CN110758586B - 一种翻转式墙壁爬行装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种翻转式墙壁爬行装置，包括：第一控制电机、第二控制电机、第三控制电机、第一吸附部件、第二吸附部件、真空装置和控制装置，所述第二控制电机的输出轴垂直于所述第一控制电机的输出轴，所述第三控制电机的输出轴垂直于所述第一控制电机的输出轴，所述第三控制电机的输出轴平行于所述第二控制电机的输出轴，所述第一吸附部件与所述第二控制电机的输出轴转动连接，所述第二吸附部件与所述第三控制电机的输出轴转动连接。其优点在于，利用翻转式设计，使得墙壁爬行装置能够快速翻越各种障碍，并且能够在翻越过程中进行转向，减少了翻越障碍的时间，提高了操作效率；装置简单，易于操作，适用于多种玻璃幕墙、墙壁以及穹顶。

Description

一种翻转式墙壁爬行装置

技术领域

本发明涉及爬行装置技术领域，尤其涉及一种翻转式墙壁爬行装置。

背景技术

目前，对一些高楼的玻璃或墙壁进行清洁工作时，通常采用升降平台或悬吊由人工进行玻璃或墙壁的清洗。虽然这种操作方式简单易行，但是效率低、成本高且危险性高，容易引发安全事故，危害操作人员的生命。

对一些古建筑或复杂玻璃建筑进行清洁时，如故宫、中国国家大剧院、卢浮宫的玻璃金字塔、库里蒂巴植物园等建筑的外表面进行清洁时，需要操作人员用过吊装、爬梯等进行高空作业，其危险系数高、工作难度大，且通常难以同时承载多个操作人员进行操作，进而导致清洁时间长、清洁效率低。

对于这种进行高空作业的操作人员通常被称为“蜘蛛人”，其工作条件和工作环境均有一定的限制，需要做好足够的安全措施，并且需要规避大风等危险天气才能进行高空作业。

近些年来，关于蜘蛛人高空坠落的事件时常发生，不仅使蜘蛛人丧失生命，还会对路人的生命健康造成危害，引发政府和公众的强烈关心。

为了解决上述缺陷，众多公司开发了多种用于清洁玻璃或墙壁的爬行机器人。

中国发明专利ZL201510727006.3公开了一种真空吸附爬壁机器人，其包括箱体、传动机构、导向机构以及吸附机构，传动机构分为呈十字形交叉的两组同步带，每组同步带由电机驱动，吸附机构安装在每组同步带的两端，吸附机构包括电动推杆以及电动推杆下方的吸盘组，吸盘组由电磁阀控制吸附与释放。其通过协调控制两导轨一端的电机及吸盘和控制吸盘吸附的电磁阀实现，电机可实现导轨沿某方向的直线运动，吸盘电磁阀可实现吸盘的吸附和释放实现机器人往某方向的连续运动。然而，这种机器人无法翻越较高的屏障，仅适合于平面以及粗糙度较低的玻璃。此外，这种机器人无法对弯曲的玻璃幕墙或玻璃穹顶进行清洁。

中国发明专利ZL201720730644.5公开了一种吸盘式玻璃幕墙爬行装置，其包括架体、驱动机构和吸附机构，架体包括导轨支架，导轨支架上设有相互垂直的左右运动滑槽和上下运动滑槽，左右运动滑槽内设有左右运动导轨，上下运动滑槽内设有上运动导轨，驱动机构包括上下驱动结构和左右驱动结构，左右驱动机构包括左右运动导轨上的横向齿条、与该齿条啮合的齿轮五和与齿轮五传动连接的左右运动控制电机，上下驱动机构包括上下运动导轨上的竖向齿条、与该齿条啮合的齿轮二和与齿轮二传动连接的上下运动控制电机，吸附机构包括吸盘以及控制吸盘的气泵。这种机器人能够进行上下运动或左右运动，上下运动和左右运动互不干涉。然而，这种机器人同样无法翻越较高的屏障，也无法对弯曲的玻璃幕墙或玻璃穹顶进行清洁。

中国发明专利ZL201510082495.1公开了一种可翻越障碍的安全智能玻璃清洁器，包括主控组件、清洗组件、主体固定板、分别安装在主体固定板上的主控组件、主体吸附机构、行进机构、抬升机构、分离式固定机构、牵连绕线机构、供电组件、探测组件。其可自动翻越类似门窗框等凸台，可供家庭玻璃清洁使用，也可供城市高层建筑玻璃外墙使用。这种清洁器通过抬升机构进行翻越操作，操作复杂、耗时较长，且不易转向，也无法对弯曲的玻璃幕墙或玻璃穹顶进行清洁。

中国发明专利ZL2012105284759.X公开了一种基于足式爬壁的智能玻璃清洁机器人，其包括机器人主体、行走单元、四个吸附单元、驱动单元、机体控制单元、清洗单元、图像识别单元和无线控制单元，行走单元包括四只吸附足，四个吸附单元分别安装在四只机械组上组成四只吸附足，在机体控制单元的作用下四只吸附足和驱动单元协调运动，带动机器人主体运动。其通过抬升水平向吸附足和竖直向吸附足控制机器人主体进行运动以及跨越障碍。然而这种机器人仅能进行直线运动，由于抬升的高度限制，其无法翻越较高的屏障。此外，这种机器人仅能适用于平面以及粗糙度较低的玻璃。

中国发明专利申请CN110200538A公开了一种真空吸附式越障玻璃清洗机器人，包括机架、玻璃清洗装置和四个机械腿，玻璃清洗装置可拆卸设置在机架底部，四个机械腿呈圆周陈列分布在机架四周，机械腿包括推杆固定架、大腿伸缩推杆、小腿伸缩推杆和真空吸盘，大腿伸缩推杆的一端可旋转支撑在推杆固定架上，小腿伸缩推杆的一端可拆卸连接大腿伸缩推杆的另一端，大腿伸缩推杆和小腿伸缩推杆之间具有夹角，真空吸盘可拆卸固定在小腿伸缩推杆的另一端。其通过伸缩的机械腿跨越障碍。然而这种机器人同样采用抬升式操作，无法灵活地跨越及躲避障碍。

