CN109528109A - 具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置及其应用。建筑物外立面自动清洗设备在工作时会被外界的气流干扰，清洗设备的机身会产生振动和摇摆，对清洗设备的正常工作的稳定性和安全性产生不利影响，因此其需要搭配相应的设备与建筑外立面形成足够的吸附力，才能在工作时抵抗住各方向吹来的气流，保障整个设备的稳定的工作。由于无源吸盘履带式爬壁机器人能够自行在建筑物外立面上行走，同时能够搭载负载，抗干扰能力强。因此，建筑物外立面自动清洗设备搭配无源吸盘履带式爬壁机器人是很好的选择。

Description

具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置

技术领域

本发明涉及一种具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置。

背景技术

现有的建筑物外立面自动清洗设备在清洁建筑物外立面的过程中，容易受到外界大气环境的干扰，尤其是气流的干扰。当气流偶然的从各个方向施加到清洁设备的机体上时，导致清洁设备车体发生振动和摇晃，影响清洁设备的正常工作效率，安全性也得不到保证。现有的建筑物外立面自动清洗设备主要是代替“蜘蛛人”从事高危险性的高空作业，主要要求其具有高安全性和高效率。现有的自动清洗设备主要采用有源吸盘固定在墙面，而有源吸盘型主要是利用真空发生器、真空泵或者离心风机产生负压来吸附工作面，其需要外接真空发生器，导致结构复杂，应用有限。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提给现有的建筑物外立面自动清洗设备搭配抵抗外界干扰的设备，使建筑物外立面自动清洗装置结构简单，在工作时能够稳定而安全的工作。

具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置，所述装置包括建筑物外立面自动清洗设备、一台或一台以上的无源吸盘履带式爬壁机器人，所述无源吸盘履带式爬壁机器人上设有伸缩工作臂，所述无源吸盘履带式爬壁机器人通过伸缩工作臂与建筑物外立面自动清洗设备相连，所述无源吸盘履带式爬壁机器人包括双排吸盘履带行走装置，所述双排吸盘履带行走装置包括主架板、第一吸盘履带、第二吸盘履带、驱动第二吸盘履带、安装在主架板上的第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机分别安装在主架板相对的两边，所述第一电机的两端设有与第一电机动子结构相连的第一传动齿轮、第二传动齿轮，所述第二电机的两端设有与第二电机动子结构相连的第三传动齿轮、第四传动齿轮，所述第一吸盘履带套合在第一传动齿轮、第三传动齿轮上，所述第二吸盘履带套合在第二传动齿轮、第四传动齿轮上，所述第一吸盘履带、第二吸盘履带上设有多个用于吸附墙体固定的无源吸盘。

进一步地，所述自动清洗装置还包括悬吊卷扬机构，所述悬吊卷扬机构与清洗设备相连。

进一步地，所述清洗设备包括电源、水处理机构、自动清洗机构，所述电源分别与水处理机构、自动清洗机构相连，所述自动清洗机构与水处理机构相连。

更进一步地，所述自动清洗机构包括刮水器、毛刷、支架、第一伸缩器、第二伸缩器，所述第一伸缩器、第二伸缩器安装在支架上，所述刮水器、毛刷分别安装在第一伸缩器、第二伸缩器上，所述无源吸盘履带式爬壁机器人通过伸缩工作臂与支架相连，所述刮水器位于毛刷和无源吸盘履带式爬壁机器人之间。

进一步地，所述履带式行走机构还包括第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构，所述第一吸盘限位机构包括第一内侧限位板、第一外侧限位板、第一滚针排，所述第一内侧限位板、第一外侧限位板固定相连，所述第一内侧限位板下端设有“L”型固定板，所述第一外侧限位板下端设有“˩”型固定板，所述“L”型固定板、“˩”型固定板组合形成下端设有开口的第一夹槽，所述第一吸盘履带的部分结构位于第一夹槽中，所述“L”型固定板、“˩”型固定板下端均设有微型尼龙轮，所述第一滚针排安装在第一夹槽内的上端；所述第二吸盘限位机构包括第二内侧限位板、第二外侧限位板、第二滚针排，所述第二内侧限位板、第二外侧限位板固定相连，所述第二内侧限位板下端设有“L”型固定板，所述第二外侧限位板下端设有“˩”型固定板，所述“L”型固定板、“˩”型固定板组合形成下端设有开口的第二夹槽，所述第二吸盘履带的部分结构位于第二夹槽中，所述“L”型固定板、“˩”型固定板下端均设有微型尼龙轮，所述第二滚针排安装在第二夹槽内的上端；所述第一内侧限位板、第二内侧限位板分别固定在主架板设有第一吸盘履带、第二吸盘履带的两边。

