CN111329408A - 一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，包括日形机架和移动客户端，所述机架上设有总控制器、攀爬系统、旋翼系统和光电系统；所述总控制器与移动客户端无线通信连接在一起；所述飞行架上固定设有飞行电机控制器和陀螺仪，飞行电机控制器与陀螺仪通信连接在一起，所述飞行电机控制器与总控制器控制连接在一起；本发明使用方便，操作简单，不仅可以吸附在玻璃幕墙上自动调节清洗位置，还可以自动跨越玻璃横梁移动至下一块玻璃幕墙上进行清洗工作，实现全自动清洗，从而解决现人工清洗幕墙玻璃成本高、风险大和现有清洗机器人使用不方便，不能有效越障的问题。

Description

一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人

技术领域

本发明属于玻璃幕墙清洗领域，具体涉及一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人。

背景技术

玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征，玻璃幕墙是指由支承结构体系可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。但随着中国的快速发展，高层建筑越来越多，如何高层建筑的玻璃幕墙进行清洁属于一大难题。

对于大厦建筑玻璃幕墙传统的清洗方式是请专业人员进行人工清洗，但传统的人工清洗大厦玻璃幕墙存在很多的弊端和隐患，如当清洁面积较大时，需要大量的劳动力，不仅成本高，而且由于人员过多会存在人员不容易管理、专业水平低下等问题，这样会导致清洗效果较差，清洗效率较低，对于玻璃幕墙可能会造成一定的损伤，会影响玻璃幕墙的透光率、使用寿命；并且清洗人员在工作时是需要吊在空中，存在巨大的安全隐患，而且在清理位于大厦顶部与角落边缘地带的玻璃幕墙时，危险性更高。

现如今的智能化清洗机器人产品中主要分为吸盘吸附式清洁机器人和缆索式机器人，现如今吸盘式机器人相对于人工清洗外墙玻璃而言虽然安全且速度快，但是以此来代替人工清洁还相差较远，因为需要对玻璃结构的不同需要进行定制特定的产品才能进行清洗作业；而且对复杂的玻璃横梁结构的外墙，没有太好的越障方案；缆索式机器人需要不断调整缆索位置进行清洗，这就造成了清洗作业效率底下，使用不方便的问题。

发明内容

针对现有清洗机器人存在的缺陷和问题，本发明提供一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，该智能机器人使用方便，不仅可以吸附在玻璃幕墙上自动调节清洗位置，还可以自动跨越玻璃横梁移动至下一块玻璃幕墙上进行清洗工作，实现全自动清洗，从而解决现人工清洗幕墙玻璃成本高、风险大和现有清洗机器人使用不方便，不能有效越障的问题。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，包括日形机架和移动客户端，所述机架上设有总控制器、攀爬系统、旋翼系统和光电系统；所述总控制器与移动客户端无线通信连接在一起；所述攀爬系统包括固定设置在机架左右两侧的垂直移动单元和固定设置在机架前后两侧的水平移动单元，所述垂直移动单元和水平移动单元的控制端均与总控制器控制连接，通过总控制器控制垂直移动单元或水平移动单元可驱使攀爬系统带动机架沿玻璃幕墙上下移动或左右移动；所述旋翼系统包括飞行架，飞行架与机架上端面固定连接在一起，所述飞行架上固定设有飞行电机控制器和陀螺仪，飞行电机控制器与陀螺仪通信连接在一起，所述飞行电机控制器与总控制器控制连接在一起，所述飞行架的左右两侧中部均固定有两个向外呈散射状设置的悬臂，各悬臂末端均设有飞行旋翼，各飞行旋翼均与电机控制器控制连接，通过电机控制器控制各飞行旋翼转动，使旋飞系统带动机架起飞行移动；电系统包括距离传感器和位置传感器，机架前端滚刷机构滚刷架的左右两端和机架尾端刮板机构刮板的左右两端固定设置有光电距离传感器，位置传感器粘固在机架的底面，距离传感器和位置传感器均通过电线与总控制器通信连接；所述机架上设有用于清洗幕墙玻璃的清洗系统。

喷液机构、所述滚刷机构设置在机架前侧，所述刮板机构设置在机架的后侧，所述喷液机构设置在滚刷机构与刮板机构之间的机架上，所述喷液机构上设置有控制喷液机构启闭的开关或者阀门，所述开关或者阀门与控制器控制连接。