因此，亟需一种灵活地跨越各种障碍、适用于多种玻璃幕墙、墙壁、弯曲玻璃以及穹顶的爬行装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种翻转式墙壁爬行装置。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种翻转式墙壁爬行装置，包括：

第一控制电机部件，所述第一控制电机部件设置在第一支架上；

第二控制电机部件，所述第二控制电机部件设置在第二支架上，所述第二支架与所述第一控制电机部件的输出轴转动连接，所述第二控制电机部件的输出轴垂直于所述第一控制电机部件的输出轴；

第三控制电机部件，所述第三控制电机部件设置在第三支架上，所述第三支架与所述第一支架固定连接，所述第三控制电机部件与所述第二控制电机部件相对设置，所述第三控制电机部件的输出轴垂直于所述第一控制电机部件的输出轴，所述第三控制电机部件的输出轴平行于所述第二控制电机部件的输出轴；

第一吸附部件，所述第一吸附部件与所述第二控制电机部件的输出轴转动连接；

第二吸附部件，所述第二吸附部件与所述第三控制电机部件的输出轴转动连接；

真空装置，所述真空装置分别与所述第一吸附部件和所述第二吸附部件连接；

控制装置，所述控制装置分别与所述第一控制电机部件、所述第二控制电机部件、所述第三控制电机部件和所述真空装置耦接。

优选地，所述第二支架以所述第一控制电机部件的输出轴为中心旋转0°～180°。

优选地，所述第一吸附部件以所述第二控制电机部件的输出轴为中心旋转0°～180°。

优选地，所述第二吸附部件以所述第三控制电机部件的输出轴为中心旋转0°～180°。

优选地，所述第一吸附部件包括：

第四支架，所述第四支架的上部与所述第二控制电机部件的输出轴转动连接；

第一吸盘元件，所述第一吸盘元件设置在所述第四支架的下部，所述第一吸盘元件与所述真空装置连接；

所述第二吸附部件包括：

第五支架，所述第五支架的上部与所述第三控制电机部件的输出轴转动连接；

第二吸盘元件，所述第二吸盘元件设置在所述第五支架的下部，所述第二吸盘元件与所述真空装置连接；

所述真空装置分别与所述第一吸盘元件和所述第二吸盘元件连接。

优选地，所述第四支架包括：

第一连接架，所述第一连接架呈U形，所述第一连接架的上部与所述第二控制电机部件的输出轴转动连接；

第一固定板，所述第一固定板设置在所述第一连接架的下部，所述第一吸盘元件设置在所述第一固定板的下部；

所述第五支架包括：

第二连接架，所述第二连接架呈U形，所述第二连接架的上部与所述第三控制电机部件的输出轴转动连接；

第二固定板，所述第二固定板设置在所述第二连接架的下部，所述第二吸盘元件设置在所述第二固定板的下部。

优选地，所述第一吸盘元件包括：

第一吸盘，所述第一吸盘设置在所述第一固定板的下部；

第一真空管，所述第一真空管贯穿所述第一固定板设置，所述第一真空管的第一端与所述第一吸盘连接，所述第一真空管的第二端与所述真空装置连接；

所述第二吸盘元件包括：

第二吸盘，所述第二吸盘设置在所述第二固定板的下部；

第二真空管，所述第二真空管贯穿所述第二固定板设置，所述第二真空管的第一端与所述第二吸盘连接，所述第二真空管的第二端与所述真空装置连接。

优选地，所述第一吸盘为弹性吸盘；和/或

所述第二吸盘为弹性吸盘。

优选地，所述第一吸盘包括至少一第一通孔，所述第一真空管与所述第一通孔连接；

所述第二吸盘包括至少一第二通孔，所述第二真空管与所述第二通孔连接。

优选地，所述第一吸盘元件为若干个，若干所述第一吸盘元件沿所述第一固定板的长度方向设置，若干所述第一真空管分别与一第一多通阀连接；

所述第二吸盘元件为若干个，若干所述第二吸盘元件沿所述第二固定板的长度方向设置，若干所述第二真空管分别与一第二多通阀连接；

所述真空装置分别与所述第一多通阀和所述第二多通阀连接。

优选地，所述真空装置包括：

第一真空元件，所述第一真空元件设置在所述第一固定板，所述第一真空元件与所述第一吸盘元件连接；

第二真空元件，所述第二真空元件设置在所述第二固定板，所述第二真空元件与所述第二吸盘元件连接；

所述第一真空元件和所述第二真空元件分别与所述控制装置耦接。

优选地，所述第二支架包括：

第二固定架，所述第二控制电机部件设置在所述第二固定架；

第一连接板，所述第一连接板呈U形，所述第一连接板的封闭端与所述第二固定架连接，所述第一连接板的开口端与所述第一控制电机部件的输出轴转动连接；

所述第三支架包括：

第三固定架，所述第三控制电机部件设置在所述第三固定架；

第二连接板，所述第二连接板呈直线形，所述第二连接板的第一端与所述第一支架连接，所述第二连接板的第二端与所述第三固定架连接。

优选地，还包括：

第四控制电机，所述第四控制电机设置在所述第一支架的下部和/或所述第一吸附部件和/或所述第二吸附部件，所述第四控制电机与所述控制装置耦接；

第一清扫部件，所述第一清扫部件设置在所述第四控制电机的下部，所述第一清扫部件与所述第四控制电机的输出轴转动连接。

优选地，还包括：

容器，所述容器设置在所述第一支架的侧部；

喷嘴，所述喷嘴与所述容器连接；

电磁阀，所述电磁阀设置在所述喷嘴，所述电磁阀与所述控制装置耦接。

优选地，所述第二控制电机部件包括两第二控制电机子部件，两所述第二控制电机子部件设置在所述第二支架上；

所述第三控制电机部件包括两第三控制电机子部件，两所述第三控制电机子部件设置在所述第三支架上。

优选地，所述第一吸附部件包括两第一吸附子部件，两所述第一吸附子部件分别与两所述第二控制电机子部件一一对应连接；

所述第二吸附部件包括两第二吸附子部件，两所述第二吸附子部件分别与两所述第三控制电机子部件一一对应连接。

优选地，还包括：

第一滚轮部件，所述第一滚轮部件与一所述第二控制电机子部件连接，并与所述真空装置连接；

第二滚轮部件，所述第二滚轮部件与一所述第三控制电机子部件连接，并与所述真空装置连接；