更进一步地，所述履带式行走机构还包括吸盘顶出压紧机构，所述吸盘顶出压紧机构包括履带下压支架、安装于履带下压支架四角上的四个履带压轮、车体抬高组件，所述车体抬高组件为可升降结构，所述车体抬高组件的可升降结构端设于车体抬高组件的下部，所述车体抬高组件的上部固定在履带下压支架上，所述履带下压支架固定在第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上或固定在主架板上，所述履带下压支架四角的四个履带压轮分为第一履带压轮组、第二履带压轮组，所述第一吸盘履带、第二吸盘履带分别套于第一履带压轮组、第二履带压轮组的外侧，所述第一履带压轮组、第二履带压轮组在履带下压支架的带动下可对第一吸盘履带、第二吸盘履带进行压紧。

更进一步地，所述车体抬高组件包括直流减速丝杆电机、安装在电机下部的车体抬高组件螺柱、转轮、减速电机固定件、直流减速电机安装板，所述转轮安装在螺柱下端，所述直流减速电机安装板与螺柱固定连接，所述直流减速丝杆电机安装在减速电机固定件内，所述减速电机固定件固定安装在履带下压支架上。

更进一步地，所述车体抬高组件还包括车体抬高组件安装架、压力传感器，所述减速电机固定件的一侧与车体抬高组件安装架铰接，所述减速电机固定件的另一侧设有压力传感器，所述减速电机固定件通过车体抬高组件安装架安装在履带下压支架上，所述减速电机固定件安装在履带下压支架下表面，所述压力传感器的上表面朝向履带下压支架下表面。

更进一步地，所述第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上还设有吸盘破负压机构，所述吸盘破负压机构包括微型直流减速电机、电机安装架、摇臂、导向轴、弹簧钢刮片，所述微型直流减速电机通过电机安装架安装在第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上，所述摇臂通过导向轴与第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构相连，所述微型直流减速电机的动子与摇臂相连，所述弹簧钢刮片安装在摇臂远离微型直流减速电机的一端。

上述建筑物外立面自动清洗装置应用于建筑物外立面的清洗，所述无源吸盘履带式爬壁机器人带动清洗设备在建筑物外立面上行走，由所述清洗设备对建筑物外立面进行清洗。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：给建筑物外立面自动清洗设备的执行机构安装吸盘履带式爬壁机器人。由于吸盘履带式爬壁机器人对建筑物外立面具有很强的吸附能力，可以克服外界对建筑物外立面自动清洗设备的干扰。充分发挥建筑物外立面自动清洗设备的清洗能力，提高其工作效率和安全性能。

每台建筑物外立面自动清洗设备搭配一至两台无源吸盘履带式爬壁机器人工作。其结合方式为：无源吸盘履带式爬壁机器人的两条摇臂与刮水器的伸缩工作臂的光轴相配合，其可以在刮水器的伸缩工作臂的光轴上轴向移动，移动的距离由电机驱动，程序根据使用工况精确控制。

本实施案例中，毛刷安装在整个清洗设备的中部，刮水器安装在毛刷的下面，而无源吸盘履带式爬壁机器人又在刮水器的下面。工作方式为向上清洗（即上行工作）。这样安排是根据工作流程和最优运行状况来设计的。工作流程是毛刷清洗完建筑物的外立面，然后刮水器将外立面上的残余的水分刮掉回收利用。而无源吸盘履带式爬壁机器人安装在最下面是为了让毛刷和刮水器将无源吸盘履带式爬壁机器人所经过的路径清洗干净。这样设计有利于无源吸盘履带式爬壁机器人更可靠的吸附建筑物的外立面上。在其他实施案例中需要将无源吸盘履带式爬壁机器人单独利用伸缩工作臂来吸附建筑物外立面，也可以正常实现相应的功能。如果因结构设计需要调换毛刷、刮水器和无源吸盘履带式爬壁机器人的位置关系，只需在无源吸盘履带式爬壁机器人的前端加装毛刷清洗机构，将无源吸盘履带式爬壁机器人的吸盘履带所经过的路径清洗干净即可。同时只需增加一套刮水器和无源吸盘履带式爬壁机器人即可实现单台清洗设备实现上行和下行清洗作业。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的无源吸盘履带式爬壁机器人示意图。

