CN112110391A - 一种作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作业系统，包括至少一个固定绳索节点、至少一个移动绳索节点和吊挂绳索节点，移动绳索节点设置在固定绳索节点与吊挂绳索节点之间，在固定绳索节点与移动绳索节点、移动绳索节点与吊挂绳索节点之间分别通过绳索联接，固定绳索节点固定在建筑物的表面，吊挂绳索节点包括至少一个作业装置，作业装置被悬垂在建筑物的侧立面上移动和工作。移动绳索节点包括节点主体和移动机构，移动绳索节点能在建筑物上移动，起到改变吊挂绳索节点的吊挂位置的作用。本发明有效防止出现立面作业机器人在工作时从立面上掉落的安全隐患，提高安全性，扩大作业高度和作业范围。

Description

一种作业系统

技术领域

本发明属于壁面机器人应用技术领域，特别涉及一种作业系统。

背景技术

立面作业机器人是一种能够克服重力的作用在立面上进行施工作业的机器人。现有的立面作业机器人大多数是通过吸附装置直接吸附在建筑物的立面上移动，具有携带作业工具和实施作业的功能。建筑物可以是高楼，也可以是大型油罐、大型轮船等。这样的立面作业机器人具有如下缺点：

（1）机器人出现故障时（例如：吸附机构失效），机器人会掉落下来，导致非常严重的后果（机器人摔落损坏、砸坏地面设施）。因此，这样的机器人具有非常大的安全隐患；

（2）机器人依靠作业表面的摩擦力来平衡自身重力、作业反力、作业工具的重力等等。因此，这样的机器人的负重能力和作业能力是非常受限的。而且，作业高度也会受到限制。

还有的立面作业机器人的结构如图1所示。在建筑物A的顶面F上安装固定两台卷绳装置B，卷绳装置B的绳索C连接作业装置D。两台卷绳装置B通过分别控制两根绳索C的长度来改变作业装置D在作业立面E（即为建筑物A的侧立面）上的位置。两根绳索C对作业装置D施加拉力，拉力平衡了作业装置D及其安装在作业装置D上的作业工具的重力。因此，这样的方案能够解决上述的两个问题，但是又带来了新的问题。当作业装置D距离卷绳装置B的垂直距离G变得很短的时候，绳索夹角θ就变得很大。为了平衡作业装置D的重力，两根绳索C的拉力必须变得非常大。从理论上讲，为了让作业装置D达到作业立面E的顶部（即，与卷绳装置B的垂直距离G为零），绳索夹角θ非常接近180度，那么，两根绳索C的拉力必须变得无穷大才能产生足够的力来平衡作业装置D的重力。显然，卷绳装置B能产生的拉力和功率都是有限的，因此，作业装置D无法到达作业立面E靠近卷绳装置B上方的一部分区域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种作业系统，有效防止出现作业装置从立面上掉落的安全隐患，扩大作业高度和作业范围。

本发明是这样实现的，提供一种作业系统，包括至少一个固定绳索节点、至少一个移动绳索节点和吊挂绳索节点，所有的固定绳索节绳索节点、移动绳索节点和吊挂绳索节点分别通过绳索连接，所述移动绳索节点设置在固定绳索节点与吊挂绳索节点之间，与移动绳索节点相连接的绳索的长度可变，所述固定绳索节点固定在建筑物上，所述吊挂绳索节点受到重力的作用而处于悬垂状态，所述吊挂绳索节点包括至少一个作业装置，所述作业装置能实施指定的作业内容，所述移动绳索节点包括节点主体和移动机构，所述移动机构设置在节点主体上，所述移动绳索节点能在建筑物上移动，起到改变吊挂绳索节点的吊挂位置的作用，并且，所述移动绳索节点与建筑物接触并产生作用力，作用力能平衡移动绳索节点所受到的绳索拉力。

进一步地，包括一个固定绳索节点、一个移动绳索节点和一个吊挂绳索节点，所述固定绳索节点与建筑物固定，所述固定绳索节点与移动绳索节点之间的绳索，以及所述移动绳索节点与吊挂绳索节点之间的绳索的长度可变。

进一步地，所述固定绳索节点是卷绳装置，所述卷绳装置能收、放绳索，所述绳索穿过移动绳索节点的节点主体与吊挂绳索节点连接。

进一步地，所述固定绳索节点包括与建筑物固定连接的绳索固定块，所述节点主体包括第一卷绳装置和第二卷绳装置，所述绳索固定块与第一卷绳装置之间通过第一绳索连接，第一卷绳装置收、放第一绳索来改变其长度，所述第二卷绳装置和吊挂绳索节点之间通过第二绳索连接，第二卷绳装置收、放第二绳索来改变其长度。

进一步地，所述固定绳索节点包括与建筑物固定连接的第一卷绳装置，所述节点主体包括第二卷绳装置，所述第一卷绳装置与移动绳索节点之间通过第一绳索连接，所述第一卷绳装置收、放第一绳索来改变其长度，所述第二卷绳装置和吊挂绳索节点之间通过第二绳索连接，所述第二卷绳装置收、放第二绳索来改变其长度。

进一步地，包含两个或以上的固定绳索节点，所有固定绳索节点通过一根绳索串联来改变绳索的路径和方向。

进一步地，在所述两个或以上的固定绳索节点中，包括卷绳装置和至少一个滑轮，连接所述卷绳装置的绳索依次穿过所述滑轮与移动绳索节点连接，所述滑轮改变绳索的路径和方向。

进一步地，包含两个或以上的固定绳索节点，所有固定绳索节点分别通过绳索与移动绳索节点相连接，各绳索作用在移动绳索节点的拉力在移动绳索节点的移动方向上的分力相互抵消。

进一步地，所述移动绳索节点还包含一个绳索导向机构，所述两个或以上的固定绳索节点的绳索与绳索导向机构连接，所述绳索导向机构和节点主体通过绳索连接，通过改变固定绳索节点和绳索导向机构之间的绳索长度来改变绳索导向机构和节点主体之间的绳索的方向。

进一步地，所述固定绳索节点包括第一卷绳装置和第二卷绳装置，所述绳索导向机构包括滑轮和支撑滑轮的支架，所述滑轮安装在滑轮支架上，所述第一卷绳装置的绳索穿过滑轮后与节点主体连接，所述第二卷绳装置的绳索与滑轮支架连接，通过收、放第一卷绳装置和/或第二卷绳装置的绳索来改变绳索导向机构和节点主体之间的绳索的方向。

进一步地，在所述节点主体上还设置了绳索方向检测机构用于检测节点主体和绳索导向机构之间的绳索的摆动方向。

进一步地，所述绳索方向检测机构包括和绳索连动的绳索连动杆和角度传感器，所述角度传感器检测绳索连动杆的角度变化。

进一步地，在所述两个或两个以上的固定绳索节点与移动绳索节点相连接的绳索中，其中的一根绳索穿过移动绳索节点后与吊挂绳索节点相连接。

进一步地，所述移动绳索节点包括移动节点吸附机构，所述移动节点吸附机构能施加吸附力在建筑物上。

进一步地，所述吊挂绳索节点包括吊挂吸附机构，所述吊挂吸附机构吸附在建筑物表面。

进一步地，所述移动绳索节点是L型结构，与建筑物的多个表面产生接触并在多个表面上产生作用力。

进一步地，所述移动绳索节点是Π型结构，包络在建筑物上，与建筑物的多个表面接触并产生作用力。

进一步地，在所述作业装置上设置了作业移动机构，所述作业移动机构使作业装置能够在其工作的建筑物的表面上移动，所述作业移动机构上设置有轮子。

进一步地，在所述作业装置的端部设置有越障橇，所述越障橇设有向外延展的倾斜形状或弧形形状。

进一步地，所述吊挂绳索节点包含两个或以上作业装置，相邻两个作业装置之间是柔性连接，所述柔性连接是绳索连接。

与现有技术相比，本发明的作业系统，通过绳索相互依次连接的固定绳索节点、移动绳索节点和吊挂绳索节点，固定绳索节点固定在建筑物的表面，作业装置设置在吊挂绳索节点上。在移动绳索节点和吊挂绳索节点上分别设置移动机构和吸附机构，在扩大作业装置的工作范围的基础上增强移动绳索节点和吊挂绳索节点的吸附能力，有效防止出现作业装置在工作时从立面上掉落的安全隐患，提高安全性。

