩滚刷清洗部件位于8个伸缩支承臂部件的内侧。

所述伸缩支承臂部件包括吸盘、吸盘固定架Ⅰ、半齿轮、全齿轮、舵机固定架Ⅱ、连接头、齿轮箱、舵机、吸盘转轴、吸盘盖、蜗杆、蜗轮、蜗轮轴、涡轮上盖、电机Ⅰ、蜗轮下盖、活塞连接头、气缸Ⅰ；

所述吸盘位于所述伸缩支承臂部件的底部，所述吸盘上方与所述吸盘固定架Ⅰ的底部连接，所述吸盘盖位于所述吸盘固定架Ⅰ的上方，所述吸盘固定架Ⅰ的上部设有孔，所述吸盘转轴穿过孔且孔通过键与吸盘转轴固定，所述吸盘转轴的一端通过轴承与所述吸盘盖的一端连接，所述吸盘转轴的另一端伸出吸盘盖的另一端且通过轴承与所述半齿轮连接，且吸盘转轴伸出吸盘盖处设有轴承，所述舵机固定架Ⅱ安装在所述吸盘盖上方，所述舵机固定安装在所述舵机固定架Ⅱ的内部，所述舵机的驱动轴伸出所述舵机固定架Ⅱ且通过轴承与全齿轮连接，所述全齿轮与半齿轮啮合，所述连接头的一端与所述舵机固定架Ⅱ的顶部连接，所述连接头Ⅰ的另一端开有两个孔，所述连接头的另一端穿过蜗轮下盖与所述蜗轮轴的一端连接，所述蜗轮轴的一端也开有两个小孔，所述连接头上面的孔与蜗轮轴上面的孔对齐后，用螺栓穿过两者的孔固定，所述连接头Ⅰ的另一端的孔与蜗轮轴一端的孔通过螺栓固定连接，所述蜗轮通过键安装在蜗轮轴上，所述蜗轮与所述蜗轮下盖之间的蜗轮轴上套有挡套，所述蜗轮轴的另一端通过轴承安装在所述蜗轮上盖的轴承孔内，所述蜗轮下盖的顶部与蜗轮上盖的底部连接，所述蜗轮一侧设有蜗杆，所述蜗杆的一端通过轴承安装在所述蜗轮下盖与蜗轮上盖一侧连接处的轴承孔内，所述蜗杆的另一端伸出蜗轮下盖与蜗轮上盖另一侧的连接处且在连接处设有轴承，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述齿轮箱安装在所述蜗轮下盖与蜗轮上盖一侧，所述齿轮箱内设有上齿轮和下齿轮，所述电机Ⅰ安装在蜗轮上盖上，且电机Ⅰ的输出轴伸出蜗轮上盖且伸入齿轮箱内，所述齿轮箱内的上齿轮安装在电机Ⅰ的输出轴上，所述齿轮箱内的下齿轮安装在所述蜗杆伸出蜗轮下盖与蜗轮上盖另一侧连接处的蜗杆上，所述下齿轮和上齿轮啮合，所述活塞连接头固定安装在所述蜗轮上盖的顶部，所述气缸Ⅰ的活塞杆安装在活塞连接头上，且气缸Ⅰ的活塞杆通过螺纹与活塞连接头连接。

所述蜗轮轴为阶梯轴，所述舵机固定架Ⅱ通过螺栓Ⅰ与所述吸盘盖连接，所述舵机通过螺栓Ⅱ与舵机固定架Ⅱ连接，所述蜗轮下盖与蜗轮上盖通过螺栓Ⅳ连接，所述吸盘为非接触式吸盘，所述吸盘内设有红外线检测装置。

所述伸缩滚刷清洗部件包括滚刷、滚刷喷管固定块Ⅰ、滚刷电机固定块Ⅱ、4个滚刷支撑臂、2个双吊耳连接杆、2个吊耳Ⅰ、2个气缸Ⅱ、底板Ⅰ、4个斜固定臂、两个弯梁固定杆、两个弯梁、4个弹簧压缩杆、固定块Ⅲ、两个电机Ⅱ、齿轮Ⅰ、齿轮Ⅱ、齿轮Ⅲ、两个喷管；

伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ顶部固定在固定块Ⅲ上，所述固定块Ⅲ的顶部固定在底板Ⅰ上，所述两个气缸Ⅱ分别固定在所述底板Ⅰ上，且位于所述底板Ⅰ下方，所述两个气缸Ⅱ的下端分别与弯梁的一端连接，所述两个弯梁的另一端分别与吊耳连接杆的一端连接，所述两个弯梁的中部分别通过弯梁固定杆与底板Ⅰ固定连接，所述两个吊耳连接杆的另一端分别与吊耳Ⅰ的顶部连接，所述4个斜固定臂的顶部分别固定在所述底板Ⅰ上，且4个斜固定臂位于所述底板Ⅰ下方，所述4个斜固定臂分为前后两排，前排有两个斜固定臂，后排有两个斜固定臂，所述前后两排的4个斜固定臂的底部分别与1个滚刷支撑臂连接，所述4个弹簧压缩杆的一端分别与1个斜固定臂的下部连接，所述4个弹簧压缩杆的另一端分别与1个滚刷支撑臂的上部连接，所述前、后两排的两个滚刷支撑臂之间分别设有横板Ⅰ、横板Ⅱ，所述两个吊耳Ⅰ的底部分别固定在横板Ⅰ、横板Ⅱ上，所述横板Ⅰ的一侧、横板与横板Ⅰ相对的另一侧上分别设有滚刷电机固定块Ⅱ，所述两个电机Ⅱ分别安装在两个滚刷电机固定块Ⅱ上，且所述两个电机Ⅱ的输出轴上分别安装齿轮Ⅰ，所述两个滚刷的轴通过轴承分别安装在前后两排的四个滚刷支撑臂上，且两个滚刷的轴上分别安装有齿轮Ⅱ，且齿轮Ⅱ和齿轮Ⅰ之间设有齿轮Ⅲ，所述齿轮Ⅲ安装在滚刷支撑臂上，所述齿轮Ⅰ与齿轮Ⅲ啮合，所述齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ啮合，所述前、后两排的4个滚刷支撑臂上分别设有1个滚刷喷管固定块Ⅰ，所述两个喷管分别安装在前、后两排的两个喷管固定块Ⅰ之间。

所述两个滚刷，前排的滚刷为泡沫刷，后排的滚刷为清水刷，所述气缸Ⅰ、固定块和底板Ⅰ通过螺栓Ⅲ连接。

所述连接部件包括1根以上的支撑梁Ⅰ、两个储气罐、一个以上的吊耳Ⅱ、盖板、两个储液容器；所述底板Ⅰ的上方分别设有1根以上的支撑梁Ⅰ，所述1根以上的支撑梁Ⅰ的上方设有盖板，所述盖板上设有一个以上的吊耳Ⅱ，所述两个储气罐分别固定在伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ上，且位于所述盖板下方，所述两个储气罐分别与伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ和伸缩滚刷清洗部件的两个气缸Ⅱ连通，所述两个储液容器固定在伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ上，且两个储液容器位于所述两个储气罐一侧，伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ上设有两个控制器，所述两个控制器分别与伸缩滚刷清洗部件的两个气缸Ⅱ连通。

所述两个储液容器中的一个容器装泡沫，另外一个装清水，所述1根以上的支撑梁Ⅰ上设有吊耳Ⅱ。

所述移动式支架导轨部件包括可移动导轨、悬挂装置和两个移动支架；

所述每个移动支架包括底板Ⅱ、竖直杆、支撑梁Ⅱ、支撑杆、悬挂连接头Ⅲ、固定角码；所述竖直杆通过固定角码安装在底板Ⅱ上，所述支撑梁Ⅱ的一端与竖直杆的顶部连接，所述支撑梁Ⅱ的另一端与悬挂连接头Ⅲ连接，所述支撑杆的两端分别与支撑梁Ⅱ和竖直杆连接；

所述可移动导轨的两端分别与两个移动支架的悬挂连接头Ⅲ连接，所述悬挂装置为电动葫芦，所述电动葫芦通过螺栓安装在可移动导轨上，所述电动葫芦的绳索与所述一个以上的吊耳Ⅱ连接；

所述两个移动支架的底板通过螺栓固定在AGV小车上。

本发明的工作原理如下：

所述伸缩支撑臂的伸缩是利用气缸活塞杆的伸缩来实现，安装在吸盘上的红外检测装置能够提供的玻璃表面信息，清洗机器人控制器在分析探测装置所传输的信息后，可以发出指令控制气缸活塞杆的伸缩运动，实现跨越障碍，还可以依据检测装置提供玻璃表面的信息来使伸缩支撑臂旋转，伸缩支承臂具有两个可相对旋转的自由度，使其中一个自由度由电机Ⅰ驱动蜗轮蜗杆机构实现其旋转，第2个自由度则是端部的吸盘可以绕吸盘转轴旋转，吸盘旋转由舵机驱动半齿轮旋转，旋转角度为。无论是水平还是弧形玻璃幕墙表面，该伸缩支承臂都能够进行实时调整，使伸缩支承臂端部的非接触式吸盘表面能够与玻璃壁面保持最大的平行度，从而保证吸盘能够产生最大的吸附力，同时也能保证为清洗机器人提供更好的稳定性。

伸缩滚刷清洗部件是采用滚刷作为清洗器，通过电机Ⅱ旋转带动滚刷旋转对玻璃壁面进行摩擦清洗，该种清洗结构设计有两排滚刷，分别是泡沫滚刷和清水滚刷，其中玻璃表面的清洗分成两道清洗工序，以达到最终的清洗效果。滚刷支撑臂和斜支撑臂之间有弹簧压缩杆，滚刷支撑臂上设计了横板，驱动泡沫刷和清水刷的电机Ⅱ用滚刷电机固定块Ⅱ固定在滚刷支撑臂的横板上，电机Ⅱ通过带动齿轮转动来驱动滚刷。所设计的滚刷是两排圆滚刷，两排圆滚刷分别用电机Ⅱ驱动，圆滚刷安装在折叠支承臂，折叠支承臂分为斜固定臂和滚刷支撑臂，滚刷支撑臂由气缸Ⅱ驱动可绕斜固定臂进行一定角度的旋转，可通过气缸Ⅱ的伸缩拉抬滚刷支撑臂跨越窗框。当清洗壁面时，伸缩气缸Ⅱ可协同旋转关节处的压缩弹簧使滚刷紧贴玻璃幕墙壁面进行清洗作业。在清洗的过程中遇到玻璃窗框障碍时，在斜固定臂和滚刷支撑臂的端部安装障碍检测装置，检测装置检测障碍信号发送给控制器，然后控制器发送指令控制气缸Ⅱ，气缸Ⅱ就可以通过驱动弯梁来抬起滚刷跨越玻璃窗框。

该清洗机器人的移动机构的设计，鉴于目前吸盘足式清洗机器人移动缓慢，与玻璃壁面进行真空负压接触吸附的密封性不能很好解决，因此该清洗机器人的移动机构通过非接触式负压吸盘伸缩支撑承臂与移动式支架导轨相结合，从而解决移动缓慢与吸附密封性难题。移动式支架导轨机构由两个移动支架、可移动导轨和悬挂装置组成，可移动导轨安装在两个移动支架上，其中移动支架可从高层建筑窗户伸出，两个支架安装在AGV小车上，然后在伸出杆端部安装导轨即可。悬挂装置可在导轨上移动，该悬挂装置为目前市场上的电动葫芦，电动葫芦是可以在导轨上水平移动的。电动葫芦通过绳索悬挂清洗机器人，通过电动葫芦的控制开关使电动葫芦在导轨上水平移动，以此实现该玻璃幕墙清洗机器人水平移动。电动葫芦悬挂着玻璃幕墙清洗机器人，该机器人可以依靠重力垂直向下移动，通过电动葫芦的控制电机来制动，可以控制向下移动的速度。当机器人完成水平和竖直方向的清洗后，玻璃面清洗机器人回到楼顶时，可控制AGV小车自动向前行走，清洗下一部分玻璃面，然后小车停下，机器人再次开始清洗玻璃。根据壁面的清洗状况进行实时调整下放的速度，当竖直清洗区域清洗完毕时，提升时则需要提高速度以较大的速度进行提升，以提高清洗的效率。