所述滚刷机构包括滚刷、辊刷座和固定杆，所述滚刷座为叉形固定座，所述滚刷座与机架间隔设置，且所述辊刷座与机架相互平行，所述滚刷座通过固定杆与机架固定连接在一起，所述滚刷套装在滚刷座内，且滚刷下端的圆周侧面与玻璃幕墙紧密抵触在一起。

所述喷液机构包括抽液泵、储液罐和喷头，所述机架上沿纵向间隔固定设置有多个喷口向下的喷头，所述抽液泵的抽液端通过水管与清洗剂液体瓶的排液口连接，所述抽液泵的排液端通过水管与喷头连接，所述抽液泵通过电线与总控制器控制连接，通过总控制器控制抽液泵的启闭。

所述刮板机构包括与机架平行间隔设置的刮板，刮板的上端中部固定有倒L形连接件，连接件的另一端与机架相邻的一端固定在一起，所述刮板下端的剐蹭端与玻璃幕墙紧密抵触在一起。

所述机架包括机架本体和连接结构，所述机架本体的前后两端对称固定有连接结构，连接结构与计价本体之间形成矩形的安装口。

所述垂直移动单元包括履带吸盘a和驱动履带吸盘a工作的驱动结构a，所述机架的左右两侧对称固定有履带吸盘a，所述主控制器与驱动结构a控制连接，通过总控制器控制驱动结构a可驱使机架左右两侧的履带吸盘a带动机架沿玻璃幕墙上下移动。

所述水平移动单元包括履带吸盘b和驱动履带吸盘b工作的驱动结构b，所述机架的前后两侧对称固定有履带吸盘b，所述主控制器与驱动结构控制连接，通过总控制器控制驱动结构b可驱使机架左右两侧的履带吸盘b带动机架沿玻璃幕墙左右移动。

所述总控制器上设有无线发射接收模块，并通过无线发射接收模块与移动客户端连接在一起。

本发明的有益效果：本发明提供的一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，与现有清洗机器人相比较，一共4处优点：

1.本发明所提供的一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，机器人上设有旋翼系统，当机器在对单块幕墙玻璃清洗完成后，旋翼系统会带动机器悬飞升空跨越幕墙玻璃四周的横梁，移动至下一块幕墙玻璃上继续清洗作业。

2.本发明所提供的一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，机器人上设有攀爬系统和清洗系统，攀爬系统包括垂直移动单元和水平移动单元，所述垂直移动单元和水平移动单元的控制端均与总控制器控制连接，通过总控制器控制垂直移动单元或水平移动单元可驱使攀爬系统带动机架沿玻璃幕墙上下移动或水平移动，在机器通过攀爬系统沿玻璃幕墙向下移动的同时，清洗系统会对幕墙玻璃的表面进行清洗，从而保证了机器对一整块幕墙玻璃壁完整清洗。

3.本发明所提供的一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，机器上人还设有光电系统，通过光电系统与总控制通信连接，光电系统会根据机器的位置和工作情况向总控制器传送对应的电信号，总控制器接收到点信号后会针对电信号控制各个系统进行工作，实现全自动清洗工作。

4.本发明所提供的一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，设置有移动客户端，光电系统会通过总控制器向移动客户端发送机器的实时位置，移动客户端会根据光电系统通过总控制器发送的机器实时位置建立路径模型，当玻璃幕墙清洗工作完成后，移动客户端可根据机器现位置结合移动客户端所建立的路径模型向总控制器发送回收信号，从而可一键回收机器，操作更加方便。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明机架结构示意图。