图3 为本发明的履带式行走机构的轴侧图。

图4 为本发明的履带式行走机构的双排吸盘履带行走机构的轴侧图。

图5 为本发明的履带式行走机构的吸盘履带的示意图。

图6 为本发明的履带式行走机构的吸盘顶出压紧机构的轴侧图。

图7 为本发明的履带式行走机构的车体抬高组件的轴侧图。

图8 为本发明的履带式行走机构的吸盘限位组件的正视图。

图9 为本发明的履带式行走机构的吸盘破负压机构的轴侧图。

图中，1.无源吸盘履带式爬壁机器人，2.伸缩工作臂，100.双排吸盘履带行走机构，101.主架板，102.直流减速电机，103.直流减速电机安装架，104.圆弧齿同步带轮，110.吸盘履带，111.吸盘履带基带，112.吸盘履带圆弧齿同步带，113.压紧平面，114.吸盘底座，115.吸盘吸附面，116.W形连接条，200.吸盘顶出压紧机构，201.履带下压支架，202.微型碰触开关，203.履带压轮，204.碰触开关碰触件，210.车体抬高组件，211.直流减速丝杆电机，212. 车体抬高组件螺柱，213.直流减速电机安装板，214. 车体抬高转轮架，215. 车体抬高转轮架支撑，216.包胶轴承，217. 车体抬高组件安装架，218.压力传感器，219. 减速电机抱紧件，220.弹簧钢片，300.吸盘限位机构，301.内侧限位板，302.外侧限位板，303.滚针排，304微型尼龙轮，400.吸盘破负压机构，401.微型直流减速电机，402.电机安装架，403.摇臂，404.导向轴，405.弹簧钢刮片，500.建筑物外立面自动清洗设备的清洗设备，501.刮水器，502.毛刷。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置，如图1和图2所示，所述装置包括建筑物外立面自动清洗设备500、一台或一台以上的无源吸盘履带式爬壁机器人1，所述无源吸盘履带式爬壁机器人1上设有伸缩工作臂2，所述无源吸盘履带式爬壁机器人1通过伸缩工作臂2与建筑物外立面自动清洗设备500相连。如图3、图4所示，所述无源吸盘履带式爬壁机器人1包括双排吸盘履带行走机构100，所述双排吸盘履带行走机构100包括主架板101、第一吸盘履带、第二吸盘履带、驱动第二吸盘履带、安装在主架板上的第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机分别安装在主架板101相对的两边，所述第一电机的两端设有与第一电机动子结构相连的第一传动齿轮、第二传动齿轮，所述第二电机的两端设有与第二电机动子结构相连的第三传动齿轮、第四传动齿轮，所述第一吸盘履带套合在第一传动齿轮、第三传动齿轮上，所述第二吸盘履带套合在第二传动齿轮、第四传动齿轮上，所述第一吸盘履带、第二吸盘履带上设有多个用于吸附墙体固定的无源吸盘。

可选的，所述自动清洗装置还包括悬吊卷扬机构，所述悬吊卷扬机构与清洗设备500相连。

可选的，如图1所示，所述清洗设备500包括电源、水处理机构、自动清洗机构，所述电源分别与水处理机构、自动清洗机构相连，所述自动清洗机构与水处理机构相连。

特别的，如图1所示，所述自动清洗机构包括刮水器501、毛刷502、支架、第一伸缩器、第二伸缩器，所述第一伸缩器、第二伸缩器安装在支架上，所述刮水器501、毛刷502分别安装在第一伸缩器、第二伸缩器上，所述无源吸盘履带式爬壁机器人1通过伸缩工作臂2与支架相连，所述刮水器501位于毛刷502和无源吸盘履带式爬壁机器人1之间。

其中，如图1和图2所示，第一伸缩器、第二伸缩器垂直于支架安装，所述第一伸缩器、第二伸缩器均为气缸，所述第二伸缩器位于第一伸缩器上方，所述水处理机构为洗涤液存储箱，并向毛刷502上提供洗涤液。支架为直杆结构，且无源吸盘履带式爬壁机器人1通过伸缩工作臂2与刮水器501的第一伸缩器相连。

自动清洗装置的应用过程如下：

悬吊卷扬机构将自动清洗设备和无源吸盘履带式爬壁机器人悬吊在建筑物的外立面，开始工作时，清洗设备上第一伸缩器、第二伸缩器根据程序控制伸向建筑物的外立面，使毛刷和刮水器贴近建筑物外立面；首先保证整个清洗设备的姿态正确，然后保证毛刷和刮水器与建筑物外立面可靠接触。此时，无源吸盘履带式爬壁机器人在第一伸缩器、第二伸缩器的作用下也与建筑物外立面接触，利用无源吸盘吸附在建筑物外立面上，使无源吸盘履带式爬壁机器人与建筑物外立面完全吸附住，给整个清洗设备提供吸附力，整个设备的准备工作完成。

