CN109572841A - 一种高层建筑清洗的爬壁机器人 - Google Patents

一种高层建筑清洗的爬壁机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN109572841A
CN109572841A CN201710901847.0A CN201710901847A CN109572841A CN 109572841 A CN109572841 A CN 109572841A CN 201710901847 A CN201710901847 A CN 201710901847A CN 109572841 A CN109572841 A CN 109572841A
Authority
CN
China
Prior art keywords
climbing robot
frame
control
driving
leg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710901847.0A
Other languages
English (en)
Inventor
韩会义
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201710901847.0A priority Critical patent/CN109572841A/zh
Publication of CN109572841A publication Critical patent/CN109572841A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B62D57/02—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members
    • B62D57/024—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track with ground-engaging propulsion means, e.g. walking members specially adapted for moving on inclined or vertical surfaces
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04G—SCAFFOLDING; FORMS; SHUTTERING; BUILDING IMPLEMENTS OR AIDS, OR THEIR USE; HANDLING BUILDING MATERIALS ON THE SITE; REPAIRING, BREAKING-UP OR OTHER WORK ON EXISTING BUILDINGS
    • E04G23/00—Working measures on existing buildings
    • E04G23/002—Arrangements for cleaning building facades

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高层建筑清洗的爬壁机器人，该爬壁机器人由并联框架、驱动机构和控制系统相结合，主要由移动驱动关节、气动肌肉、内外框架等组成；所述的移动驱动关节部分由伺服电缸、旋转关节组成；所述的气动肌肉部分包括气动肌腱、拉伸弹簧；所述的内外框架由腿部结构、框架及滑块组成；所述的控制系统包括电机控制，腿部气动肌腱收缩控制、真空系统的控制等组成。本发明设计的新型框架式爬壁机器人具有以下优点，控制简单、运动可靠灵活，而且越障能力强。其较好的移动越障性能也可用于地面移动机器人上，具有较高的实用意义。