所述第一吸附部件与另一第二控制电机子部件连接；

所述第二吸附部件与另一第三控制电机子部件连接。

优选地，还包括：

机械臂，所述机械臂设置在所述第一支架的侧部或所述第一控制电机部件的侧部，并与所述第一控制电机部件连接。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的一种翻转式墙壁爬行装置，利用翻转式设计，使得墙壁爬行装置能够快速翻越各种障碍，并且能够在翻越过程中进行转向，减少了翻越障碍的时间，提高了操作效率；装置简单，易于操作，适用于多种玻璃幕墙、墙壁以及穹顶；装置为可拆卸设计，能够根据不同场景选择不同的零部件进行组合，灵活性好。

附图说明

图1是本发明的一个示意性实施例的示意图(不包含真空装置和控制装置)。

图2是本发明的一个示意性实施例的电路连接关系图。

图3是本发明的一个示意性实施例的第一支架的示意图。

图4是本发明的一个示意性实施例的第二支架的示意图。

图5是本发明的一个示意性实施例的第三支架的示意图。

图6是本发明的一个示意性实施例的第一吸附元件的示意图(不包含第一多通阀)。

图7是本发明的一个示意性实施例的第一吸附元件的真空管路图。

图8是本发明的一个示意性实施例的第二吸附元件的示意图(不包含第二多通阀)。

图9是本发明的一个示意性实施例的第二吸附元件的真空管路图。

图10是本发明的第一个具体实施例的示意图。

图11是本发明的第一个具体实施例的第二支架的示意图。

图12是本发明的第一个具体实施例的第三支架的示意图。

图13是本发明的第二个具体实施例的示意图。

图14是本发明的第二个具体实施例的第一滚轮部件的示意图(与一第二控制电机子部件连接)。

图15是本发明的第二个具体实施例的第二滚轮部件的示意图(与一第三控制电机子部件连接)。

图16是本发明的第三个具体实施例的示意图。

图17是本发明的第三个具体实施例的俯视图。

其中的附图标记为：第一支架1、第二支架2、第三支架3、第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6、第一吸附部件7、第二吸附部件8、真空装置9、控制装置10、第四支架11、第一吸盘元件12、第一连接架13、第一固定板14、第一吸盘15、第一真空管16、第一通孔17、第一多通阀18、第五支架19、第二吸盘元件20、第二连接架21、第二固定板22、第二吸盘23、第二真空管24、第二通孔25、第二多通阀26、第一真空元件27、第二真空元件28、第二固定架29、第一连接板30、第三连接板31、第三固定架32、第二连接板33、第一滚轮部件34、第一旁轮元件35、第一中心轮元件36、第一履带37、第一弹性中空管38、第二滚轮部件39、第二旁轮元件40、第二中心轮元件41、第二履带42、第二弹性中空管43、机械臂44。

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作出创造性劳动的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例1

本发明的一个示意性实施例，如图1～2所示，一种翻转式墙壁爬行装置，包括第一支架1、第二支架2、第三支架3、第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6、第一吸附部件7、第二吸附部件8、真空装置9和控制装置10，第一控制电机部件4设置在第一支架1上，第二控制电机部件5设置在第二支架2上，第三控制电机部件6设置在第三支架3上，第二支架2与第一控制电机部件4转动连接，第三支架3与第一支架1固定连接，第一吸附部件7与第二控制电机部件5转动连接，第二吸附部件8与第三控制电机部件6转动连接，真空装置9分别与第一吸附部件7和第二吸附部件8连接，控制装置10分别与第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6和真空装置9耦接。

如图3所示，第一支架1包括L形板和设置在L形板两侧的肩板，第一控制电机部件4设置在L形板上并位于两肩板之间。

如图4所示，第二支架2包括第二固定架29、第一连接板30和第三连接板31。其中，第二固定架29的结构同第一支架1的结构基本相同，第二控制电机部件5设置在第二固定架29的L形板上并位于两肩板之间。第一连接板30为U形板，第一连接板30的开口端与第一控制电机部件4的输出轴转动连接，即第一连接板的U形的两端分别与第一控制电机部件4的输出轴的两端对应连接，第一连接板30的封闭端通过第三连接板31与第二固定架29进行固定连接。第三连接板31为L形板，第三连接板31的一端与第一连接板30的封闭端固定连接，第三连接板31的另一端与第二固定架29的底部进行固定连接。

进一步地，第二支架2以第一控制电机部件4的输出轴为中心可以旋转180°。

具体地，第一控制电机部件4的输出轴为中心建立XY坐标系，第二支架2位于正Y轴，第二支架2可以向负X轴旋转90°，可以向正X轴旋转90°。

如图5所示，第三支架3包括第三固定架32和第二连接板33。其中，第三固定架32的结构同第一支架1的结构基本相同，第三控制电机部件6设置在第三固定架32的L形板上并位于两肩板之间。第二连接板33为直线形板，第二连接板33的一端与第一支架1的背部进行固定连接，第二连接板33的另一端与第三固定架32的底部进行固定连接。

进一步地，第二控制电机部件5的输出轴垂直于第一控制电机部件4的输出轴，第三控制电机部件6的输出轴垂直于第一控制电机部件4的输出轴，且平行于第二控制电机部件5的输出轴。

具体地，以第一控制电机部件4的输出轴为中心建立XYZ坐标系，其中，第一控制电机部件4的输出轴的轴线为Z轴，第二控制电机部件5的输出轴的轴线平行于Y轴位于正X轴侧，第三控制电机部件6的输出轴的轴线平行于Y轴并位于负X轴侧。