毛刷开始转动，清洗建筑物外立面。同时位于建筑楼顶的悬吊卷扬机构开始精确控制清洗设备进行上行或下行运动，吸盘履带式爬壁机器人与清洗设备保持相同的速度上下运动。刮水器的刮片与建筑物外立面紧贴，随着清洗设备的上下运动刮掉清洗建筑物外立面上残余的水分，对建筑物的外立面进行清洗。

本发明实施例通过采用无源吸盘履带式爬壁机器人对自动清洗设备进行有效固定，解决了建筑物外立面自动清洗设备容易受气流干扰而产生的振动和摇摆的问题，提高了工作效率和安全性能，工作过程中，如遇到了偶然的气流干扰，由于无源吸盘履带式爬壁机器人牢牢的吸附在建筑物外立面上，无源吸盘履带式爬壁机器人将清洗设备和建筑物立面连成一个整体，不会发生振动和摇晃。

如图3和图4所示，本发明实施例中双排吸盘履带行走机构100的第一吸盘履带、第二吸盘履带为两组直流减速电机102驱动的吸盘履带110，第一电机、第二电机为两组直流减速电机102，第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、第四传动齿轮为4个圆弧齿同步带轮104。其中直流减速电机102分布于主架板101的前后端，吸盘履带110分布于主架板101的两侧。由直流减速电机102驱动与之相连接的圆弧齿同步轮104，圆弧齿同步轮104与吸盘履带110内表面的圆弧齿齿带112啮合，以此来实现整个机构的行走。如图5所示，吸盘履带110内表面为带圆弧齿的同步带112。由于圆弧齿同步带112具有工作时无滑动，传动平稳的优点，同时改善了梯形齿同步带的应力集中在齿根，以及啮合容易产生噪声和振动的缺点，因此吸盘履带110的内表面的同步带齿形选择圆弧齿。此外，如图4和图5所示，吸盘履带110内表面的两侧均设有吸盘履带圆弧齿同步带，而中间位置有一段平滑的压紧平面113，作用是用来与吸盘顶出压紧机构的履带压轮相配合来压紧吸盘履带110外面的吸盘，与吸盘履带内表面圆弧齿相啮合的同步轮的压紧平面的相对应的位置也必须加工成平面。由于直流减速电机102安装于主架板101的前后两端，同时为了保证前进或后退保持一致，直流减速电机102的转向相反，导致了吸盘履带与工作面接触的一侧工作面一条是松边，一条是紧边。两条吸盘履带110的这种差异很容易导致其中有一条吸盘履带110容易跳齿，影响行走机构的正常行走。为解决上述问题，采取以下措施：1、 将其中一侧驱动电机的安装座，做成可调节位置的形式，移动安装位置来调节驱动机构的中心距，以此来张紧吸盘履带。2、由于吸盘履带的材料是橡胶，其具有非常好的拉伸变形的能力。如果单纯依靠张紧吸盘履带会将吸盘拉伸变形，会影响吸盘的正常吸附。因此吸盘履带的加工制作工艺上需要做相应的改变。为了保持吸盘的折弯弹性，同时限制履带材料的过强的拉伸变形能力，在吸盘履带中间增加钢丝夹层，增强吸盘履带的强度。

如图5所示，吸盘履带110的外表面为均匀分布的12个长条形吸盘。吸盘主要包含吸盘底座114、吸盘吸附面115和W形连接条116。吸盘底座114形状也是长条形，可以提高吸盘履带110的抗干扰性。吸盘底座115上有5个小孔，作用是保证吸盘底座强度的基础上，提高吸盘的柔性，以防吸盘履带110与圆弧齿同步轮相啮合的地方由于硬度过高而发生跳齿，提高行走的稳定性。吸盘吸附面115的的外缘带有倒圆角，而非常见的尖角外形，作用是方便吸盘破负压机构的弹簧钢刮片准确的插入吸盘的吸附面的空腔内。吸盘吸附面115的空腔内不是常见的吸盘的平面，而是平面的四周加工有一圈细小的沟槽，作用是提高吸盘吸附面吸附工作面时的延展性 ，提升吸附效果。同时可以保存残余的未挤压出的空气。吸盘履带110上的吸盘吸附面115之间，由一条W形的橡胶连接条116连接。当吸盘吸附在工作面时，其处于完全释放的松弛状态。随着吸盘履带移动，当吸盘逐一准备脱离工作面，即将进入与同步带轮啮合区域时，W形连接条由于所处位置的转弯半径较大 ，发生拉伸变形，这样就将与其相连接部位的下一个吸盘吸附面提离地面，从而达到只使用很小力量就可以实现单个吸盘逐一破负压的目的，同时保证了整个吸盘履带行走的连续性。每条吸盘履带110上均匀分布12个吸盘，每个吸盘可以提供5.5公斤的吸附力。当整个履带行走机构行走在工作面时，至少有6个吸盘同时吸附在工作面上。因此，本发明专利所述的履带式行走机构可以提供15公斤以上的，安全系数达到2倍的垂直于工作面方向的拉力，与工作面平行方向的拉力也可以达到5公斤以上。实际应用当中，可以根据需求，调整吸盘面积的大小和数量，达到足够的吸附力。