Description

一种高层建筑清洗的爬壁机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体是一种高层建筑清洗的爬壁机器人。
背景技术
随着我国城市化建设进程的开展，摩天大楼越建越多、越建越高，而城市的灰尘污染也越发严重，因此，对建筑物壁面的清洗需求越来越多，任务难度也越来越大。目前，人们主要依靠升降机平台来逐层清洗大楼壁面，不但浪费时间和劳动力，而且清洗成本高、危险性大。
中国实用新型专利（申请号 201620690159.5 申请日 2016.07 .01）公开了一种爬壁清洗机器人。爬壁清洗机器人，它包括Y向框架、X向框架、X向气缸、Y向气缸、清洗组件以及吸盘；所述的清洗组件包括电动机、机架、喷水头以及滚刷；与现有的壁面清洗方式相比，它能够代替工作人员攀爬光滑的建筑物壁面进行清洗工作，增强了安全性、提高了效率并降低了成本。
中国发明专利（申请号 201510668009.4 申请日 2015.10.16）公开了一种爬壁机器人，包括履带底盘和作业模块，履带底盘包括机架、履带、变磁吸附单元，履带的外壁上固定安装有不少于两个的变磁吸附单元，机架的前端和后
端分别固定安装有与变磁槽轮相配合的拨杆。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过拨杆与变磁槽轮的配合改变变磁吸附单元的磁力方向，进而实现变磁吸附单元与风电塔筒表面的吸附和分离，从而实现该爬壁机器人沿风电塔筒表面的行走，该爬壁机器人可对风电塔筒进行除锈、清洗和喷漆作业，维持风电塔筒表面的整洁美观，提高风机运行安全性，降低工人的劳动强度、缩短施工周期、降低运营成本、降低安全隐患。
发明内容
传统第一代爬壁清洗机器人一般由1个移动关节、1个旋转关节和2个垂直移动关节组成。本体移动关节采用伺服电缸；旋转关节为步进电机，驱动转弯；抬腿通过电磁阀控制气缸伸出与收回来实现，上下框架分别各通过一个电磁阀实现统一的越障抬放腿动作。吸盘组采用组外对中连接方式。该机器人使用框架式机身结构，虽然能够实现技术要求，受制于结构本身的诸多限制，在灵活性和越障的能力上十分欠缺。针对现有设备及技术的不足，本发明在于提供一种新型复合式爬壁清洗机器人，提升其灵活性和越障的能力，适用性强。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高层建筑清洗的爬壁机器人，该爬壁机器人由并联框架、驱动机构和控制系统相结合，主要由移动驱动关节、气动肌肉、内外框架等组成；所述的移动驱动关节部分由伺服电缸、旋转关节组成；所述的气动肌肉部分包括气动肌腱、拉伸弹簧；所述的内外框架由腿部结构、框架及滑块组成；所述的控制系统包括电机控制，腿部气动肌腱收缩控制、真空系统的控制等组成。
作为本发明的一种优选方案，所述的吸附方式为真空吸附方式，可玻璃面或一般墙面牢固吸附。
作为本发明的一种优选方案，所述的爬壁机器人的移动方式为框架式和多足步行式相结合。
作为本发明的一种优选方案，所述的驱动方式为气压驱动和电动驱动的复合形式。
作为本发明的一种优选方案，所述的控制系统为DSP嵌入式系统。
作为本发明的一种优选方案，所述的移动关节与旋转关节分别采用伺服电缸与步进电机，实现爬壁机器人的前进与转弯。
本发明的有益效果是，该装置能够代替工作人员攀爬光滑的建筑物壁面进行清洗工作，增强了安全性、提高了效率并降低了成本。
附图说明
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。
图1是本发明结构简图。
其中水平方向长度为960mm，竖直方向尺寸为1150mm，吸附于墙面时最高尺寸为
360mm，其水平移动步距为360mm，竖直移动步距为220mm，总质量为32kg。
具体实施方式
一种高层建筑清洗的爬壁机器人，该爬壁机器人由并联框架、驱动机构和控制系统相结合，主要由移动驱动关节、气动肌肉、内外框架等组成；所述的移动驱动关节部分由伺服电缸、旋转关节组成；所述的气动肌肉部分包括气动肌腱、拉伸弹簧；所述的内外框架由腿部结构、框架及滑块组成；所述的控制系统包括电机控制，腿部气动肌腱收缩控制、真空系统的控制等组成。
该爬壁机器工作方式为:机器壁虎由内、外框架组成，内、外框架各有四条腿。内、外框架之间通过电机的驱动可以相对运动。内、外框架之间有一个动平台，内框架和动平台之间，动平台和外框架之间分别通过滑块导轨运动，可以实现相对于一个方向的移动；内框架相对于动平台只可以水平移动，不能竖直移动；动平台相对于外框架只可以竖直移动不能水平移动，所以内、外框架通过动平台的过度实现了内、外框架之间可以在X、Y平面内任意方向的相对移动，其运动通过两个电机和一个闭式皮带的作用而控制的。腿部通过气动肌腱和拉伸弹簧的作用，可以实现抬腿与复位，当气动肌腱充气时，抬腿；当气动肌腱不充气时，弹簧的复位力使得腿部复位。腿部设计有可以调节抬腿量的限位块，通过限位块位置的调节可以设置腿部不同的抬腿量，使其在满足越障高度时，腿部具有较好的运动性能。
驱动采用电机并联方式，两个电机驱动，一根皮带形成的回路，电机使皮带带动内外框架相对移动，来实现机器人的行走，其中行走时的抬腿运动由气动肌腱的拉伸，通过平行四边形机构，实现抬腿，当气动肌腱不充气时，弹簧的复位力使得腿部贴于墙面，实现机器人的吸附。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高层建筑清洗的爬壁机器人，该爬壁机器人由并联框架、驱动机构和控制系统相结合，主要由移动驱动关节、气动肌肉、内外框架等组成；所述的移动驱动关节部分由伺服电缸、旋转关节组成；所述的气动肌肉部分包括气动肌腱、拉伸弹簧；所述的内外框架由腿部结构、框架及滑块组成；所述的控制系统包括电机控制，腿部气动肌腱收缩控制、真空系统的控制等组成。
2.根据权利要求1所述的复合式机械手，其特征是：所述的吸附方式为真空吸附方式，可玻璃面或一般墙面牢固吸附。
3.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征是：所述的爬壁机器人的移动方式为框架式和多足步行式相结合。
4.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征是：所述的驱动方式为气压驱动和电动驱动的复合形式。
5.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征是：所述的控制系统为DSP嵌入式系统。
6.根据权利要求1所述的爬壁机器人，其特征是：所述的移动关节与旋转关节分别采用伺服电缸与步进电机，实现爬壁机器人的前进与转弯。
CN201710901847.0A 2017-09-28 2017-09-28 一种高层建筑清洗的爬壁机器人 Pending CN109572841A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710901847.0A CN109572841A (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种高层建筑清洗的爬壁机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710901847.0A CN109572841A (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种高层建筑清洗的爬壁机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109572841A true CN109572841A (zh) 2019-04-05