图3是本发明攀爬系统结构示意图。

图4是本发明垂直移动单元结构示意图。

图5是本发明水平移动单元结构示意图。

图6是本发明履带吸盘a侧视结构示意图。

图7是本发明履带吸盘b侧视结构示意图。

图8是本发明三通接头结构示意图。

图9是本发明环状履带与驱动轮组安装关系示意图。

图10是本发明气管通道结构示意图。

图11是本发明清洗系统结构示意图。

图12是本发明距离传感器固定位置示意图。

图13是本发明履带吸盘a和履带吸盘b的水平位置关系示意图。

图14是本发明刮板内部结构示意图。

图15是本发明旋翼系统垂直起降运动过程示意图。

图16是本发明旋翼系统仰俯运动过程示意图。

图17是本发明旋翼系统横滚运动过程示意图。

图18是本发明旋翼系统偏航运动过程示意图。

图19是本发明清洗液回收流程示意图。

图20是本发明跨障工作流程示意图。

图21是本发明旋翼系统结构示意图。

图22是本发明履带吸盘工作状态示意图。

图中标号：1为机架，11为机架本体，12为连接结构，121为固定杆，122为机架横梁，13为安装口，2为攀爬系统，201为垂直移动单元，202为水平移动单元，21为履带吸盘a，211为前轮，212为辅助轮，213为后轮，214为固定座a，215为固定座b，216为固定座c，217为固定轴，218为连接杆a，2181为从动锥齿轮，221为驱动电机a，222为真空泵a，223为硬质抽气管，224为三通接头，2241为第一接头，2242为第二接头，2243为第三接头，225为气体分配器，2251为管接头，226为环状履带，227为真空吸盘，2171为气管通道，22为履带吸盘b，228为连接杆b，231为驱动电机b，232为真空泵b，3为清洗系统，311为滚刷座，312为滚刷，313为固定杆，321为雾化喷头，322为供液泵，323为储液罐，331为刮板，3331为空腔，332为连接件，3321为导流管，41为飞行架，42为飞行旋翼，43为悬臂，44为电机控制器，45为陀螺仪，5为玻璃幕墙，61为距离传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

本实施例提供了一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，如图1-22所示，包括移动客户端和与幕墙玻璃平行设置的机架1，机架1包括机架本体11和连接结构12，机架本体11的前后两端对称固定有连接结构12，连接结构12包括机架横梁112，机架横梁112的左右两端均径向焊接有固定杆121，固定杆121的另一端分别焊接固定在机架本体11的左右两端，且连接机构12与机架本体11之间形成矩形的安装口13，机架11上设有总控制器、攀爬系统、清洗系统、旋翼系统和光电系统，总控制器上设有无线发射接收模块，且总控制器通过无线发射接收模块与移动客户端连接在一起；通过移动客户端可观察到总控制器的工作情况并可以通过移动客户端向总控制器发送命令。

如图3、图4、图6所示，攀爬系统包括固定设置在机架1左右两侧的垂直移动单元201和固定设置在机架1前后两侧的水平移动单元202，垂直移动单元201包括履带吸盘a21和驱动履带a21工作的驱动结构a，机架主体11的左右两侧对称固定有履带吸盘a21，履带吸盘a21包括驱动轮组、环状履带226和真空吸盘227，驱动轮组包括前轮211、辅助轮212和后轮213，前轮211、辅助轮212和后轮213的直径尺寸大小一致，且前轮211、辅助轮212和后轮213从前至后依次间隔固定在机架主体11上，具体地：

机架主体11设置有履带吸盘a21的一侧上端面前后两端和中部分别通过螺栓固定有固定座a214、固定座c216和固定座b215，3个固定座的中部均横向开有轴孔并套装有固定轴承，固定轴承内均匹配套装有固定轴217，固定轴217的外端均向外延伸出机架主体11，机架主体11两侧固定座a214内的固定轴通过连接杆a218固定连接在一起，且连接杆a218与固定座a214内固定轴217同轴心设置，当驱动机构a驱动连接杆a218转动时，连接杆a218会带动两侧的固定轴217在对应固定座a214内转动。

如图9所示，前轮211固定套装在位于固定座a214内的固定轴尾端，辅助轮212固定套装在位于固定座b215内的固定轴尾端，后轮213固定套装在位于固定座c216内的固定轴尾端。

环状履带226匹配套装在驱动轮组上，且环状履带226的圆周侧边向外轴向延伸出驱动轮组，驱动轮组的前轮211、后轮213和辅助轮212均与环状履带的内侧相啮合，当前轮211转动时，会通过环状履带226带动辅助轮213与后轮212跟随前轮211转动，当环状履带226转动时会带动机架1在水平状态下前后移动；如图10所示，固定座b215内的固定轴217为空心轴，其内部通道为气管通道2171，气管通道2171内通过轴承固定套装有硬质抽气管223，硬质抽气管223的内端向内延伸出气管通道2171并与驱动结构a连接在一起，硬质抽气管223的外端向外延伸出气管通道2171并套装有气体分配器225，且气体分配器225位于驱动轮组外侧的环状履带226内；环状履带226的外环面中部沿圆周均匀间隔粘接固定有14个开口向外的真空吸盘227；真空吸盘226的吸气端均穿过环状履带226延伸至驱动轮组外侧的环状履带226内，并均通过抽气软管与气体分配器225上对应的管接头2251密封连接在一起，每根抽气管的尺寸均相等，且每根抽气软管上均匹配设有无线压力传感器，无线压力传感器通过其内部无线发送模块与总控制器通信连接，当前轮211通过环状履带226带动辅助轮212和后轮213转动时，环状履带226上的真空吸盘227会跟随环状履226转动而绕辅助轮212移动，由于硬质抽气管223是通过轴承固定套装在气管通道2171内，所以当真空吸盘227跟随环状履带226移动时，真空吸盘227会通过抽气软管带动硬质抽气管223在气管通道内旋转。