吸盘的吸附面的压缩行程必须根据实际工作状况和机电一体化控制相结合来设计。考虑到吸盘履带在前进或后退的过程中，吸盘履带上的吸盘实质是周而复始地，逐一地，从完全释放状态，到被吸盘顶出压紧机构的履带压轮逐渐压紧，直至完全压实，从而达到完全吸附于工作面的过程。这个过程在吸盘履带110快速行走时，是一个非常迅速的过程。因此，吸盘吸附面115的压缩行程必须控制在一个较小的范围，即吸盘完全释放后吸附面展开的高度，与吸盘完全压实后的高度差必须在一个较小的范围。否则，在实际运行过程中会造成两方面的问题：1、如果吸盘吸附面115展开高度过大，在吸盘向下进入前进的反方向，准备压实的导入过程中，非常容易出现吸盘吸附面115导入偏差，造成吸盘吸附面115的扭曲变形，从而破坏吸盘的压实过程；2、吸盘压实的有效时间，随着履带前进速度增加，会变得非常有限，当这个过程持续的时间很短，而吸盘压实的行程又很长时，实质上对吸盘顶出压紧机构及其附带的履带压轮构成了频率很快，波动很大的一次次冲击，对于吸盘逐一压实的往复过程的可靠性就构成了巨大的干扰。

可选的，如图8所示，所述履带式行走机构还包括第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构，所述第一吸盘限位机构包括第一内侧限位板、第一外侧限位板、第一滚针排，所述第一内侧限位板、第一外侧限位板固定相连，所述第一内侧限位板下端设有“L”型固定板，所述第一外侧限位板下端设有“˩”型固定板，所述“L”型固定板、“˩”型固定板组合形成下端设有开口的第一夹槽，所述第一吸盘履带的部分结构位于第一夹槽中，所述“L”型固定板、“˩”型固定板下端均设有微型尼龙轮，所述第一滚针排安装在第一夹槽内的上端；所述第二吸盘限位机构包括第二内侧限位板、第二外侧限位板、第二滚针排，所述第二内侧限位板、第二外侧限位板固定相连，所述第二内侧限位板下端设有“L”型固定板，所述第二外侧限位板下端设有“˩”型固定板，所述“L”型固定板、“˩”型固定板组合形成下端设有开口的第二夹槽，所述第二吸盘履带的部分结构位于第二夹槽中，所述“L”型固定板、“˩”型固定板下端均设有微型尼龙轮，所述第二滚针排安装在第二夹槽内的上端；所述第一内侧限位板、第二内侧限位板分别固定在主架板设有第一吸盘履带、第二吸盘履带的两边。

其中，如图8所示，本发明实施例第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构实际为结构相同的两组吸盘限位机构300，分别安装于主架板101的两侧。主要作用是限制吸附在工作面一侧履带110的左右和上下方向的位置，同时保证吸盘履带110和整个车身的受力能相互传递。确保其最初吸附工作面时，外部初始压力能传递到吸盘履带110的吸盘上，这样才能保证最初始状态下，吸盘能够吸附到工作面上。同时吸盘承受拉力时，吸盘履带110的拉力能够传递到整个机架上。吸盘限位机构300包含内侧限位板301、外侧限位板302、滚针排303、微型尼龙轮304，内侧限位板301、外侧限位板302下部组成呈倒“C”形的夹槽，吸盘履带从中穿过，倒“C” 夹槽的缺口位置由吸盘履带上的吸盘根部通过。滚针排安装于夹槽内侧的上表面，工作时与吸盘履带110的内表面上的压紧平面相对应。当需要车架给吸盘履带110上的吸盘施加压力时，滚针排303与压紧平面相接触。滚针排303的主要作用是减少与压紧平面接触时摩擦力。微型尼龙轮304安装在内侧限位板301和外侧限位板302的下表面。主要作用是限制吸盘履带的外侧基带111的位置，同时减少行走时的接触摩擦力。

特别的，如图6所示，所述履带式行走机构还包括吸盘顶出压紧机构200，所述吸盘顶出压紧机构200包括履带下压支架201、安装于履带下压支架四角上的四个履带压轮203、车体抬高组件210，所述车体抬高组件210为可升降结构，所述车体抬高组件210的可升降结构端设于车体抬高组件210的下部，所述车体抬高组件210的上部固定在履带下压支架201上，所述履带下压支架201固定在第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上或固定在主架板101上，所述履带下压支架201四角的四个履带压轮203分为第一履带压轮组、第二履带压轮组，所述第一吸盘履带、第二吸盘履带分别套于第一履带压轮组、第二履带压轮组的外侧，所述第一履带压轮组、第二履带压轮组在履带下压支架201的带动下可对第一吸盘履带、第二吸盘履带进行压紧。

特别的，如图7所示，所述车体抬高组件210包括直流减速丝杆电机211、安装在电机下部的车体抬高组件螺柱212、转轮、减速电机固定件、直流减速电机安装板213，所述转轮安装在螺柱212下端，所述直流减速电机安装板213与螺柱212固定连接，所述直流减速丝杆电机211安装在减速电机固定件内，所述减速电机固定件固定安装在履带下压支架201上。

特别的，如图7所示，所述车体抬高组件210还包括车体抬高组件安装架217、压力传感器218，所述减速电机固定件的一侧与车体抬高组件安装架217铰接，所述减速电机固定件的另一侧设有压力传感器218，所述减速电机固定件通过车体抬高组件安装架217安装在履带下压支架211上，所述减速电机固定件安装在履带下压支架211下表面，所述压力传感器218的上表面朝向履带下压支架211下表面。

特别的，如图6和图7所示，所述吸盘顶出压紧机构200还包括微型碰触开关202、碰触开关碰触件204，所述微型碰触开关202安装在履带下压支架201上，所述碰触开关碰触件204固定在直流减速电机安装板213上，所述碰触开关碰触件204在车体抬高组件螺柱212的带动下可与微型碰触开关202相连，所述微型碰触开关202与直流减速丝杆电机211相连。

其中，吸盘顶出压紧机构200的作用是压实每一个刚接触到工作面的吸盘，保证每个吸盘都能扎实地吸附在工作面上，使整个吸盘履带110的行走步入良性循环，能实现连续的，可靠的行走。吸盘顶出压紧机构200主要由履带下压支架201，两组车体抬高组件210，四个微型碰触开关202和四个履带压轮203组成。转轮由车体抬高转轮架214、车体抬高转轮架支撑215、包胶轴承216组成。

车体抬高组件210是一套可以实时检测顶出力量大小，由直流减速丝杆电机211驱动的电动顶杆机构，减速电机固定件包括减速电机抱紧件219、车体抬高直流减速电机安装板213。电动顶杆机构包括用来驱动的直流减速丝杆电机211，通过两片减速电机抱紧件219安装在车体抬高直流减速电机安装板213上面，车体抬高直流减速电机安装板213的一端通过车体抬高组件转轴与车体抬高组件安装架217安装在一起，另一端则靠在压力传感器218上面，压力传感器218用来实时检测顶出力量的大小，车体抬高直流减速电机安装板213中间位置有一个方形长孔，车体抬高组件螺柱212插入这个长孔内，中心的螺纹孔与直流减速丝杆电机211的丝杆配合，当直流减速丝杆电机211正/反转时车体抬高组件螺柱212能够在长孔内上下运动，车体抬高转轮架214与车体抬高组件螺柱212的底端用螺钉锁紧，跟随车体抬高组件螺柱212上下运动，车体抬高转轮架214的一端通过一根轴与车体抬高转轮架支撑215安装在一起，两个零件通过面接触限位，只能在特定的角度转动，车体抬高转轮架214上面装有一片弹簧钢片220，用来保持车体抬高转轮架支撑215不受外力的情况下偏向底边，车体抬高转轮架支撑215上带有两个包胶轴承216，工作的时候包胶轴承216与工作面是接触的。当直流减速丝杆电机211驱动车体抬高组件螺柱212往外推，压力传感器218的读数达到指定的数值后，直流减速丝杆电机211停止转动。

履带下压支架201是整个吸盘顶出压紧机构的框架，其前后的中心位置各安装一套车体抬高组件210，四个角落安装履带压轮203， 履带下压支架201上安装了两对碰触限位开关202，用来控制车体抬高组件螺柱212的上/下限位。履带下压支架中间位置的两个孔通过轴连接到吸盘限位机构300上，吸盘限位机构300与主架板101连接。吸盘顶出压紧机构200的工作原理是，车体抬高组件210的直流减速丝杆电机211旋转带动车体抬高螺柱212向外伸出，转轮跟随伸出，而带动包胶轴承216伸出并接触到工作面，包胶轴承216接触到工作面后车体抬高螺柱212继续伸出，安装在车体抬高转轮架214的弹簧钢片220被压回，直到车体抬高转轮架支撑215与车体抬高转轮架214到达限位位置，车体抬高螺柱212继续顶出，另一端的履带压轮203压在在吸盘履带110上面，此时整套吸盘顶出压紧机构200以履带压轮203为支点，通过中间的轴连接把吸盘限位机构300往脱离工作面的方向拉拔，吸盘限位机构300扣着吸盘履带110，使吸盘履带同时被往脱离工作面的方向拉拔，由于在吸盘限位机构300位置的吸盘都吸在工作面上，吸盘会反向拉动履带下压支架201向工作面下压，使履带压轮203对吸盘履带110压紧，并将刚接触到工作面的吸盘压紧在工作面上，。此时由于履带下压支架201向工作面下压，车体抬高组件上面的压力传感器218受履带下压支架201的压力而读数变大。当压力传感器到达指定的数值后，履带压轮车体抬高螺柱停止往外伸出。在这种状况下，当小车开始行走的时候，在吸盘顶出压紧机构的作用下，能够确保每一个刚要接触工作面的吸盘都能被压紧在工作面上。

特别的，如图9所示，所述第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上还设有吸盘破负压机构400，所述吸盘破负压机构400包括微型直流减速电机401、电机安装架402、摇臂403、导向轴404、弹簧钢刮片405，所述微型直流减速电机401通过电机安装架402安装在第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上，所述摇臂403通过导向轴404与第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构相连，所述微型直流减速电机401的动子与摇臂403相连，所述弹簧钢刮片405安装在摇臂403远离微型直流减速电机401的一端。

吸盘限位机构300还起到给吸盘破负压机构400限位的作用。当吸盘破负压机构400的微型直流减速电机401驱动摇臂403，弹簧钢刮片405解除吸盘的吸附状态时，摇臂403碰到外侧限位板，控制电路检测到微型直流减速电机401的电流超过额定电流，立即停止转动。弹簧钢片405解除吸盘的吸附状态后，微型直流减速电机401反转，以相同的原理返回到初始的位置。为了保护电机，在摇臂403与外侧限位板302接触的地方安装缓冲垫。

吸盘破负压机构400作用是履带式行走机构停止时，瞬间解除吸盘吸附工作面的状态。其包括微型直流减速电机401、电机安装架402、摇臂403、导向轴404和弹簧钢刮片405。吸盘破负压机构400有两组，并安装于吸盘限位机构300上，直流减速电机401、电机安装架402、导向轴404与吸盘限位机构300的相对应的孔位联接。当吸盘履带110工作时，吸盘吸附在工作面上，吸盘破负压机构400不工作。当吸盘履带110停止工作，需要解除吸盘吸附工作面的状态时，吸盘破负压机构400中的微型直流减速电机401驱动摇臂403转动，带动安装其上的弹簧钢刮片405旋转，当弹簧钢刮片405接触到工作面后，弹簧钢刮片405变形，并沿着工作面插入到吸盘履带110上的吸盘吸附面115的空腔内，破除吸盘空腔内的真空状态。由于弹簧钢刮片405材料为65Mn，其具有良好的抗折弯性能。弹簧钢刮片的厚度为0.1mm，而吸盘吸附面的外缘倒圆角，因此弹簧钢片很容易插入到吸盘吸附面的空腔内。由于吸附在工作面的单条吸盘履带上的吸盘的数量为3-4个，所以弹簧钢刮片的长度达到单个吸盘吸附面总长度的3. 5-4倍。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.具有履带式爬壁机器人的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述装置包括建筑物外立面自动清洗设备、一台或一台以上的无源吸盘履带式爬壁机器人，所述无源吸盘履带式爬壁机器人上设有伸缩工作臂，所述无源吸盘履带式爬壁机器人通过伸缩工作臂与建筑物外立面自动清洗设备相连，所述无源吸盘履带式爬壁机器人包括双排吸盘履带行走装置，所述双排吸盘履带行走装置包括主架板、第一吸盘履带、第二吸盘履带、驱动第二吸盘履带、安装在主架板上的第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机分别安装在主架板相对的两边，所述第一电机的两端设有与第一电机动子结构相连的第一传动齿轮、第二传动齿轮，所述第二电机的两端设有与第二电机动子结构相连的第三传动齿轮、第四传动齿轮，所述第一吸盘履带套合在第一传动齿轮、第三传动齿轮上，所述第二吸盘履带套合在第二传动齿轮、第四传动齿轮上，所述第一吸盘履带、第二吸盘履带上设有多个用于吸附墙体固定的无源吸盘。