Family

ID=65914667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710901847.0A Pending CN109572841A (zh) 2017-09-28 2017-09-28 一种高层建筑清洗的爬壁机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109572841A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110772186A (zh) * 2019-11-01 2020-02-11 泰州市津专知识产权服务有限公司 一种墙面清理机器人
CN110928223A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 浙江大学 一种电动—气动混合的爬壁除锈机器人控制系统及方法
CN113665699A (zh) * 2021-10-10 2021-11-19 靳文坤 一种爬壁机器人底盘运动控制方法
CN113665700A (zh) * 2021-10-10 2021-11-19 靳文坤 一种爬壁机器人底盘
CN114633259A (zh) * 2022-04-26 2022-06-17 军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所 一种并联移动机器人步距优化方法及装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110772186A (zh) * 2019-11-01 2020-02-11 泰州市津专知识产权服务有限公司 一种墙面清理机器人
CN110772186B (zh) * 2019-11-01 2021-06-22 泰州市津专知识产权服务有限公司 一种墙面清理机器人
CN110928223A (zh) * 2019-11-28 2020-03-27 浙江大学 一种电动—气动混合的爬壁除锈机器人控制系统及方法
CN113665699A (zh) * 2021-10-10 2021-11-19 靳文坤 一种爬壁机器人底盘运动控制方法
CN113665700A (zh) * 2021-10-10 2021-11-19 靳文坤 一种爬壁机器人底盘
CN113665700B (zh) * 2021-10-10 2022-11-01 孙燕燕 一种爬壁机器人底盘
CN114633259A (zh) * 2022-04-26 2022-06-17 军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所 一种并联移动机器人步距优化方法及装置
CN114633259B (zh) * 2022-04-26 2023-08-08 军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所 一种并联移动机器人步距优化方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109572841A (zh) 一种高层建筑清洗的爬壁机器人
CN107307800B (zh) 一种高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法
CN105216889B (zh) 爬壁机器人
CN207755226U (zh) 一种高楼清洗爬壁机器人
CN102657492A (zh) 一种自动化玻璃擦洗器
CN109124455A (zh) 具有自识别和避障能力的楼宇外擦玻璃机器人及其控制方法
CN106725141B (zh) 一种跨越障碍外墙清洗机器人及操作方法
CN109744930B (zh) 一种多吸盘式高空玻璃幕墙清洗机器人
CN106388725A (zh) 一种可越障踩障的壁面机器人
CN104983369B (zh) 一种建筑外立面清洗机器人系统及其使用方法
CN206979446U (zh) 一种跨越障碍外墙清洗机器人
CN203666819U (zh) 吸附齿条移动式爬壁机器人
CN206507902U (zh) 一种可越障踩障的壁面机器人
CN209391847U (zh) 具有自识别和避障能力的楼宇外擦玻璃机器人
CN103448827B (zh) 一种两足式爬壁清洗机器人
CN203711415U (zh) 一种吸附移动式爬壁双向清洁机器人
CN110758586A (zh) 一种翻转式墙壁爬行装置
CN206107388U (zh) 大型钢架结构用爬行机器人平台装置
CN109907689A (zh) 一种攀爬式的高空擦玻璃机器人
CN204995386U (zh) 一种建筑外立面清洗机器人系统
CN201256931Y (zh) 高楼玻璃幕墙清洗装置
CN108523785A (zh) 一种气动玻璃幕墙清洗机器人
CN204033263U (zh) 一种幕墙清洗装置
CN206285386U (zh) 一种高楼应急灭火小车
CN110074713A (zh) 一种攀爬式幕墙清洗机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190405

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication