CN110074710A - 一种高空幕墙越障机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高空幕墙越障机器人，包括机器人本体、与机器人本体可转动连接的攀登臂、固定安装在机器人本体上的姿势调整装置以及与机器人本体、攀登臂及姿势调整装置电路连接的控制装置，所述攀登臂上可活动设置有吸盘吸附装置。本发明提供的高空幕墙越障机器人结构简单，拆装方便，越障动作简单，适应不同的越障高度，越障速度快且平稳，能够很好的适应高空幕墙清洗作业。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种高空幕墙越障机器人。
背景技术
高空作业的机器人主要由机器人本体和可相对机器人本体活动的攀登臂组成，如高空幕墙清洗机器人；高空幕墙清洗机器人在清洗工作中机器人本体通过底部的吸盘吸附在幕墙壁面上行走，由于幕墙的玻璃板之间存在凸起的框架，成为机器人行走的障碍，机器人需攀跃过障。现有的越障机器人采用“抬起一脚”先过障，落地后再“抬起另一脚”过障的方式，但是机器人在“抬起一脚”越障时，由“双脚”行走改为“单脚”行走，这种越障方式越障动作多、速度慢，跨越高度小、适应性和稳定性差，为解决这些问题，遂有此发明。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明提供了一种高空幕墙越障机器人，具有结构简单、综合性能优越的优点，解决现有高空幕墙越障机器人越障时速度慢、跨越高度小、适应性和稳定性差的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高空幕墙越障机器人，包括机器人本体1、与所述机器人本体1可转动连接的攀登臂2、固定安装在所述机器人本体1上的姿势调整装置3以及与所述机器人本体1、攀登臂2及姿势调整装置3电路连接的控制装置6，所述攀登臂2上可活动设置有吸盘吸附装置5。
优选的，所述攀登臂2与所述机器人本体1通过拆装结构连接，所述拆装结构包括固定在所述攀登臂2一端的连接杆21以及固定安装在所述机器人本体1上的立柱11，所述连接杆21和所述立柱11通过螺栓或卡扣连接。
优选的，所述攀登臂2包括与所述连接杆21可拆卸连接的攀登支架20，所述攀登支架20包括与所述连接杆21固定连接的一对轴承座22、与所述轴承座22连接的第一转轴23、用于驱动所述第一转轴23转动的第一电机24以及可转动连接在所述第一转轴23上的臂杆25。
优选的，所述臂杆25首端固定连接有连接件26，所述连接件26套接在所述第一转轴23上。
优选的，所述攀登支架20还包括与所述第一转轴23同轴连接的卷筒27-1和卷筒27-2，所述卷筒27-1缠绕有钢丝绳28-1，所述钢丝绳28-1末端与所述吸盘吸附装置5连接，所述卷筒27-2缠绕有钢丝绳28-2且缠绕方向与所述钢丝绳28-1的缠绕方向相反，所述钢丝绳28-2末端与所述吸盘吸附装置5连接且连接方向与所述钢丝绳28-1相反。
优选的，所述臂杆25末端固定连接有连接板29，所述连接板29上架设有滚轮290，所述钢丝绳28-1末端绕过所述滚轮290与所述吸盘吸附装置5连接。
优选的，所述连接件26和所述连接板29上设有用于所述钢丝绳28-1和钢丝绳28-2穿过的穿线孔200，所述吸盘吸附装置5的底部的滑动板50上设有用于与所述钢丝绳28-1和钢丝绳28-2连接的线扣500。
优选的，所述滑动板50设有滑轮组，所述臂杆25卡置在所述滑轮组上。
优选的，所述连接件26呈十字型且在垂直于所述攀登支架20转动方向的两端架设有上滑动滚轮261和下滑动滚轮262，所述连接件26在背离所述第一转轴23的方向上设有拉杆263所述攀登臂2还包括与所述连接杆21通过轴承座连接的第二转轴201，所述第二转轴201上同轴设置卷筒202-1和卷筒202-2，所述连接件26在所述上滑动滚轮261和所述卷筒202-1之间设有转辊264，所述转辊264与所述上滑动滚轮261平行设置，所述卷筒202-1卷绕有钢丝绳203-1，所述钢丝绳203-1倚靠所述转辊264后末端绕过所述上滑动滚轮261与所述拉杆263连接，所述卷筒202-2卷绕有钢丝绳203-2且所述钢丝绳203-2末端绕过所述下滑动滚轮262与所述拉杆263连接，所述钢丝绳203-1和钢丝绳203-2的卷绕方向相反。