如图4、图8所示，驱动结构a包括驱动电机a221和真空泵a222，驱动电机a221和真空泵a222均通过电线与总结控制器控制连接在一起，且驱动电机a221的电机转轴与连接杆a218传动连接，具体地：连接杆a218的左端圆周侧壁上套装有从动锥齿轮2181，驱动电机a的电机转轴上套装有主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮2181匹配啮合固定在一起，当总控制器控制驱动电机a221转动时，驱动电机a221会通过主动锥齿轮带动连接杆a218转动，当连接杆a218转动时，会同时带动两侧固定座a214内的固定轴217转动，由于前轮211是固定套装在驱动轴217上的，所以当固定座a214内的驱动轴217转动时会带动前轮211转动。

真空泵a222通过螺栓固定在机架本体11的上端面，真空泵a222的抽气端口上匹配套装有三通接头224，三通接头的第一接头2241与真空泵a222的抽气端密封连接在一起，三通接头的第二接头2242与第三接头2243分别朝向机架本体11左右两侧的固定座b215设置，且第二接头2242和第三接头2243的接头口与固定座b215内的固定轴同轴心设置；三通接头的第二接头2242与第三接头2243分别与对应尾端延伸出气管通道2171的硬质抽气管223密封连接在一起，当主控制器控制真空泵a222工作时，真空泵a222通过硬质抽气管223对环状履带226上的真空吸盘227进行抽压。

如图22所示，在使用时，位于环状履带226下段上的真空吸盘227的开口会与玻璃幕墙5贴合在一起形成密封，通过总控制器控制真空泵a222开始工作，真空泵a222通过硬质抽气管223对环状履带226上的真空吸盘227进行抽压，由于位于环状履带226下段上的真空吸盘227的开口与玻璃幕墙5贴合在一起，所以在进行抽压时会将环状履带226上与玻璃幕墙5贴合在一起的真空吸盘227内部抽成负压，从而使真空吸盘227吸附在玻璃幕墙上，当无线压力传感器检测到所对应抽气软管内的负压达到预设之后，会向总控制器发送完成信号，当总控制器接收到垂直移动单元201每侧履带吸盘a21所发出的完成信号数量达到六个后，总控制器会控制驱动电机a221开始工作，驱动电机a221会通过连接杆a218驱使机架本体11左右两侧的环状履带226转动，当环状履带226转动时，与幕墙玻璃5吸附在一起的真空吸盘227会跟随环状履带226的转动而逐个与幕墙玻璃5分离，而同时未与幕墙玻璃5吸附在一起的真空吸盘226会跟随环状履带226的转动而逐个与幕墙玻璃5贴合在一起，并通过真空泵a222抽压使其与幕墙玻璃55吸附在一起，从而使环状履带226可以通过真空吸盘227带动机架1沿幕墙玻璃5上下移动。

如图3、图5、图7所示，水平移动单元202包括横置的履带吸盘b22和驱动履带b22工作的驱动结构b，机架1前后两侧的安装口13内对称固定有履带吸盘b22，履带吸盘b22包括驱动轮组、环状履带226和真空吸盘227，驱动轮b组包括前轮211、辅助轮212和后轮213，前轮211、辅助轮212和后轮213的直径尺寸大小一致，且履带吸盘b22中前轮211的直径尺寸大于履带吸盘a21中前轮211的直径尺寸，履带吸盘b2的前轮211、辅助轮212和后轮213依次间隔固定在机架主体11上，具体地：如图xx所示，机架主体11设置有履带吸盘b的一侧上端面左右两端和中部均通过螺栓分别固定有固定座c216、固定座a214和固定座b215，固定座c216、固定座a214和固定座b215的中部均设有轴孔并套装有轴承，轴承内匹配套装有固定轴217，固定轴的外端均向外延伸至安装口13内，且套装在固定座b215内的固定轴为空心轴，空心轴内部为气管通道217。

如图13所示，其中履带吸盘b22内的固定轴与机架1之间的垂直距离为a，履带吸盘a21内的固定轴与机架1之间的垂直距离为b，其中a＞b，

如图5所示机架主体11前后两端固定座a214内的固定轴217通过连接杆b228固定连接在一起，且连接杆b228与机架本体11前后两端固定座a214内的固定轴同轴心设置，当驱动机构b驱动连接杆b228转动时，连接杆b228会带动两侧的固定轴在对应固定座a214内转动。

如图9所示，前轮211固定套装在位于固定座a214内的固定轴尾端，辅助轮212固定套装在位于固定座b215内的固定轴尾端，后轮213固定套装在位于固定座c216内的固定轴尾端。

环状履带226匹配套装在驱动轮组b上，且环状履带226下端的外环面与履带吸盘a21上环状履带226下端的外环面在同一水平面上；履带吸盘b22上环状履带226的圆周侧边向外轴向延伸出驱动轮组，驱动轮组的前轮211、后轮213和辅助轮212均与环状履带226的内侧相啮合，当前轮转211动时，会通过环状履带226带动辅助轮212与后轮213跟随前轮211转动，当履带吸盘b22的环状履带226转动时会带动水平状态下的机架1左右移动；

机架本体11前后两端固定轴内的气管通道2171内通过轴承固定套装有硬质抽气管223，硬质抽气管223的内端向内延伸出气管通道2171并与驱动结构b连接在一起，硬质抽气管217的外端向外延伸出气管通道2171并套装有气体分配器225，且气体分配器225位于驱动轮组b外侧的环状履带226内；环状履带226的外环面中部沿圆周均匀间隔粘接固定有28个开口向外的真空吸盘227，真空吸盘227的吸气端均穿过环状履带226延伸至驱动轮组b外侧的环状履带226内，并均通过抽气软管与气体分配器225上对应的管接头2251密封连接在一起，且每根抽气软管的长度一致，抽气软管上匹配设有无线压力传感器，无线压力传感器通过其内部无线发送模块与总控制器通信连接，当前轮211通过环状履带226带动辅助轮212和后轮213转动时，环状履带226上的真空吸盘227会跟随环状履226转动而绕辅助轮212移动，由于硬质抽气管223是通过轴承固定套装在气管通道2171内，所以当真空吸盘227跟随环状履带226移动时，真空吸盘227会通过抽气软管带动硬质抽气管223在气管通道内旋转。

如图5所示，驱动结构b包括驱动电机b231和真空泵b232，驱动电机b231和真空泵b232均通过电线与总结控制器控制连接在一起，且驱动电机b231的电机转轴与连接杆b218传动连接，具体地：连接杆b218的右端圆周侧壁上套装有从动锥齿轮，驱动电机b231的电机转轴上套装有主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮匹配啮合固定在一起，当总控制器控制驱动电机b231工作时，驱动电机b231会通过主动锥齿轮带动连接杆b218转动，当连接杆b218转动时，会同时带动两侧固定座a214内的固定轴转动，由于前轮211是固定套装在固定座a214内的固定轴上，所以当固定座a214内的驱动轴转动时会带动前轮211转动。

真空泵b232通过螺栓固定在机架本体11的上端面，真空泵b232的抽气端口上匹配套装有三通接头224，三通接头224的第一接头2241与真空泵b232的抽气端密封连接在一起，三通接头224的第二接头2242与第三接头2243通过连接管分别机架本体11前后两端向内延伸出气管通道2171的硬质抽气管223连接在一起，当主控制器控制真空泵b232工作时，真空泵b232通过硬质抽气管对环状履带226上的真空吸盘227进行抽压。

在使用时，通过总控制器控制驱动机构b的驱动电机b231和真空泵b232工作，可驱使机架本体11前后两侧的履带吸盘b22带动机架1沿玻璃幕墙5左右水平移动，其中机架本体11前后两侧的履带吸盘b22与上述履带吸盘a的工作原理相同，此处不再详述。

如图11所示，述清洗系统包括喷液机构、滚刷机构和刮板机构，滚刷机构包括与机架前端与机架横梁122平行间隔设置的叉形滚刷座311，滚刷座311内匹配固定套装有滚刷312，滚刷312下端的圆周侧面与玻璃幕墙5紧密抵触在一起，滚刷座311的中部焊接有固定杆313，固定杆313的另一端焊接固定在相邻的机架横梁122的外端面中部，由于滚刷312与玻璃幕墙5紧密抵触在一起，所以当机架1通过垂直移动单元201沿玻璃幕墙5向下移动时，滚刷312会将玻璃幕墙5表面的污染物、灰尘向下推擦与玻璃幕墙5分离并向下掉落。

喷液机构包括供液泵322、储液罐323和雾化喷头321，储液罐323固定设置在机架本体11的上端面且储液罐323内灌装有清洗液，供液泵322通过螺栓固定在储液罐322右侧的机架本体322上，供液泵322通过电线与控制器控制连接，机架本体11前端的连接机构12的机架横梁122的外端面间隔固定有4个喷口向下水雾喷头，4个水雾喷头的进液口通过一根供液管串联在一起，供液管的进水端通过供水管与供液泵的排液口密封连接在一起，供液泵322的抽液端通过水管与储液罐323的排液口密封连接，通过供液泵322可抽取储液罐323内的清洗液，并通过水雾喷头321排出。

如图12所示，刮板机构包括与机架本体11后端机架横梁122平行间隔设置的刮板331，刮板331下端的剐蹭端与幕墙玻璃5紧密抵触在一起，刮板331的上端中部固定有倒L形连接件332，连接件332的另一端与机架本体11后端连接机构的机架横梁122外端面焊接固定在一起，当机架1通过垂直移动单元201沿玻璃幕墙5向下移动时，通过水雾喷头321喷出的清洗液水雾会直接喷洒被已经滚刷312清理过的幕墙玻璃5上，在机架1向下移动的过程中，机架后侧刮板机构的刮板会将喷洒在幕墙玻璃5上的清洗液剐蹭干净，从而使幕墙玻璃表面更加清洁。

如图21所示，所述旋翼系统包括飞行架41，飞行架41的四个顶角通过固定杆与机架本体11固定焊接在一起，飞行架4上通过螺栓固定设有飞行电机控制器44和陀螺仪45，陀螺仪45与电机控制器44通信连接，飞行架41的左右两侧中部均焊接固定有两个向外呈散射状分布的悬臂43，各悬臂43末端均设有飞行旋翼42，飞行旋翼包括固定在悬臂末端的螺旋桨电机，螺旋桨电机转轴上安装有螺旋桨叶，且各螺旋桨电机均通过电线与电机控制器44控制连接，通过电机控制器44控制各螺旋桨电机的转速，从而实现通过旋翼系统带动机架1做垂直（起降）运动、仰俯运动、横滚运动和偏航运动，具体地：

如图15所示，垂直（升降）运动，就是由电机控制器44控制四个飞行旋翼42的转速，提供升力进行上升，而下降主要减小飞行旋翼42的转速依靠重力进行降落。

如图16所示，通过电机控制器44控制1号飞行旋翼42提高转速，3号飞行旋翼42降低转速，旋翼系统带动机架沿X轴方向仰起。并且仰俯运动的同时，旋翼系统也会带动机架做前后运动，当旋翼系统发生一定程度的倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，因此可以实现旋翼系统的前飞运动。

如图17所示，横滚运动是旋翼系统通过控制其中2个（或4个）轴线上的飞行旋翼转速来实现，与仰俯运动的控制原理相同，只是控制的飞行旋翼不同。通过电机控制器控制4号飞行旋翼42提速，2号飞行旋翼42降速，旋翼系统带动机架沿Y轴方向翻滚，并且小幅度的横滚运动，会导致旋翼系统带动机架做侧向运动。

偏航运动则是旋翼系统通过反扭力来实现。飞行旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭力，为了克服反扭力影响，四个飞行旋翼，两个正转，两个反转，且对角线上的各个飞行旋翼转动方向相同；反扭力的大小与飞行旋翼转速有关，当四个飞行旋翼转速相同时，四个飞行旋翼产生的反扭力相互平衡，旋翼系统不会带动机架发生转动；当四个飞行旋翼转速不完全相同时，不平衡的反扭力会引起旋翼系统带动机架水平转动，从而实现偏航运动，如图18所示：1号飞行旋翼和3号飞行旋翼转速提高，2号飞行旋翼和4号飞行旋翼转速降低，旋翼系统就会带动机架水平旋转起来，由于总体的升力不变，所以不会导致旋翼系统带动机架上升或下降。

电机控制器44通过电线与总控制器连接，通过总控制器可向电机控制器44发送控制信号，电机控制器44接收到信号后控制各飞行旋翼转速，从而实施各种对应运动。

如图12所示，光电系统包括距离传感器61和位置传感器，机架前端滚刷机构滚刷架311的左右两端和机架尾端刮板机构刮板331的左右两端均粘固有光电距离传感器61，位置传感器粘固在机架1的底面，距离传感器61和位置传感器均通过电线与总控制器通信连接。