本发明的有益效果是：

1、本发明玻璃幕墙清洗机器人能够适用竖直平面、斜平面、圆弧面等各种玻璃平面，在遇见障碍时可以跨域障碍，适应性强。

2、本发明玻璃幕墙清洗机器人可以利用支承臂的伸缩和旋转，然后互相协调伸缩和旋转角度，使该清洗机器人更灵活、更稳定的吸附在玻璃壁面。

3、本发明玻璃幕墙清洗机器人的移动部件通过移动支架、可移动导轨、AGV小车相结合，可以实现快速移动，也可以自动行走。

4、本发明玻璃幕墙清洗机器人设计有两排滚刷，可分别进行泡沫清洗和清水清洗，以确保所清洗的玻璃壁面的清洁度。

5、本发明玻璃幕墙清洗机器人的自动化程度比较高，节省人力。

附图说明

图1为本发明玻璃幕墙清洗机器人整体的结构示意图；

图2为本发明玻璃幕墙清洗机器人的主视图；

图3为本发明玻璃幕墙清洗机器人的伸缩支承臂部件的结构示意图；

图4为本发明玻璃幕墙清洗机器人的伸缩支承臂的半齿轮的结构示意图；

图5为本发明玻璃幕墙清洗机器人的伸缩支承臂的蜗轮蜗杆部分的结构示意图；

图6为本发明的玻璃幕墙清洗机器人的伸缩滚刷清洗部件的结构示意图；

图7为本发明的玻璃幕墙清洗机器人的伸缩滚刷清洗部件的主视图；

图8为本发明的玻璃幕墙清洗机器人的伸缩滚刷清洗部件的俯视图；

图9为本发明的玻璃幕墙清洗机器人移动式支架导轨部件的移动支架的结构示意图；

图10为本发明的玻璃幕墙清洗机器人的可移动导轨的结构示意图；

图11为本发明的玻璃幕墙清洗机器人的AGV小车的主视图；

图中各标号：图中各标号：1-滚刷、2-喷管固定块Ⅰ、3-滚刷电机固定块Ⅱ、4-滚刷支撑臂、5-吸盘、6-吸盘固定架Ⅰ、7-半齿轮、8-全齿轮、9-螺栓Ⅰ、10-舵机固定架Ⅱ、11-连接头Ⅰ、12-齿轮箱、13-活塞连接头Ⅱ、14-气缸Ⅰ、15-螺栓Ⅲ、16-底板Ⅰ、17-支撑梁Ⅰ、18-盖板、19-气缸Ⅱ、20-斜固定臂、21-弯梁固定杆、22-弯梁、23-弹簧压缩杆、24-吊耳连接杆、25-吊耳Ⅰ、26-储液容器、27-储气罐、28-固定块Ⅲ、29-蜗杆、30-蜗轮、31-螺栓Ⅳ、32-蜗轮轴、33-舵机、34-吸盘转轴、35-螺栓Ⅱ、36-吸盘盖、37-涡轮上盖、38-电机Ⅰ、39-挡套、40-蜗轮下盖、41-喷管、42-横板Ⅰ、43-电机Ⅱ、44-齿轮Ⅲ、45-齿轮Ⅱ、46-底板Ⅱ、47-竖直杆、48-支撑梁Ⅱ、49-支撑杆、50-悬挂连接头Ⅲ、51-固定角码、52-齿轮Ⅰ、53-横板Ⅱ、54-可移动导轨、55-吊耳Ⅱ、56-控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明具体的实施进行进一步的说明。

实施例1：如图1~11所述，本玻璃幕墙清洗机器人，包括8个伸缩支承臂部件、1个伸缩滚刷清洗部件、移动式支架导轨部件和连接部件；

所述8个伸缩支承臂部件分别设置在连接部件下方，所述移动式支架导轨部件与所述连接部件连接，所述连接部件与所述伸缩滚刷清洗部件的顶部连接，且所述伸缩滚刷清洗部件位于8个伸缩支承臂部件的内侧。

所述伸缩支承臂部件包括吸盘5、吸盘固定架Ⅰ6、半齿轮7、全齿轮8、舵机固定架Ⅱ10、连接头Ⅰ11、齿轮箱12、舵机33、吸盘转轴34、吸盘盖36、蜗杆29、蜗轮30、蜗轮轴32、涡轮上盖37、电机Ⅰ38、蜗轮下盖40、活塞连接头Ⅱ13、气缸Ⅰ14；

所述吸盘5位于所述伸缩支承臂部件的底部，所述吸盘5上方与所述吸盘固定架Ⅰ6的底部连接，所述吸盘盖36位于所述吸盘固定架Ⅰ6的上方，所述吸盘固定架Ⅰ6的上部设有孔，所述吸盘转轴34穿过孔且孔通过键与吸盘转轴34固定，所述吸盘转轴34的一端通过轴承与所述吸盘盖36的一端连接，所述吸盘转轴34的另一端伸出吸盘盖36的另一端且通过轴承与所述半齿轮7连接，且吸盘转轴34伸出吸盘盖36处设有轴承，所述舵机固定架Ⅱ10安装在所述吸盘盖36上方，所述舵机33固定安装在所述舵机固定架Ⅱ10的内部，所述舵机33的驱动轴伸出所述舵机固定架Ⅱ10且通过轴承与全齿轮8连接，所述全齿轮8与半齿轮7啮合，所述连接头Ⅰ11的一端与所述舵机固定架Ⅱ10的顶部连接，所述连接头Ⅰ11的另一端穿过蜗轮下盖40与所述蜗轮轴32的一端连接，所述蜗轮30通过键安装在蜗轮轴32上，所述蜗轮30与所述蜗轮下盖40之间的蜗轮轴32上套有挡套39，所述蜗轮轴32的另一端通过轴承安装在所述蜗轮上盖37的轴承孔内，所述蜗轮下盖40的顶部与蜗轮上盖37的底部连接，所述蜗轮30一侧设有蜗杆29，所述蜗杆29的一端通过轴承安装在所述蜗轮下盖40与蜗轮上盖37一侧连接处的轴承孔内，所述蜗杆29的另一端伸出蜗轮下盖40与蜗轮上盖37另一侧的连接处且在连接处设有轴承，所述蜗杆29与所述蜗轮30啮合，所述齿轮箱12安装在所述蜗轮下盖40与蜗轮上盖37一侧，所述齿轮箱12内设有上齿轮和下齿轮，所述电机Ⅰ38安装在蜗轮上盖37上，且电机Ⅰ38的输出轴伸出蜗轮上盖37且伸入齿轮箱12内，所述齿轮箱12内的上齿轮安装在电机Ⅰ38的输出轴上，所述齿轮箱12内的下齿轮安装在所述蜗杆29伸出蜗轮下盖40与蜗轮上盖37另一侧连接处的蜗杆29上，所述下齿轮和上齿轮啮合，所述活塞连接头Ⅱ13固定安装在所述蜗轮上盖37的顶部，所述气缸Ⅰ14的活塞杆安装在活塞连接头Ⅱ13上。

所述蜗轮轴32为阶梯轴，所述舵机固定架Ⅱ10通过螺栓Ⅰ9与所述吸盘盖36连接，所述舵机33通过螺栓Ⅱ35与舵机固定架Ⅱ10连接，所述蜗轮下盖40与蜗轮上盖37通过螺栓Ⅳ31连接，所述吸盘5为非接触式吸盘，所述吸盘5内设有红外线检测装置。

所述伸缩滚刷清洗部件包括滚刷1、滚刷喷管固定块Ⅰ2、滚刷电机固定块Ⅱ3、4个滚刷支撑臂4、2个吊耳连接杆24、2个吊耳Ⅰ25、2个气缸Ⅱ19、底板Ⅰ16、4个斜固定臂20、两个弯梁固定杆21、两个弯梁22、4个弹簧压缩杆23、固定块Ⅲ28、两个电机Ⅱ43、齿轮Ⅰ52、齿轮Ⅱ45、齿轮Ⅲ44、两个喷管41；

伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ14顶部固定在固定块Ⅲ28上，所述固定块Ⅲ28的顶部固定在底板Ⅰ16上，所述两个气缸Ⅱ19分别固定在所述底板Ⅰ16上，且位于所述底板Ⅰ16下方，所述两个气缸Ⅱ19的下端分别与弯梁22的一端连接，所述两个弯梁22的另一端分别与吊耳连接杆24的一端连接，所述两个弯梁22的中部分别通过弯梁固定杆21与底板Ⅰ16固定连接，所述两个吊耳连接杆24的另一端分别与吊耳Ⅰ25的顶部连接，所述4个斜固定臂20的顶部分别固定在所述底板Ⅰ16上，且4个斜固定臂20位于所述底板Ⅰ16下方，所述4个斜固定臂20分为前后两排，前排有两个斜固定臂20，后排有两个斜固定臂20，所述前后两排的4个斜固定臂20的底部分别与1个滚刷支撑臂4连接，所述4个弹簧压缩杆23的一端分别与1个斜固定臂20的下部连接，所述4个弹簧压缩杆23的另一端分别与1个滚刷支撑臂4的上部连接，所述前、后两排的两个滚刷支撑臂4之间分别设有横板Ⅰ42、横板Ⅱ53，所述两个吊耳Ⅰ25的底部分别固定在横板Ⅰ42、横板Ⅱ53上，所述横板Ⅰ42的一侧、横板Ⅱ53与横板Ⅰ42相对的另一侧上分别设有滚刷电机固定块Ⅱ3，所述两个电机Ⅱ43分别安装在两个滚刷电机固定块Ⅱ3上，且所述两个电机Ⅱ43的输出轴上分别安装齿轮Ⅰ52，所述两个滚刷1的轴通过轴承分别安装在前后两排的四个滚刷支撑臂4上，且两个滚刷1的轴上分别安装有齿轮Ⅱ45，且齿轮Ⅱ45和齿轮Ⅰ52之间设有齿轮Ⅲ44，所述齿轮Ⅲ44安装在滚刷支撑臂4上，所述齿轮Ⅰ52与齿轮Ⅲ44啮合，所述齿轮Ⅲ44与齿轮Ⅱ45啮合，所述前、后两排的4个滚刷支撑臂4上分别设有1个滚刷喷管固定块Ⅰ2，所述两个喷管41分别安装在前、后两排的两个喷管固定块Ⅰ2之间。

所述连接部件包括6根支撑梁Ⅰ17、两个储气罐27、2个吊耳Ⅱ55、盖板18、两个储液容器26、两个控制器56；伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ16的上方分别设有6根支撑梁Ⅰ17，所述6根支撑梁Ⅰ17的上方设有盖板18，所述盖板18上设有2个吊耳Ⅱ55，所述两个储气罐27分别固定在伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ16上，且位于所述盖板18下方，所述两个储气罐27分别与伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ和伸缩滚刷清洗部件的两个气缸Ⅱ19连通，所述两个储液容器26固定在伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ16上，且两个储液容器26位于所述两个储气罐27一侧，伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ16上设有两个控制器56，所述两个控制器56分别与伸缩滚刷清洗部件的两个气缸Ⅱ19连通。

所述移动式支架导轨部件包括可移动导轨54、悬挂装置和两个移动支架；

所述每个移动支架包括底板Ⅱ46、竖直杆47、支撑梁Ⅱ48、支撑杆49、悬挂连接头Ⅲ50、固定角码51；所述竖直杆47通过固定角码51安装在底板Ⅱ46上，所述支撑梁Ⅱ48的一端与竖直杆47的顶部连接，所述支撑梁Ⅱ48的另一端与悬挂连接头Ⅲ50连接，所述支撑杆49的两端分别与支撑梁Ⅱ48和竖直杆47连接；

所述可移动导轨54的两端分别与两个移动支架的悬挂连接头Ⅲ50连接，所述悬挂装置为电动葫芦，所述电动葫芦通过螺栓安装在可移动导轨54上，所述电动葫芦的绳索与所述2个吊耳Ⅱ55连接；

所述两个移动支架的底板Ⅱ46通过螺栓固定在AGV小车上。

实施例2：本实施例结构同实施例1，不同之处在于，所述6根支撑梁Ⅰ17的中间两根支撑梁Ⅰ17上各设有吊耳Ⅱ55，所述两个储液容器26中，其中一个储液容器装泡沫，另外一个储液容器装清水，所述两个滚刷1，前排的滚刷1为泡沫刷，后排的滚刷1为清水刷，所述气缸Ⅰ14、固定块Ⅲ28和底板Ⅰ16通过螺栓Ⅲ15连接，所述斜固定臂20和滚刷支撑臂4的端部安装障碍检测装置。