优选的，所述姿势调整装置3包括通过螺栓固定安装在所述机器人本体上的一对风机，所述风机的风向相反。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供的高空幕墙越障机器人，具备以下有益效果：
该高空幕墙越障机器人主要由机器人本体、攀登臂、姿势调整装置和控制装置组成；其中，攀登臂与机器人本体通过拆装结构连接，用于与幕墙壁面贴合并升降机器人本体以实现机器人本体的越障，拆装结构包括固定在攀登臂一端的连接杆以及固定安装在机器人本体上的立柱，连接杆和立柱通过螺栓连接，姿势调整装置固定安装在机器人本体上，本体上可装设清洗装置，用于清洗幕墙，其中，该高空幕墙越障机器人的各组成部分均为独立机构，可相互拆卸安装，便于运输；姿势调整装置调节机器人本体与幕墙的距离，适应不同的越障高度，攀登臂上可活动设置有吸盘吸附装置，吸盘吸附装置带动机器人本体上下相对运动，实现越障，整个过程动作简单，由于无需作仿生越障动作，该高空幕墙越障机器人越障速度快。如此，本发明提供的高空幕墙越障机器人结构简单，拆装方便，越障动作简单，适应不同的越障高度，越障速度快且平稳，能够很好的适应高空幕墙清洗作业。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明攀登臂的结构示意图；
图3为本发明连接件的结构示意图；
图4为本发明的越障过程示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2所示，其中，图1为本发明的结构示意图，图2为本发明攀登臂的结构示意图。
本发明提供的一种高空幕墙越障机器人，在此实施例中为高空幕墙清洗机器人，该高空幕墙清洗机器人包括机器人本体1、与机器人本体1通过拆装结构连接的攀登臂2、固定安装在机器人本体1中部的姿势调整装置3以及装设在机器人本体1两端的清洗装置4；其中，拆装结构包括固定在攀登臂2一端的连接杆21以及固定安装在机器人本体1上的立柱11，连接杆21和立柱11通过螺栓连接，拆装结构便于机器人本体1和攀登臂2的快速拆卸，攀登臂2上可活动设置有吸盘吸附装置5，机器人本体1设有由若干横纵交错设置的杆件10组合而成的支架，杆件10呈方形且四个面上开有卡接槽，卡接槽取代了螺栓孔且便于与螺栓连接，提高了整体的装卸效率；机器人本体1在前行方向端部的结构上设不少于4根立柱11与攀登臂2首端的连接杆21螺栓连接，机器人本体1的立柱11高度应大于越障高度；攀登臂2不越障时倚靠于机器人背部，越障时翻转到机器人前行方向；该高空幕墙清洗机器人的控制装置6装设在机器人本体上且与机器人本体1、攀登臂2、姿势调整装置3及清洗装置4电路连接，且通过无线信号发射给地面遥控器，用于控制第一电机24、第二电机204、清洗装置4以及姿势调整装置3的启闭及工作。
具体的，攀登臂2包括与连接杆21可拆卸连接的攀登支架20，攀登支架20包括轴承座22、第一转轴23、第一电机24和臂杆25，轴承座22数量为2个，与连接杆21通过螺栓连接，第一转轴23两端套设在轴承座22内部、第一电机24用于驱动第一转轴23转动且固定安装在连接杆21上，臂杆25可转动连接在第一转轴23上，臂杆25上可移动设置有吸盘吸附装置5，吸盘吸附装置5可在臂杆25的轴向方向移动。
同时，臂杆25的首端通过螺栓连接有连接件26，连接件26上通过一对轴承座在第一转轴23上实现相对可转动连接。
为了优化吸盘吸附装置5和臂杆25的连接关系，吸盘吸附装置5底部设有滑动板50，滑动板50设有滑轮组，滑轮组包括至少2个外滑轮51和至少一个内侧滑轮52，臂杆25卡置在内滑轮52和外滑轮51之间且可相对滑动；。
进一步地，攀登支架20还包括与第一转轴23同轴连接的卷筒27-1和卷筒27-2，卷筒27-1缠绕有钢丝绳28-1，钢丝绳28-1末端与吸盘吸附装置5连接，卷筒27-2缠绕有钢丝绳28-2且缠绕方向与钢丝绳28-1的缠绕方向相反，钢丝绳28-2末端与吸盘吸附装置5连接且连接方向与钢丝绳28-1相反；工作时，第一电机24带动第一转轴23转动，第一转轴23上的卷筒作相应方向的转动，卷筒27-1上的钢丝绳28-1收紧，卷筒27-2上的钢丝绳28-2放松，收紧的钢丝绳28-1拉动吸盘吸附装置5向远离机器人本体1方向滑动，第一电机24反向运动时，卷筒27-2上的钢丝绳28-2收紧，卷筒27-1上的钢丝绳28-1放松，收紧的钢丝绳28-2拉动吸盘吸附装置5向靠近机器人本体1方向运动，如此，双卷筒同轴设置的攀登支架20通过控制第一电机23正反转即可实现吸盘吸附装置5在攀登支架20上的上升或下降。
优选的一种连接方式中，臂杆25末端通过螺栓连接有连接板29，连接板29上设有滚轮290，滚轮290架设在一对轴座上，轴座与连接板29通过螺栓连接，钢丝绳28-2从下端接入滑动板50上，钢丝绳28-1绕过臂杆25末端的滚轮290从上至下接入滑动板50上，实现对滑动板50不同方向的牵引。
为了更好的规整钢丝绳28-1和钢丝绳28-2，连接件26和连接板29上设有穿线200孔，滑动板50上设有线扣500，钢丝绳28-1和钢丝绳28-2穿过穿线孔200且末端与线扣500连接，线扣500便于钢丝绳的连接和拆装。
同时，结合图3所示，图3为本发明连接件的结构示意图，连接件26呈十字型且在垂直于攀登支架20转动方向的两端架设有上滑动滚轮261和下滑动滚轮262，连接件26在背离第一转轴23的方向上设有拉杆263攀登臂2还包括与连接杆21通过轴承座连接的第二转轴201，第二转轴201上同轴设置卷筒202-1和卷筒202-2，连接件26在上滑动滚轮261和卷筒202-1之间设有转辊264，转辊264与上滑动滚轮261平行设置，卷筒202-1卷绕有钢丝绳203-1，钢丝绳203-1倚靠转辊264后末端绕过上滑动滚轮261与拉杆263连接，卷筒202-2卷绕有钢丝绳203-2且钢丝绳203-2末端绕过下滑动滚轮262与拉杆263连接，钢丝绳203-1和钢丝绳203-2在各自卷筒上的卷绕方向相反；如此，当第二电机204带动第二转轴201正方向旋转时，第二转轴201上的卷筒202-1上的钢丝绳203-1收紧，牵引攀登支架20向远离机器人本体1方向的翻转，当第二电机204带动第二转轴201反方向旋转时，第二转轴201上的卷筒202-2做相应方向的旋转，卷筒202-2上的钢丝绳203-2收紧，牵引攀登支架20作靠近机器人本体1方向翻转，即通过控制第二电机51正反转即可实现攀登支架20的双向翻转功能，驱动简单，减轻了机器人整体的重量，有利于机器人的高空作业；连接件26前端设有转辊264，钢丝绳203-1可倚靠在转辊264后与上滑动滚轮261连接，避免干扰卷筒工作，同时提高转动效率。
攀登臂2拆卸时，拧出机器人本体1的立柱11和连接杆21之间的螺栓，拆卸极为方便；
在上述姿势调整装置3的一种优选实施方式中，姿势调整装置3包括通过螺栓固定安装在机器人本体1上的一对风机，风机的风向相反，分别为正压高速风机31和反向高速风机32，同时，亦可将推离机器人本体1远离幕墙的正压高速风机替换为推杆33，以减小噪音。
进一步结合图4所示，图4为本发明的越障过程示意图，该高空幕墙清洗机器人在行走清洗幕墙过程中遇到障碍时，与控制装置6连接的传感器将信号传给控制装置6，控制装置6控制攀登臂2从挂靠在机器人本体状态到远离机器人本体1方向转动并伸向行走方向障碍物前方，当攀登臂2从挂靠机器人本体1状态旋转90°后，控制装置6控制攀登臂2的吸盘吸附转轴移动到攀登臂2末端，随着攀登臂2翻转与幕墙面平行且贴合后，吸盘工作吸住玻璃；控制装置6指挥机器人本体1底部与幕墙壁面吸合的吸盘停止工作后，机器人本体1脱离幕墙，机器人本体1处于被攀登臂2悬挂状态，姿势调整装置3的正压高速风机工作，机器人本体1在强大气流作用下漂浮于空中，并绕着第一转轴23往上翻转，当机器人最低处高于越障高度20mm后，风速保持，机器人本体1停止转动，攀登臂2的第一电机24工作，顺时针转动，第一转轴23带动滚筒、滑轮组收回钢丝绳，在钢丝绳牵引下，机器人越过障碍；机器人越过障碍后，正压高速风机停止工作，在重力作用下，机器人本体1回归到攀登臂2悬挂姿态，反向高速风机工作，将机器人本体1压向幕墙，机器人本体1底部的吸盘贴合幕墙面，真空泵工作，机器人本体1通过吸盘吸住玻璃幕墙；当机器人往下走遇到障碍时，控制装置6指挥攀登臂2旋转离开机器人本体1，吸盘吸附装置5随着攀登臂2转动，在弹簧作用下，吸盘吸附装置5到定位处后停止转动并与玻璃面平行且贴合玻璃面，吸盘吸附装置5工作吸住玻璃后，机器人本体1停止工作，被攀登臂2悬挂；正向高速风机工作在强气流作用下，机器人绕着第一转轴23转动起来，当机器人底部高于越障高度20mm后风机保持转速，机器人本体1不再转动，攀登臂2电机逆向转动，带动滚筒收回钢丝绳，在钢丝绳牵引下攀登臂2滑杆徐徐往下运动，带着机器人越障。