2.根据权利要求1所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述自动清洗装置还包括悬吊卷扬机构，所述悬吊卷扬机构与清洗设备相连。

3.根据权利要求1所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述清洗设备包括电源、水处理机构、自动清洗机构，所述电源分别与水处理机构、自动清洗机构相连，所述自动清洗机构与水处理机构相连。

4.根据权利要求3所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述自动清洗机构包括刮水器、毛刷、支架、第一伸缩器、第二伸缩器，所述第一伸缩器、第二伸缩器安装在支架上，所述刮水器、毛刷分别安装在第一伸缩器、第二伸缩器上，所述无源吸盘履带式爬壁机器人通过伸缩工作臂与支架相连，所述刮水器位于毛刷和无源吸盘履带式爬壁机器人之间。

5.根据权利要求1所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述履带式行走机构还包括第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构，所述第一吸盘限位机构包括第一内侧限位板、第一外侧限位板、第一滚针排，所述第一内侧限位板、第一外侧限位板固定相连，所述第一内侧限位板下端设有“L”型固定板，所述第一外侧限位板下端设有“˩”型固定板，所述“L”型固定板、“˩”型固定板组合形成下端设有开口的第一夹槽，所述第一吸盘履带的部分结构位于第一夹槽中，所述“L”型固定板、“˩”型固定板下端均设有微型尼龙轮，所述第一滚针排安装在第一夹槽内的上端；所述第二吸盘限位机构包括第二内侧限位板、第二外侧限位板、第二滚针排，所述第二内侧限位板、第二外侧限位板固定相连，所述第二内侧限位板下端设有“L”型固定板，所述第二外侧限位板下端设有“˩”型固定板，所述“L”型固定板、“˩”型固定板组合形成下端设有开口的第二夹槽，所述第二吸盘履带的部分结构位于第二夹槽中，所述“L”型固定板、“˩”型固定板下端均设有微型尼龙轮，所述第二滚针排安装在第二夹槽内的上端；所述第一内侧限位板、第二内侧限位板分别固定在主架板设有第一吸盘履带、第二吸盘履带的两边。

6.根据权利要求5所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述履带式行走机构还包括吸盘顶出压紧机构，所述吸盘顶出压紧机构包括履带下压支架、安装于履带下压支架四角上的四个履带压轮、车体抬高组件，所述车体抬高组件为可升降结构，所述车体抬高组件的可升降结构端设于车体抬高组件的下部，所述车体抬高组件的上部固定在履带下压支架上，所述履带下压支架固定在第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上或固定在主架板上，所述履带下压支架四角的四个履带压轮分为第一履带压轮组、第二履带压轮组，所述第一吸盘履带、第二吸盘履带分别套于第一履带压轮组、第二履带压轮组的外侧，所述第一履带压轮组、第二履带压轮组在履带下压支架的带动下可对第一吸盘履带、第二吸盘履带进行压紧。

7.根据权利要求6所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述车体抬高组件包括直流减速丝杆电机、安装在电机下部的车体抬高组件螺柱、转轮、减速电机固定件、直流减速电机安装板，所述转轮安装在螺柱下端，所述直流减速电机安装板与螺柱固定连接，所述直流减速丝杆电机安装在减速电机固定件内，所述减速电机固定件固定安装在履带下压支架上。

8.根据权利要求7所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述车体抬高组件还包括车体抬高组件安装架、压力传感器，所述减速电机固定件的一侧与车体抬高组件安装架铰接，所述减速电机固定件的另一侧设有压力传感器，所述减速电机固定件通过车体抬高组件安装架安装在履带下压支架上，所述减速电机固定件安装在履带下压支架下表面，所述压力传感器的上表面朝向履带下压支架下表面。

9.根据权利要求8所述的建筑物外立面自动清洗装置，其特征在于，所述第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上还设有吸盘破负压机构，所述吸盘破负压机构包括微型直流减速电机、电机安装架、摇臂、导向轴、弹簧钢刮片，所述微型直流减速电机通过电机安装架安装在第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构上，所述摇臂通过导向轴与第一吸盘限位机构、第二吸盘限位机构相连，所述微型直流减速电机的动子与摇臂相连，所述弹簧钢刮片安装在摇臂远离微型直流减速电机的一端。

10.一种如权利要求1-9任一所述建筑物外立面自动清洗装置的应用，其特征在于，所述建筑物外立面自动清洗装置应用于建筑物外立面的清洗，所述无源吸盘履带式爬壁机器人带动清洗设备在建筑物外立面上行走，由所述清洗设备对建筑物外立面进行清洗。