本实施玻璃幕墙清洗机器人的工作原理如下：

所述伸缩支撑臂的伸缩是利用气缸Ⅰ活塞杆的伸缩来实现，安装在吸盘5上的红外检测装置能够提供的玻璃表面信息，清洗机器人控制器56在分析探测装置所传输的信息后，可以发出指令控制气缸Ⅰ活塞杆的伸缩运动，实现跨越障碍，还可以依据检测装置提供玻璃表面的信息来使伸缩支撑臂旋转，伸缩支承臂具有两个可相对旋转的自由度，使其中一个自由度由电机Ⅰ38驱动蜗轮蜗杆机构实现其旋转，第2个自由度则是端部的吸盘5可以绕吸盘转轴34旋转，吸盘5旋转由舵机33驱动半齿轮7旋转，旋转角度为。无论是水平还是弧形玻璃幕墙表面，该伸缩支承臂都能够进行实时调整，使伸缩支承臂端部的非接触式吸盘5表面能够与玻璃壁面保持最大的平行度，从而保证吸盘5能够产生最大的吸附力，同时也能保证为清洗机器人提供更好的稳定性。

伸缩滚刷清洗部件是采用滚刷1作为清洗器，通过电机Ⅱ43旋转带动滚刷1旋转对玻璃壁面进行摩擦清洗，该种清洗结构设计有两排滚刷1，分别是泡沫滚刷和清水滚刷，其中玻璃表面的清洗分成两道清洗工序，以达到最终的清洗效果。滚刷支撑臂4和斜支撑臂20之间有弹簧压缩杆23，滚刷支撑臂4上设计了横板，驱动泡沫刷和清水刷的电机Ⅱ43用滚刷电机固定块Ⅱ3固定在滚刷支撑臂4的横板上，电机Ⅱ43通过带动齿轮Ⅰ52转动来驱动滚刷1。所设计的滚刷1是两排圆滚刷，两排圆滚刷分别用电机Ⅱ43驱动，圆滚刷1安装在折叠支承臂，折叠支承臂分为斜固定臂20和滚刷支撑臂4，滚刷支撑臂4由气缸Ⅱ19驱动可绕斜固定臂20进行一定角度的旋转，可通过气缸Ⅱ19的伸缩拉抬滚刷支撑臂4跨越窗框。当清洗壁面时，气缸Ⅱ19可协同旋转关节处的压缩弹簧使滚刷1紧贴玻璃幕墙壁面进行清洗作业。在清洗的过程中遇到玻璃窗框障碍时，在斜固定臂20和滚刷支撑臂4的端部安装障碍检测装置，检测装置检测障碍信号发送给控制器，然后控制器发送指令控制气缸Ⅱ19，气缸Ⅱ19就可以通过驱动弯梁22来抬起滚刷1跨越玻璃窗框。

该清洗机器人的移动机构的设计，鉴于目前吸盘足式清洗机器人移动缓慢，与玻璃壁面进行真空负压接触吸附的密封性不能很好解决，因此该清洗机器人的移动机构通过非接触式负压吸盘伸缩支撑承臂与移动式支架导轨相结合，从而解决移动缓慢与吸附密封性难题。移动式支架导轨部件由两个移动支架、可移动导轨54和悬挂装置组成，可移动导轨54安装在两个移动支架上，其中移动支架可从高层建筑窗户伸出，两个移动支架安装在AGV小车上，然后在伸出杆端部安装可移动导轨54即可。悬挂装置可在可移动导轨54上移动，该悬挂装置为目前市场上的电动葫芦，电动葫芦是可以在可移动导轨54上水平移动的。电动葫芦通过绳索悬挂清洗机器人，通过电动葫芦的控制开关使电动葫芦在导轨上水平移动，以此实现该玻璃幕墙清洗机器人水平移动。电动葫芦悬挂着玻璃幕墙清洗机器人，该机器人可以依靠重力垂直向下移动，通过电动葫芦的控制电机来制动，可以控制向下移动的速度。当机器人完成水平和竖直方向的清洗后，玻璃面清洗机器人回到楼顶时，可控制AGV小车自动向前行走，清洗下一部分玻璃面，然后小车停下，机器人再次开始清洗玻璃。根据壁面的清洗状况进行实时调整下放的速度，当竖直清洗区域清洗完毕时，提升时则需要提高速度以较大的速度进行提升，以提高清洗的效率。

上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于，包括8个伸缩支承臂部件、1个伸缩滚刷清洗部件、移动式支架导轨部件和连接部件；

所述8个伸缩支承臂部件分别设置在连接部件下方，所述移动式支架导轨部件与所述连接部件连接，所述连接部件与所述伸缩滚刷清洗部件的顶部连接，且所述伸缩滚刷清洗部件位于8个伸缩支承臂部件的内侧；