本实施例机器人在使用时，首先将本实施例机器人组装完成，然后启动装置，通过移动客户端向总控制器发从起飞信号，当总控制器接收到移动客户端发出的飞行信号后，总控制器向旋翼系统的电机控制器发送起起飞号，电机控制器控制旋翼系统的四个飞行旋翼42快速转动，为机器起飞提供上升力，当机器起飞后，根据环境情况通过移动客户端向总控制器发送信号，总控制器接收到信号后，会根据接收信号的信息向电机控制器发送向对应的信号，使电机控制器控制机器上的旋翼系统带动机器飞行至任务位置，当机器底部的位置传感器监测到机器与玻璃幕墙5接触时，位置传感器会向总控制器发接触信号，总控制器接收到信号后，会控制攀爬系统中垂直移动单元中的真空泵开始工作，当总控制器接收到垂直移动单元所发出的完成信号达到预设置时，总控制器会控制攀爬系统中垂直移动单元中的驱动电机开始工作，从而使制攀爬系统带动机器沿玻璃幕墙向下移动。

在总控制器控制垂直移动单元中的驱动电机开始工作的同时也分别控制旋翼系统停止工作和控制清洗系统开始工作，在攀爬系统带动机器沿玻璃幕墙向下移动的同时，清洗系统对机器所移动路径上的玻璃幕墙进行清理，当位于滚轮架上的距离传感器检测到机器距离前方玻璃幕墙横梁之间距离小于5cm时，距离传感器会向总控制器发出警告信号，总控制器接收到警告信号后会同时控制垂直移动单元中的驱动电机和清洗单元停止工作，使机器停止清洁和向下移动，然后控制水平移动单元中的真空泵开始工作，当总控制器接收到水平移动单元所发出的完成信号数量达到预设数量时，总控制器会控制垂直移动单元中的真空泵a停止工作，然后总控制器会控制水平移动单元中的驱动电机b开始工作，从而使攀爬系统带动机器沿玻璃幕墙水平仪移动一个机器等身的位置进行下一轮的清洗过程，保障一整块玻璃壁的完整清洗。

如图20所示，当总控制器通过位置传感器传送的路径信号判定当前所处玻璃幕墙清洗完成后，总控制器会向电机控制器传送信号使电机控制器控制旋翼系统启动，此过程中主控制器也控制清洗系统和攀爬系统的驱动电机停止工作，待电机控制器检测到各螺旋桨电机达到一定转速后，电机控制器会向总控制器发送信号，总控制器接收到信号后会控制攀爬系统的真空泵体制工作，从而使机器通过旋翼系统与玻璃幕墙进行分离，机器四角的距离传感器和机器底部的位置传感器会检测判断机器与玻璃幕墙的距离向总控制器发从信号，总控制器接收信号后会结合对清洗路径的判定后，通过电机控制器调整旋翼系统中各个螺旋桨电机的转速，从而控制机器进行水平或上下飞行移动而进行越障飞行至下一块玻璃幕墙上，待旋翼系统带飞行器飞行之下一块玻璃幕墙上后，机器底部的位置传感器会向总控制器发送接触信号，总控制器接收到信号后会按上述过程重复操作各系统进行玻璃幕墙清洗工作。

当玻璃幕墙清洗工作完成后，移动客户端会根据机器现位置结合移动客户端所建立的路径模型向总控制器发送回收信号，总控制器会根据所接受信号控制旋翼系统，按移动客户端根据机器人现位置与路径模型所得会回收路线，飞回出发点。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于所述机架上设有回收装置。

机架上设有回收装置，回收装置包括过滤瓶和回收真空泵，过滤瓶内设有过滤网，过滤瓶的上端设有进水口并通过水管与回收真空泵的排液端连接，过滤瓶的下端设有出水口，并通过排水管与储液罐323的进液口相连接，如图14所示，刮板中部设有空腔3311，该空腔为回收腔，刮板与幕墙玻璃接触的剐蹭端上横向均布设有向上与空腔相连通的吸水孔，连接件14为内设有导流管3321，导流管3321的一端与刮板内回收腔连通，另一端与回收真空泵的抽液端连接，回收真空泵通过电线与总控制器控制连接在一起，当总控制控制喷液机构工作时，总控制也会同时控制回收真空泵开始工作，当机器在对幕墙玻璃进行清扫作业时，喷液机构喷洒在幕墙玻璃上的清洗液会在刮板剐蹭端与幕墙玻璃接触处的吸水孔处囤积，并且当回收真空泵开始工作时，回收真空泵通过导流管会抽取空腔3311内的空气，使囤积在吸水孔处的清洗液被回抽进空腔3311捏，并通过回收真空泵排入过滤瓶内，由于回收真空泵在工作时会不断向过滤瓶内施压，所以经过滤瓶过滤后的清洗液会通过排水管排放至储液罐323内，从而使清洗液可以多次利用，降低了成本。