当机器人越障后，正向高速风机停止工作，在重力作用，机器人被悬挂于攀登臂2，反向高速风机工作，将机器人推向幕墙，机器人本体1底部的吸盘贴合幕墙，真空泵工作，机器人本体1吸附于幕墙面；攀登臂2上的吸盘吸附装置5停止工作，脱离幕墙。攀登臂2的第一电机24工作，攀登臂2转回机器人背部，回到挂靠状态。
综上所诉，该高空幕墙清洗机器人主要由机器人本体1、攀登臂2、姿势调整装置3和清洗装置4组成，攀登臂2与机器人本体1通过拆装结构连接，用于与幕墙壁面贴合并升降机器人本体1以实现机器人本体1的越障，拆装结构包括固定在攀登臂2一端的连接杆21以及固定安装在机器人本体1上的立柱11，连接杆21和立柱11通过螺栓连接，姿势调整装置3通过螺栓固定安装在机器人本体1上，清洗装置4装设在机器人本体1上，用于清洗幕墙，其中，该高空幕墙清洗机器人的机器人本体1为独立机构，可拆卸，便于运输；姿势调整装置3调节机器人本体1与幕墙的距离，适应不同的越障高度，攀登臂2上可活动设置有吸盘吸附装置5，吸盘吸附装置5带动机器人本体1上下相对运动，实现越障，整个过程动作简单，由于无需作仿生越障动作，该高空幕墙清洗机器人越障速度快。如此，本发明提供的高空幕墙越障机器人越障动作简单，适应不同的越障高度，越障速度快且平稳，能够很好的适应高空幕墙清洗作业。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高空幕墙越障机器人，其特征在于，包括机器人本体(1)、与所述机器人本体(1)可转动连接的攀登臂(2)、固定安装在所述机器人本体(1)上的姿势调整装置(3)以及与所述机器人本体(1)、攀登臂(2)及姿势调整装置(3)电路连接的控制装置(6)，所述攀登臂(2)上可活动设置有吸盘吸附装置(5)。
2.根据权利要求1所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述攀登臂(2)与所述机器人本体(1)通过拆装结构连接，所述拆装结构包括固定在所述攀登臂(2)一端的连接杆(21)以及固定安装在所述机器人本体(1)上的立柱(11)，所述连接杆(21)和所述立柱(11)通过螺栓或卡扣连接。
3.根据权利要求2所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述攀登臂(2)包括与所述连接杆(21)可拆卸连接的攀登支架(20)，所述攀登支架(20)包括与所述连接杆(21)固定连接的一对轴承座(22)、与所述轴承座(22)连接的第一转轴(23)、用于驱动所述第一转轴(23)转动的第一电机(24)以及可转动连接在所述第一转轴(23)上的臂杆(25)。
4.根据权利要求3所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述臂杆(25)首端固定连接有连接件(26)，所述连接件(26)套接在所述第一转轴(23)上。
5.根据权利要求3所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述攀登支架(20)还包括与所述第一转轴(23)同轴连接的卷筒(27-1)和卷筒(27-2)，所述卷筒(27-1)缠绕有钢丝绳(28-1)，所述钢丝绳(28-1)末端与所述吸盘吸附装置(5)连接，所述卷筒(27-2)缠绕有钢丝绳(28-2)且缠绕方向与所述钢丝绳(28-1)的缠绕方向相反，所述钢丝绳(28-2)末端与所述吸盘吸附装置(5)连接且连接方向与所述钢丝绳(28-1)相反。
6.根据权利要求5所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述臂杆(25)末端固定连接有连接板(29)，所述连接板(29)上架设有滚轮(290)，所述钢丝绳(28-1)末端绕过所述滚轮(290)与所述吸盘吸附装置(5)连接。
7.根据权利要求6所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述连接件(26)和所述连接板(29)上设有用于所述钢丝绳(28-1)和钢丝绳(28-2)穿过的穿线孔(200)，所述吸盘吸附装置(5)的底部的滑动板(50)上设有用于与所述钢丝绳(28-1)和钢丝绳(28-2)连接的线扣(500)。
8.根据权利要求7所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述滑动板(50)设有滑轮组，所述臂杆(25)卡置在所述滑轮组上。
9.根据权利要求8所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述连接件(26)呈十字型且在垂直于所述攀登支架(20)转动方向的两端架设有上滑动滚轮(261)和下滑动滚轮(262)，所述连接件(26)在背离所述第一转轴(23)的方向上设有拉杆(263)所述攀登臂(2)还包括与所述连接杆(21)通过轴承座连接的第二转轴(201)，所述第二转轴(201)上同轴设置卷筒(202-1)和卷筒(202-2)，所述连接件(26)在所述上滑动滚轮(261)和所述卷筒(202-1)之间设有转辊(264)，所述转辊(264)与所述上滑动滚轮(261)平行设置，所述卷筒(202-1)卷绕有钢丝绳(203-1)，所述钢丝绳(203-1)倚靠所述转辊(264)后末端绕过所述上滑动滚轮(261)与所述拉杆(263)连接，所述卷筒(202-2)卷绕有钢丝绳(203-2)且所述钢丝绳(203-2)末端绕过所述下滑动滚轮(262)与所述拉杆(263)连接，所述钢丝绳(203-1)和钢丝绳(203-2)的卷绕方向相反。
10.根据权利要求1所述的一种高空幕墙越障机器人，其特征在于：所述姿势调整装置(3)包括固定安装在所述机器人本体上的一对风机，所述风机的风向相反。
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| CN201810878994.5A CN110074710A (zh) | 2018-08-03 | 2018-08-03 | 一种高空幕墙越障机器人 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| CN (1) | CN110074710A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111839381A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-30 | 佛山科学技术学院 | 一种幕墙清洁机器人越障机构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011194937A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 壁面走行ロボット |
| CN203852288U (zh) * | 2014-05-13 | 2014-10-01 | 西北农林科技大学 | 一种玻璃清洁机器人的越障装置 |
| CN105962858A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-28 | 佛山科学技术学院 | 一种用于清洁建筑外墙的越障式机器人 |
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-
2018
- 2018-08-03 CN CN201810878994.5A patent/CN110074710A/zh active Pending
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