所述伸缩支承臂部件包括吸盘（5）、吸盘固定架Ⅰ（6）、半齿轮（7）、全齿轮（8）、舵机固定架Ⅱ（10）、连接头Ⅰ（11）、齿轮箱（12）、舵机（33）、吸盘转轴（34）、吸盘盖（36）、蜗杆（29）、蜗轮（30）、蜗轮轴（32）、蜗轮上盖（37）、电机Ⅰ（38）、蜗轮下盖（40）、活塞连接头Ⅱ（13）、气缸Ⅰ（14）；

所述吸盘（5）位于所述伸缩支承臂部件的底部，所述吸盘（5）上方与所述吸盘固定架Ⅰ（6）的底部连接，所述吸盘盖（36）位于所述吸盘固定架Ⅰ（6）的上方，所述吸盘固定架Ⅰ（6）的上部设有孔，所述吸盘转轴（34）穿过孔且孔通过键与吸盘转轴（34）固定，所述吸盘转轴（34）的一端通过轴承与所述吸盘盖（36）的一端连接，所述吸盘转轴（34）的另一端伸出吸盘盖（36）的另一端且通过轴承与所述半齿轮（7）连接，且吸盘转轴（34）伸出吸盘盖（36）处设有轴承，所述舵机固定架Ⅱ（10）安装在所述吸盘盖（36）上方，所述舵机（33）固定安装在所述舵机固定架Ⅱ（10）的内部，所述舵机（33）的驱动轴伸出所述舵机固定架Ⅱ（10）且通过轴承与全齿轮（8）连接，所述全齿轮（8）与半齿轮（7）啮合，所述连接头Ⅰ（11）的一端与所述舵机固定架Ⅱ（10）的顶部连接，所述连接头Ⅰ（11）的另一端穿过蜗轮下盖（40）与所述蜗轮轴（32）的一端连接，所述蜗轮（30）通过键安装在蜗轮轴（32）上，所述蜗轮（30）与所述蜗轮下盖（40）之间的蜗轮轴（32）上套有挡套（39），所述蜗轮轴（32）的另一端通过轴承安装在所述蜗轮上盖（37）的轴承孔内，所述蜗轮下盖（40）的顶部与蜗轮上盖（37）的底部连接，所述蜗轮（30）一侧设有蜗杆（29），所述蜗杆（29）的一端通过轴承安装在所述蜗轮下盖（40）与蜗轮上盖（37）一侧连接处的轴承孔内，所述蜗杆（29）的另一端伸出蜗轮下盖（40）与蜗轮上盖（37）另一侧的连接处且在连接处设有轴承，所述蜗杆（29）与所述蜗轮（30）啮合，所述齿轮箱（12）安装在所述蜗轮下盖（40）与蜗轮上盖（37）一侧，所述齿轮箱（12）内设有上齿轮和下齿轮，所述电机Ⅰ（38）安装在蜗轮上盖（37）上，且电机Ⅰ（38）的输出轴伸出蜗轮上盖（37）且伸入齿轮箱（12）内，所述齿轮箱（12）内的上齿轮安装在电机Ⅰ（38）的输出轴上，所述齿轮箱（12）内的下齿轮安装在所述蜗杆（29）伸出蜗轮下盖（40）与蜗轮上盖（37）另一侧连接处的蜗杆（29）上，所述下齿轮和上齿轮啮合，所述活塞连接头Ⅱ（13）固定安装在所述蜗轮上盖（37）的顶部，所述气缸Ⅰ（14）的活塞杆安装在活塞连接头Ⅱ（13）上；

所述蜗轮轴（32）为阶梯轴，所述舵机固定架Ⅱ（10）通过螺栓Ⅰ（9）与所述吸盘盖（36）连接，所述舵机（33）通过螺栓Ⅱ（35）与舵机固定架Ⅱ（10）连接，所述蜗轮下盖（40）与蜗轮上盖（37）通过螺栓Ⅳ（31）连接，所述吸盘（5）为非接触式吸盘，所述吸盘（5）内设有红外线检测装置；

所述伸缩滚刷清洗部件包括两个滚刷（1），所述两个滚刷（1），前排的滚刷（1）为泡沫刷，后排的滚刷（1）为清水刷，所述伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ（14）与固定块Ⅲ（28）、底板Ⅰ（16）通过螺栓Ⅲ（15）连接。

2.根据权利要求1所述的玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述伸缩滚刷清洗部件包括滚刷（1）、滚刷喷管固定块Ⅰ（2）、滚刷电机固定块Ⅱ（3）、4个滚刷支撑臂（4）、2个吊耳连接杆（24）、2个吊耳Ⅰ（25）、2个气缸Ⅱ（19）、底板Ⅰ（16）、4个斜固定臂（20）、两个弯梁固定杆（21）、两个弯梁（22）、4个弹簧压缩杆（23）、固定块Ⅲ（28）、两个电机Ⅱ（43）、齿轮Ⅰ（52）、齿轮Ⅱ（45）、齿轮Ⅲ（44）、两个喷管（41）；

伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ（14）顶部固定在固定块Ⅲ（28）上，所述固定块Ⅲ（28）的顶部固定在底板Ⅰ（16）上，所述两个气缸Ⅱ（19）分别固定在所述底板Ⅰ（16）上，且位于所述底板Ⅰ（16）下方，所述两个气缸Ⅱ（19）的下端分别与弯梁（22）的一端连接，所述两个弯梁（22）的另一端分别与吊耳连接杆（24）的一端连接，所述两个弯梁（22）的中部分别通过弯梁固定杆（21）与底板Ⅰ（16）固定连接，所述两个吊耳连接杆（24）的另一端分别与吊耳Ⅰ（25）的顶部连接，所述4个斜固定臂（20）的顶部分别固定在所述底板Ⅰ（16）上，且4个斜固定臂（20）位于所述底板Ⅰ（16）下方，所述4个斜固定臂（20）分为前后两排，前排有两个斜固定臂（20），后排有两个斜固定臂（20），所述前后两排的4个斜固定臂（20）的底部分别与1个滚刷支撑臂（4）连接，所述4个弹簧压缩杆（23）的一端分别与1个斜固定臂（20）的下部连接，所述4个弹簧压缩杆（23）的另一端分别与1个滚刷支撑臂（4）的上部连接，前、后两排的两个滚刷支撑臂（4）之间分别设有横板Ⅰ（42）、横板Ⅱ（53），所述两个吊耳Ⅰ（25）的底部分别固定在横板Ⅰ（42）、横板Ⅱ（53）上，所述横板Ⅰ（42）的一侧、横板Ⅱ（53）与横板Ⅰ（42）相对的另一侧上分别设有滚刷电机固定块Ⅱ（3），所述两个电机Ⅱ（43）分别安装在两个滚刷电机固定块Ⅱ（3）上，且所述两个电机Ⅱ（43）的输出轴上分别安装齿轮Ⅰ（52），所述两个滚刷（1）的轴通过轴承分别安装在前后两排的四个滚刷支撑臂（4）上，且两个滚刷（1）的轴上分别安装有齿轮Ⅱ（45），且齿轮Ⅱ（45）和齿轮Ⅰ（52）之间设有齿轮Ⅲ（44），所述齿轮Ⅲ（44）安装在滚刷支撑臂（4）上，所述齿轮Ⅰ（52）与齿轮Ⅲ（44）啮合，所述齿轮Ⅲ（44）与齿轮Ⅱ（45）啮合，所述前、后两排的4个滚刷支撑臂（4）上分别设有1个滚刷喷管固定块Ⅰ（2），所述两个喷管（41）分别安装在前、后两排的两个喷管固定块Ⅰ（2）之间。

3.根据权利要求1所述的玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述连接部件包括1根以上的支撑梁Ⅰ（17）、两个储气罐（27）、一个以上的吊耳Ⅱ（55）、盖板（18）、两个储液容器（26）、两个控制器（56）；伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ（16）的上方分别设有1根以上的支撑梁Ⅰ（17），所述1根以上的支撑梁Ⅰ（17）的上方设有盖板（18），所述盖板（18）上设有一个以上的吊耳Ⅱ（55），所述两个储气罐（27）分别固定在伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ（16）上，且位于所述盖板（18）下方，所述两个储气罐（27）分别与伸缩支承臂部件的气缸Ⅰ（14）和伸缩滚刷清洗部件的两个气缸Ⅱ（19）连通，所述两个储液容器（26）固定在伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ（16）上，且两个储液容器（26）位于所述两个储气罐（27）一侧，伸缩滚刷清洗部件的底板Ⅰ（16）上设有两个控制器（56），所述两个控制器（56）分别与伸缩滚刷清洗部件的两个气缸Ⅱ（19）连通。

4.根据权利要求3所述的玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述两个储液容器（26）中，其中一个储液容器装泡沫，另外一个储液容器装清水，所述1根以上的支撑梁Ⅰ（17）上设有吊耳Ⅱ（55）。

5.根据权利要求1所述的玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述移动式支架导轨部件包括可移动导轨（54）、悬挂装置和两个移动支架；

每个移动支架包括底板Ⅱ（46）、竖直杆（47）、支撑梁Ⅱ（48）、支撑杆（49）、悬挂连接头Ⅲ（50）、固定角码（51）；所述竖直杆（47）通过固定角码（51）安装在底板Ⅱ（46）上，所述支撑梁Ⅱ（48）的一端与竖直杆（47）的顶部连接，所述支撑梁Ⅱ（48）的另一端与悬挂连接头Ⅲ（50）连接，所述支撑杆（49）的两端分别与支撑梁Ⅱ（48）和竖直杆（47）连接；

所述可移动导轨（54）的两端分别与两个移动支架的悬挂连接头Ⅲ（50）连接，所述悬挂装置为电动葫芦，所述电动葫芦通过螺栓安装在可移动导轨（54）上，所述电动葫芦的绳索与一个以上的吊耳Ⅱ（55）连接；

所述两个移动支架的底板Ⅱ（46）通过螺栓固定在AGV小车上。