Claims (9)

1.一种全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，包括日形机架和移动客户端，所述机架上设有总控制器、攀爬系统、旋翼系统和光电系统；所述总控制器与移动客户端无线通信连接在一起；所述攀爬系统包括固定设置在机架左右两侧的垂直移动单元和固定设置在机架前后两侧的水平移动单元，所述垂直移动单元和水平移动单元的控制端均与总控制器控制连接，通过总控制器控制垂直移动单元或水平移动单元可驱使攀爬系统带动机架沿玻璃幕墙上下移动或左右移动；所述旋翼系统包括飞行架，飞行架与机架上端面固定连接在一起，所述飞行架上固定设有飞行电机控制器和陀螺仪，飞行电机控制器与陀螺仪通信连接在一起，所述飞行电机控制器与总控制器控制连接在一起，所述飞行架的左右两侧中部均固定有两个向外呈散射状设置的悬臂，各悬臂末端均设有飞行旋翼，各飞行旋翼均与电机控制器控制连接，通过电机控制器控制各飞行旋翼转动，使旋飞系统带动机架起飞行移动；电系统包括距离传感器和位置传感器，机架前端滚刷机构滚刷架的左右两端和机架尾端刮板机构刮板的左右两端固定设置有光电距离传感器，位置传感器粘固在机架的底面，距离传感器和位置传感器均通过电线与总控制器通信连接；所述机架上设有用于清洗幕墙玻璃的清洗系统。

2.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述滚刷机构设置在机架前侧，所述刮板机构设置在机架的后侧，所述喷液机构设置在滚刷机构与刮板机构之间的机架上，所述喷液机构上设置有控制喷液机构启闭的开关或者阀门，所述开关或者阀门与控制器控制连接。

3.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述滚刷机构包括滚刷、辊刷座和固定杆，所述滚刷座为叉形固定座，所述滚刷座与机架间隔设置，且所述辊刷座与机架相互平行，所述滚刷座通过固定杆与机架固定连接在一起，所述滚刷套装在滚刷座内，且滚刷下端的圆周侧面与玻璃幕墙紧密抵触在一起。

4.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述喷液机构包括抽液泵、储液罐和喷头，所述机架上沿纵向间隔固定设置有多个喷口向下的喷头，所述抽液泵的抽液端通过水管与清洗剂液体瓶的排液口连接，所述抽液泵的排液端通过水管与喷头连接，所述抽液泵通过电线与总控制器控制连接，通过总控制器控制抽液泵的启闭。

5.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述刮板机构包括与机架平行间隔设置的刮板，刮板的上端中部固定有倒L形连接件，连接件的另一端与机架相邻的一端固定在一起，所述刮板下端的剐蹭端与玻璃幕墙紧密抵触在一起。

6.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述机架包括机架本体和连接结构，所述机架本体的前后两端对称固定有连接结构，连接结构与计价本体之间形成矩形的安装口。

7.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述垂直移动单元包括履带吸盘a和驱动履带吸盘a工作的驱动结构a，所述机架的左右两侧对称固定有履带吸盘a，所述主控制器与驱动结构a控制连接，通过总控制器控制驱动结构a可驱使机架左右两侧的履带吸盘a带动机架沿玻璃幕墙上下移动。

8.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述水平移动单元包括履带吸盘b和驱动履带吸盘b工作的驱动结构b，所述机架的前后两侧对称固定有履带吸盘b，所述主控制器与驱动结构控制连接，通过总控制器控制驱动结构b可驱使机架左右两侧的履带吸盘b带动机架沿玻璃幕墙左右移动。

9.根据权利要求以所述的全自动清洗大厦玻璃幕墙的智能机器人，其特征在于，所述总控制器上设有无线发射接收模块，并通过无线发射接收模块与移动客户端连接在一起。

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