当仅进行单一方向运动时，即进行直线运动时，每完成一次翻转，第二控制电机部件5的输出轴的轴线与第三控制电机部件6的输出轴的轴线的位置互换。具体地，未翻转时，第二控制电机部件5的输出轴的轴线位于正X轴侧，第三控制电机部件6的输出轴的轴线并位于负X轴侧；完成第一次翻转后，第二控制电机部件5的输出轴的轴线位于负X轴侧，第三控制电机部件6的输出轴的轴线并位于正X轴侧；完成第二次翻转后，第二控制电机部件5的输出轴的轴线位于正X轴侧，第三控制电机部件6的输出轴的轴线并位于负X轴侧。

当进行转向运动时，以进行直角转向进行说明，第二控制电机部件5的输出轴的轴线平行于X轴并位于负Y轴侧(或正Y轴侧)，然后，第三控制电机部件6的输出轴的轴线平行于X轴并位于正Y轴侧。

第一吸附部件7包括第四支架11和第一吸盘元件12，第四支架11与第二控制电机部件5的输出轴转动连接，第一吸盘元件12设置在第四支架11的下部并与真空装置9连接。

进一步地，第四支架11以第二控制电机部件5的输出轴为中心可以旋转180°。

具体地，第二控制电机部件5的输出轴为中心建立XY坐标系，第四支架11位于正Y轴，第四支架11可以向负X轴旋转90°，可以向正X轴旋转90°。

进一步地，第四支架11包括第一连接架13和第一固定板14。第一连接架13为U形架，第一连接架13的开口端与第二控制电机部件5的输出轴转动连接，即第一连接架13的U形的两端分别与第二控制电机部件5的输出轴的两端对应连接。第一固定板14为直线形板，第一连接架13的封闭端与第一固定板14的中部进行固定连接。

进一步地，第一吸盘元件12包括第一吸盘15和第一真空管16。第一吸盘15安装在第一固定板14的下部，第一真空管16贯穿第一固定板14设置，其一端与第一吸盘15连接，其另一端与真空装置9连接。

进一步地，第一吸盘15贯穿地设置有至少一个第一通孔17，第一通孔17与第一真空管16连接。

进一步地，当第一通孔17为若干个时，若干第一通孔17规律性地设置在第一吸盘15，如一第一通孔17设置在第一吸盘15的中央，其余第一通孔17以中央的第一通孔17为圆心对称设置。

进一步地，第一真空管16包括直管和固定盘，直管贯穿第一固定板14设置，固定盘设置在第一固定板14的下部，直管与固定盘连接，固定盘用于安装第一吸盘。其中，固定盘上设置有与第一吸盘15的第一通孔17对应的真空孔，直管与真空孔连通。

进一步地，第一吸盘15与第一真空管16的固定盘进行可拆卸连接。

进一步地，第一吸盘15为弹性材料制成，如硅胶或橡胶等，其能够在竖直方向上进行伸缩，进而吸附不同粗糙程度或不同高度的玻璃或穹顶。

进一步地，第一吸附部件7包括若干个第一吸盘元件12，若干第一吸盘元件12规律性地设置在第四支架11，多个第一吸盘元件12通过一第一多通阀18与真空装置9连接。

在本实施例中，以第一吸盘元件12为两个，第一多通阀18为三通阀进行说明。

如图6～7所示，一第一吸盘元件12设置在第一固定板14的一端，另一第一吸盘元件12设置在第一固定板14的另一端，两个第一吸盘元件12的第一真空管16分别与第一多通阀18的第二端和第三端对应连接，第一多通阀18的第一端与真空装置9连接。

第二吸附部件8包括第五支架19和第二吸盘元件20，第五支架19与第三控制电机部件6的输出轴转动连接，第二吸盘元件20设置在第五支架19的下部并与真空装置9连接。

进一步地，第五支架19以第三控制电机部件6的输出轴为中心可以旋转180°。

具体地，第三控制电机部件6的输出轴为中心建立XY坐标系，第五支架19位于正Y轴，第五支架19可以向负X轴旋转90°，可以向正X轴旋转90°。

进一步地，第五支架19包括第二连接架21和第二固定板22。第二连接架21为U形架，第二连接架21的开口端与第三控制电机部件6的输出轴转动连接，即第二连接架21的U形的两端分别与第三控制电机部件6的输出轴的两端对应连接。第二固定板22为直线形板，第二连接架21的封闭端与第二固定板22的中部进行固定连接。

进一步地，第二吸盘元件20包括第二吸盘23和第二真空管24。第二吸盘23安装在第二固定板22的下部，第二真空管24贯穿第二固定板22设置，其一端与第二吸盘23连接，其另一端与真空装置9连接。

进一步地，第二吸盘23贯穿地设置有至少一个第二通孔25，第二通孔25与第二真空管24连接。

进一步地，当第二通孔25为若干个时，若干第二通孔25规律性地设置在第二吸盘23，如一第二通孔25设置在第二吸盘23的中央，其余第二通孔25以中央的第二通孔25为圆心对称设置。

进一步地，第二真空管24包括直管和固定盘，直管贯穿第二固定板22设置，固定盘设置在第二固定板22的下部，直管与固定盘连接，固定盘用于安装第一吸盘。其中，固定盘上设置有与第二吸盘23的第二通孔25对应的真空孔，直管与真空孔连通。

进一步地，第二吸盘23与第二真空管24的固定盘进行可拆卸连接。

进一步地，第二吸盘23为弹性材料制成，如硅胶或橡胶等，其能够在竖直方向上进行伸缩，进而吸附不同粗糙程度或不同高度的玻璃或穹顶。

进一步地，第二吸附部件8包括若干个第二吸盘元件20，若干第二吸盘元件20规律性地设置在第五支架19，多个第二吸盘元件20通过一第二多通阀26与真空装置9连接。

在本实施例中，以第二吸盘元件20为两个，第二多通阀26为三通阀进行说明。

如图8～9所示，一第二吸盘元件20设置在第二固定板22的一端，另一第二吸盘元件20设置在第二固定板22的另一端，两个第二吸盘元件20的第二真空管24分别与第二多通阀26的第二端和第三端对应连接，第二多通阀26的第一端与真空装置9连接。

真空装置9为真空泵，其通过中空管分别与第一吸附部件7和第二吸附部件8进行连接。

其中，真空装置9可以与翻转式墙壁爬行装置为分离式设计，也可以与翻转式墙壁爬行装置为集成式设计。

进一步地，真空装置9可以是一个，也可以由若干个组成。

进一步地，真空装置9包括第一真空元件27和第二真空元件28。第一真空元件27设置在第四支架11的第一固定板14上，第一真空元件27与第一吸盘元件12的第一真空管16连接。第二真空元件28设置在第五支架19的第二固定板22上，第二真空元件28与第二吸盘元件20的第二真空管24连接。

进一步地，第一真空元件27通过第一多通阀18分别与若干个第一真空管16进行连接。

进一步地，第二真空元件28通过第二多通阀26分别与若干个第二真空管24进行连接。

控制装置10分别与第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电6机和真空装置9进行有线连接或无线连接。

进一步地，当进行有线连接时，控制装置10为一控制箱或控制盒，其内部设置有PCB板，PCB通过线缆分别与第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电6机和真空装置9进行连接，控制装置10设置对应上述装置的按钮或旋钮，分别用于控制上述装置进行动作。

进一步地，当进行无线连接时，控制装置10可以是智能设备，如手机、平板电脑、笔记本电脑等，也可以是遥控设备，如蓝牙遥控器、红外遥控器等。第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6和真空装置9分别安装有无线通信单元，如蓝牙单元、红外单元、无线射频收发单元等。

进一步地，翻转式墙壁爬行装置安装有清洁单元，清洁单元包括清扫单元和溶剂单元。

清扫单元包括第四控制电机部件和第一清扫部件，第四控制电机部件设置在第一支架1的下部、第一吸附部件7和第二吸附部件8的至少一个，第四控制电机部件与控制装置10耦接，如有线连接或无线连接。

溶剂单元包括容器、喷嘴和电磁阀，容器设置在第一支架1的侧部，喷嘴设置在容器的底部，电磁阀设置在喷嘴的出口，并与控制装置10耦接。

进一步地，翻转式墙壁爬行装置还安装有图像获取单元，用于获取翻转式墙壁爬行装置四周的图像，以供行进使用。

具体地，图像获取单元可以是激光单元，也可以是摄像单元。

本实施例的使用方法如下：将翻转式墙壁爬行装置放置在需要清洁的玻璃或穹顶，通过控制装置10启动真空装置9，通过负压作用使第一吸附部件7和第二吸附部件8牢牢吸附在玻璃上，然后进行清洁；待清洁完毕后，识别翻转式墙壁爬行装置附近的情况，如行进方向的前方有障碍，通过控制装置10控制真空装置9，解除第二吸附部件8的负压，通过控制装置10启动第二控制电机部件5，进行翻转动作，使得第二吸附部件8翻转由第一吸附部件7的一侧翻转180°至第一吸附部件7的另一侧，即翻转至障碍的另一侧，然后控制装置10控制真空装置9，向第二吸附部件8提供负压，并解除第一吸附部件7的负压，通过控制装置10启动第三控制电机部件6，进行翻转动作，使得第一吸附部件7翻转由第二吸附部件8的一侧翻转180°至第二吸附部件8的另一侧，即第一吸附部件7和第二吸附部件8均位于障碍的同一侧，然后进行清洁；待清洁完毕后，识别翻转式墙壁爬行装置附近的情况，如行进方向的前方无障碍，通过控制装置10控制真空装置9，解除第一吸附部件7的负压，通过控制装置10启动第二控制电机部件5和第三控制电机部件6，进行动作，使得第一吸附部件7向行进方向前进，然后通过控制装置10控制真空装置9，向第一吸附部件7提供负压，解除第二吸附部件8的负压，通过控制装置10启动第二控制电机部件5和第三控制电机部件6，进行动作，使得第二吸附部件8向行进方向前进，然后通过控制装置10控制真空装置9，向第二吸附部件8提供负压，然后进行清洁；待清洁完毕后，识别翻转式墙壁爬行装置附近的情况，如行进方向的前方为拐角，通过控制装置10控制真空装置9，解除第一吸附部件7的负压，通过控制装置10启动第一控制电机部件4，进行转向动作，使得第一吸附部件7移转一定角度，然后控制装置10控制真空装置9，向第一吸附部件7提供负压，并解除第二吸附部件8的负压，再次通过控制装置10启动第一控制电机部件4，进行转向动作，使得第二吸附部件8移转一定角度，然后控制装置10控制真空装置9，向第二吸附部件8提供负压，然后进行清洁。

本发明的优点在于，利用翻转式设计，使得墙壁爬行装置能够快速翻越各种障碍，并且能够在翻越过程中进行转向，减少了翻越障碍的时间，提高了操作效率；装置简单，易于操作，适用于多种玻璃幕墙、墙壁以及穹顶；装置为可拆卸设计，能够根据不同场景选择不同的零部件进行组合，灵活性好。

实施例2

本发明的另一个实施例，如图10所示，一种翻转式墙壁爬行装置，包括第一支架1、第二支架2、第三支架3、第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6、第一吸附部件7、第二吸附部件8、真空装置9和控制装置10，第一控制电机部件4设置在第一支架1上，第二控制电机部件5设置在第二支架2上，第三控制电机部件6设置在第三支架3上，第二支架2与第一控制电机部件4转动连接，第三支架3与第一支架1固定连接，第一吸附部件7与第二控制电机部件5转动连接，第二吸附部件8与第三控制电机部件6转动连接，真空装置9分别与第一吸附部件7和第二吸附部件8连接，控制装置10分别与第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6和真空装置9耦接。

其中，第一支架1、第一控制电机部件4、真空装置9和控制装置10的结构和连接方式同实施例1大致相同。

如图11所示，第二支架2包括两第二固定架29、第一连接板30和第三连接板31，其中，第二固定架29和第一连接板30的结构和连接方式同实施例1大致相同。第三连接板31为U形板，其开口端分别与两第二固定架29进行固定连接。

如图12所示，第三支架3包括两第三固定架32和第二连接板33，其中，两第三固定架32的结构和连接方式同实施例1大致相同。第二连接板33包括一U形板和由一竖向L形板和一横向L形板构成的异形板，异形板分别与U形板和第一支架1的侧部和底部进行固定连接。

第二控制电机部件5包括两个第二控制电机子部件，两个第二控制电机子部件分别对应设置在一第二固定架29的L形板上并位于两肩板之间。

第三控制电机部件6包括两个第三控制电机子部件，两个第二控制电机子部件分别对应设置在一第三固定架32的L形板上并位于两肩板之间。

第一吸附部件7包括两个第一吸附子部件，一第一吸附子部件与一第二控制电机子部件的输出轴转动连接，每个第一吸附子部件包括第四支架11和第一吸盘元件12，第四支架11与第二控制电机子部件的输出轴转动连接，第一吸盘元件12设置在第四支架11的下部并与真空装置9连接。

其中，第四支架11和第一吸盘元件12的结构和连接关系同实施例1大致相同，在此不再赘述。

第二吸附部件8包括两个第二吸附子部件，一第二吸附子部件与一第三控制子部件的输出轴转动连接，每个第二吸附子部件包括第五支架19和第二吸盘元件20，第五支架19与第三控制电机子部件的输出轴转动连接，第二吸盘元件20设置在第五支架19的下部并与真空装置9连接。

其中，第五支架19和第二吸盘元件20的结构和连接关系同实施例1大致相同，在此不再赘述。

本实施例的使用方法同实施例1大致相同，在此不再赘述。

本实施例的优点在于，通过两个第二控制电机子部件、两个第三控制电机子部件、两个第一吸附子部件和两个第二吸附子部件，形成一类似于“四足机器人”的结构，能够根据实际情况对第一吸附子部件和第二吸附子部件中的任意一个或几个进行针对性调整，即进行转动角度和位置的精确调整，进而适应不同结构和形状的玻璃幕墙或穹顶。

实施例3

本发明的另一个实施例，如图13所示，一种翻转式墙壁爬行装置，一种翻转式墙壁爬行装置，包括第一支架1、第二支架2、第三支架3、第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6、第一吸附部件7、第二吸附部件8、真空装置9、控制装置10、第一滚轮元件34和第二滚轮元件39，第一控制电机部件4设置在第一支架1上，第二控制电机部件5设置在第二支架2上，第三控制电机部件6设置在第三支架3上，第二支架2与第一控制电机部件4转动连接，第三支架3与第一支架1固定连接，第一吸附部件7与第二控制电机部件5转动连接，第二吸附部件8与第三控制电机部件6转动连接，真空装置9分别与第一吸附部件7和第二吸附部件8连接，第一滚轮部件34与第二控制电机部件5连接，第二滚轮部件39与第三控制电机部件6连接，控制装置10分别与第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6和真空装置9耦接。

其中，第一支架1、第二支架2、第三支架3、第一控制电机部件4、第一吸附部件7、第二吸附部件8、真空装置9和控制装置10的结构和连接方式同实施例1大致相同，在此不再赘述。

第二控制电机部件4包括两个第二控制电机子部件，两个第二控制电机子部件设置在第二支架2的第二固定架29的L形板上并位于两肩板之间。

第一吸附部件7与第一个第二控制电机子部件的输出轴转动连接，第一滚轮部件34，第一滚轮部件34与第二个第二控制电机子部件的输出轴转动连接并与真空装置9连接。

如图14所示，第一滚轮部件34包括至少三个第一旁轮元件35、一个第一中心轮元件36和第一履带37，若干第一旁轮元件35以第一中心轮元件36为中心周向设置，第一履带37包覆在若干第一旁轮元件35的外侧，并通过若干第一弹性中空管38与第一中心轮元件36连接，第一弹性中空管38设置在任意两第一旁轮元件35之间，第一履带37设置有若干第三吸盘，并分别与第一弹性中空管38连通。

第三控制电机部件5包括两个第三控制电机子部件，两个第三控制电机子部件设置在第三支架3的第三固定架32的L形板上并位于两肩板之间。

第二吸附部件8与第一个第三控制电机子部件的输出轴转动连接，第二滚轮部件39，第二滚轮部件39与第二个第三控制电机子部件的输出轴转动连接并与真空装置9连接。

如图15所示，第二滚轮部件39包括至少三个第二旁轮元件40、一个第二中心轮元件41和第二履带42，若干第二旁轮元件40以第二中心轮元件41为中心周向设置，第二履带42包覆在若干第二旁轮元件40的外侧，并通过若干第二弹性中空管43与第二中心轮元件41连接，第二弹性中空管43设置在任意两第二旁轮元件40之间，第二履带42设置有若干第四吸盘，并分别与第二弹性中空管43连通。

本实施例的使用方法如下：将翻转式墙壁爬行装置放置在需要清洁的玻璃或穹顶，通过控制装置10启动真空装置9，通过负压作用使第一吸附部件7和第二吸附部件8牢牢吸附在玻璃上，然后进行清洁；待清洁完毕后，识别翻转式墙壁爬行装置附近的情况，如行进方向的前方有障碍，通过控制装置10控制真空装置9，解除第二吸附部件8的负压，通过控制装置10启动第一个控制电机子部件，进行翻转动作，使得第二吸附部件8翻转由第一吸附部件7的一侧翻转180°至第一吸附部件7的另一侧，即翻转至障碍的另一侧，然后控制装置10控制真空装置9，向第二吸附部件8提供负压，并解除第一吸附部件7的负压，通过控制装置10启动第一个控制电机子部件，进行翻转动作，使得第一吸附部件7翻转由第二吸附部件8的一侧翻转180°至第二吸附部件8的另一侧，即第一吸附部件7和第二吸附部件8均位于障碍的同一侧，然后进行清洁；待清洁完毕后，识别翻转式墙壁爬行装置附近的情况，如行进方向的前方无障碍，通过控制装置10控制真空装置9，解除第一吸附部件7的第一吸盘元件12和第二吸附部件8的第二吸盘元件20的负压，通过控制装置10启动第二个第二控制电机子部件和第二个第三控制电机子部件，使第一滚轮部件34和第二滚轮部件39进行动作，进行前进动作，然后到达指定位置后，控制装置10控制真空装置9，向第一吸盘元件12和第二吸盘元件20提供负压，控制装置10关闭第二个第二控制电机子部件和第二个第三控制电机子部件，使第一滚轮部件34和第二滚轮部件39停止转动，然后进行清洁；待清洁完毕后，识别翻转式墙壁爬行装置附近的情况，如行进方向的前方为拐角，通过控制装置10控制真空装置9，解除第一吸附部件7的负压，通过控制装置10启动第一控制电机部件4，进行转向动作，使得第一吸附部件7移转一定角度，然后控制装置10控制真空装置9，向第一吸附部件7提供负压，并解除第二吸附部件8的负压，再次通过控制装置10启动第一控制电机部件4，进行转向动作，使得第二吸附部件8移转一定角度，然后控制装置10控制真空装置9，向第二吸附部件8提供负压，然后进行清洁。

本实施例的优点在于，通过设置第一滚轮部件和第二滚轮部件，使得翻转式墙壁爬行装置能够在第一吸盘元件和第二吸盘元件不进行转动的情况下进行直线方向运动；第一滚轮部件和第二滚轮部件均为弹性设计，能够适应具有较小粗糙度的玻璃或墙壁的运动，减少翻转式墙壁爬行装置的翻转次数，提高运动效率；利用第一滚轮部件和第二滚轮部件可以加强翻转式墙壁爬行装置的吸附能力，避免翻转式墙壁爬行装置在行进过程和清洁过程中出现脱附的情况。

实施例4

本发明的另一个实施例，如图16所示，一种翻转式墙壁爬行装置，一种翻转式墙壁爬行装置，包括第一支架1、第二支架2、第三支架3、第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6、第一吸附部件7、第二吸附部件8、真空装置9、控制装置10和机械臂44，第一控制电机部件4设置在第一支架1上，第二控制电机部件5设置在第二支架2上，第三控制电机部件6设置在第三支架3上，第二支架2与第一控制电机部件4转动连接，第三支架3与第一支架1固定连接，第一吸附部件7与第二控制电机部件5转动连接，第二吸附部件8与第三控制电机部件6转动连接，真空装置9分别与第一吸附部件7和第二吸附部件8连接，机械臂44设置在第一支架1或第一控制电机部件4的侧部，控制装置10分别与第一控制电机部件4、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6和真空装置9耦接。

其中，第一支架1、第二支架2、第三支架3、第二控制电机部件5、第三控制电机部件6、第一吸附部件7和第二吸附部件8、真空装置9和控制装置10的结构和连接方式同实施例1大致相同，在此不再赘述。

第一控制电机部件4包括两个第一控制电机子部件，其中，一第一控制电机子部件的输出轴与第二支架2转动连接，另一第一控制电机子部件与机械臂44进行连接。

机械臂44设置在第一支架1的L形板的侧部并与一第一控制电机子部件连接，或者机械臂44设置在一第一控制电机子部件的侧部并与其连接，控制装置10控制机械臂44的动作。

其中，如图17所示，位于第一控制电机4一侧的机械臂44的横向距离大于其相对应侧的第一吸附部件7或第二吸附部件8的横向距离，即机械臂44在任何情况下都不会与第一吸附部件7和第二吸附部件8进行接触。

此外，机械臂44的第一端超出第一吸附部件7或第二吸附部件8的最远端，即机械臂44在任何情况下都不会与第一吸附部件7和第二吸附部件8进行接触。

机械臂44的第一端可以连接任一清洁工具，用于对第一清扫部件清洁后的玻璃或墙壁进行二次清洁，如进行擦拭、抛光、打蜡等清洁工作。

进一步地，机械臂44至少为三轴机械臂，优选的为五轴机械臂，能够进行全方位360°转动。

本发明的使用方法同实施例1大致相同，其区别仅在于，能够根据具体清洁要求，选择适应的清洁工具，在第一清扫部件清洁后，对玻璃或墙壁进行二次清洁操作。

本实施例的优点在于，通过机械臂的设置，能够使翻转式墙壁爬行装置对玻璃或墙壁进行多功能清洁，适应多种工作环境，适用范围广。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种翻转式墙壁爬行装置，其特征在于，包括：

第一支架；

第一控制电机部件，所述第一控制电机部件设置在所述第一支架上；

第二支架，所述第二支架包括：

第一连接板，所述第一连接板呈U形，所述第一连接板的开口端与所述第一控制电机部件的输出轴转动连接；

第二固定架，所述第二固定架与所述第一连接板的封闭端固定连接；

第二控制电机部件，所述第二控制电机部件包括：

两第二控制电机子部件，两所述第二控制电机子部件设置在所述第二固定架，两所述第二控制电机子部件的输出轴垂直于所述第一控制电机部件的输出轴；

第三支架，所述第三支架包括：

第二连接板，所述第二连接板呈直线形，所述第二连接板的第一端与所述第一支架固定连接；

第三固定架，所述第三固定架与所述第二连接板的第二端固定连接；

第三控制电机部件，所述第三控制电机部件与所述第二控制电机部件相对设置，所述第三控制电机部件包括：

两第三控制电机子部件，两所述第三控制电机子部件设置在所述第三固定架，两所述第三控制电机子部件的输出轴垂直于所述第一控制电机部件的输出轴；

第一吸附部件，所述第一吸附部件包括：

第四支架，所述第四支架的上部与第一个所述第二控制电机子部件的输出轴转动连接；

第一吸盘元件，所述第一吸盘元件包括：

第一吸盘，所述第一吸盘设置在所述第四支架的下部；

第一真空管，所述第一真空管贯穿所述第四支架设置，所述第一真空管的第一端与所述第一吸盘连接；

第二吸附部件，所述第二吸附部件包括：

第五支架，所述第五支架的上部与第一个所述第三控制电机子部件的输出轴转动连接；

第二吸盘元件，所述第二吸盘元件包括：

第二吸盘，所述第二吸盘设置在所述第五支架的下部；

第二真空管，所述第二真空管贯穿所述第五支架设置，所述第二真空管的第一端与所述第一吸盘连接；

两第一滚轮部件，两所述第一滚轮部件对称地设置在第二个所述第二控制电机子部件的两侧，所述第一滚轮部件包括：

第一中心轮元件，所述第一中心轮元件与第二个所述第二控制电机子部件的输出轴连接；

至少三个第一旁轮元件，至少三个所述第一旁轮元件以所述第一中心轮元件为中心周向设置，且所述第一旁轮元件与所述第一中心轮元件转动连接；

第一履带，所述第一履带包覆所有所述第一旁轮元件；

若干第一弹性中空管，若干所述第一弹性中空管设置在所述第一中心轮元件与所述第一履带之间，相邻两个所述第一旁轮元件之间设置至少所述第一弹性中空管；

若干第三吸盘，若干所述第三吸盘设置在所述第一履带的外侧，若干所述第三吸盘与若干所述第一弹性中空管一一对应，所述第三吸盘与所述第一弹性中空管连接；

两第二滚轮部件，两所述第二滚轮部件对称地设置在第二个所述第三控制电机子部件的两侧，所述第二滚轮部件包括：

第二中心轮元件，所述第二中心轮元件与第二个所述第三控制电机子部件的输出轴连接；

至少三个第二旁轮元件，至少三个所述第二旁轮元件以所述第二中心轮元件为中心周向设置，且所述第二旁轮元件与所述第二中心轮元件转动连接；

第二履带，所述第二履带包覆所有所述第二旁轮元件；

若干第二弹性中空管，若干所述第二弹性中空管设置在所述第二中心轮元件与所述第二履带之间，相邻两个所述第二旁轮元件之间设置至少所述第二弹性中空管；

若干第四吸盘，若干所述第四吸盘设置在所述第二履带的外侧，若干所述第四吸盘与若干所述第二弹性中空管一一对应，所述第四吸盘与所述第二弹性中空管连接；

真空装置，所述真空装置分别与所述第一真空管的第二端、所述第二真空管的第二端、所述第一滚轮部件、所述第二滚轮部件连接；

清扫单元，所述清扫单元包括：

第四控制电机部件，所述第四控制电机部件设置在所述第一支架的下部；

第一清扫部件，所述第一清扫部件与所述第四控制电机部件连接；

溶剂单元，所述溶剂单元包括：

容器，所述容器设置在所述第一支架的侧部；

喷嘴，所述喷嘴设置在所述容器的底部；

电磁阀，所述电磁阀设置在所述喷嘴；

控制装置，所述控制装置分别与所述第一控制电机部件、所述第二控制电机部件、所述第三控制电机部件、所述第四控制电机部件、所述电磁阀和所述真空装置耦接；

其中，以所述第一控制电机部件的输出轴为中心建立XYZ坐标系，所述第一控制电机部件的输出轴为Z轴；

在进行直线运动且未翻转时，所述第二控制电机子部件的输出轴平行于Y轴并位于正X轴侧，所述第三控制电机子部件的输出轴平行于Y轴并位于负X轴侧；

在进行直线运动且完成翻转时，所述第二控制电机子部件的输出轴平行于Y轴并位于负X轴侧，所述第三控制电机子部件的输出轴平行于Y轴并位于正X轴侧；

在进行直角转向运动时，所述第二支架以Z轴为中心进行转动，所述第二控制电机子部件的输出轴由平行于Y轴并位于负X轴侧变更为平行于X轴并位于负Y轴侧，所述第三控制电机子部件的输出轴由平行于Y轴并位于正X轴侧变更为平行于X轴并位于正Y轴侧。

2.根据权利要求1所述的翻转式墙壁爬行装置，其特征在于，所述第四支架包括：

第一连接架，所述第一连接架呈U形，所述第一连接架的上部与所述第二控制电机部件的输出轴转动连接；

第一固定板，所述第一固定板设置在所述第一连接架的下部，所述第一吸盘设置在所述第一固定板的下部，所述第一真空管贯穿所述第一固定板设置；

所述第五支架包括：

第二连接架，所述第二连接架呈U形，所述第二连接架的上部与所述第三控制电机部件的输出轴转动连接；

第二固定板，所述第二固定板设置在所述第二连接架的下部，所述第二吸盘设置在所述第二固定板的下部，所述第二真空管贯穿所述第二固定板设置。

3.根据权利要求1所述的翻转式墙壁爬行装置，其特征在于，所述第一吸盘包括至少一第一通孔，所述第一真空管与所述第一通孔连接；

所述第二吸盘包括至少一第二通孔，所述第二真空管与所述第二通孔连接。

4.根据权利要求2所述的翻转式墙壁爬行装置，其特征在于，所述第一吸盘元件为若干个，若干所述第一吸盘元件沿所述第一固定板的长度方向设置，若干所述第一真空管分别与一第一多通阀连接；

所述第二吸盘元件为若干个，若干所述第二吸盘元件沿所述第二固定板的长度方向设置，若干所述第二真空管分别与一第二多通阀连接；

所述真空装置分别与所述第一多通阀和所述第二多通阀连接。

5.根据权利要求2所述的翻转式墙壁爬行装置，其特征在于，所述真空装置包括：

第一真空元件，所述第一真空元件设置在所述第一固定板，所述第一真空元件与所述第一吸盘元件连接；

第二真空元件，所述第二真空元件设置在所述第二固定板，所述第二真空元件与所述第二吸盘元件连接；

所述第一真空元件和所述第二真空元件分别与所述控制装置耦接。

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