附图说明

图1为一种立面作业机器人现有技术结构示意图；

图2a为本发明的作业系统一较佳实施例的结构原理示意图；

图2b为图2a中移动绳索节点一实施例的放大示意图；

图2c为图2a中移动绳索节点另一实施例的放大示意图；

图3a为图2中的移动绳索节点位于建筑物顶面上的受力分析示意图；

图3b为图2中的移动绳索节点位于建筑物侧立面上的受力分析示意图；

图3c为图2中的移动绳索节点位于建筑物顶面和侧立面上的受力分析示意图；

图3d为图2中的移动绳索节点位于建筑物窄墙上的受力分析示意图；

图4为本发明的作业系统的移动绳索节点第二实施例的结构原理示意图；

图5为图2的作业系统增加一个固定绳索节点（滑轮）的结构原理示意图；

图6为图2的作业系统增加一个固定绳索节点和一个移动绳索节点的结构原理示意图；

图7为在图6的移动绳索节点上设置绳索方向检测机构的结构原理示意图；

图8为图2的作业系统增加两个固定绳索节点的结构原理示意图；

图9为本发明的作业的两个固定绳索节点和一个移动绳索节点均设置在窄墙上的结构原理示意图；

图10为图2的作业的吊挂绳索节点越障时的原理示意图；

图11为图2的作业的吊挂绳索节点设有两个作业装置的结构示意图；

图12为图11的吊挂绳索节点的两个作业装置越障时的原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

请参照图2a所示，建筑物R是一座大楼，其侧立面S就是作业立面。我们在建筑物R上构建多个绳索节点的系统。固定绳索节点1固定在建筑物R的顶面T上。移动绳索节点2能够在顶面T上移动。吊挂绳索节点3处于侧立面S上，受到其自身的重力作用处于吊挂状态。固定绳索节点1与移动绳索节点2之间通过第一绳索4相互连接，移动绳索节点2和吊挂绳索节点3之间通过第二绳索5相互连接。在吊挂绳索节点3的重力作用下，第二绳索5处于拉紧状态。因为力的传递作用，第一绳索4也处于拉紧状态。第一绳索4和第二绳索5的长度是可变的。第二绳索5为吊挂绳索节点3提供平衡重力作用的拉力。

具体地，在本实施例中，固定绳索节点1是一台卷绳装置，可收、放第一绳索4，其被固定在建筑物R的顶面T上。移动绳索节点2由节点主体21和移动机构组成，移动机构设置在节点主体21上。移动机构可以是轮式，也可以是足式，此处不做具体指定。吊挂绳索节点3是一台作业装置，能够对建筑物R的侧立面S实施特定的作业，例如清洗、喷漆等。在图2b中，移动机构是轮子8，第一绳索4从卷绳装置拉出来，穿过节点主体21的导线槽22。图2c是另一个方案。节点主体21包括一个滑轮23，第一绳索4从卷绳装置拉出来绕过滑轮23。第二绳索5的末端连接作业装置。也就是说，图中的第一绳索4和第二绳索5是一根绳索上的两段。移动绳索节点2的作用是给吊挂绳索节点的提供吊挂的支点。随着移动绳索节点的移动，吊挂的支点也会相应地改变位置。移动绳索节点2的移动会改变第一绳索4的长度。卷绳装置收、放绳索可调节第二绳索5的长度，从而能够使作业装置在立面上移动和工作。

接下来，我们来分析移动绳索节点2的受力情况。移动绳索节点2受到自身的重力，还受到第一绳索4的拉力T1和第二绳索5的拉力T2。此外，移动绳索节点2与建筑物R发生接触会产生作用力。只有当作用力平衡绳索的拉力和重力时，移动绳索节点2才能正常移动和发挥稳定的吊挂支点的作用。因此，移动绳索节点2的一个重要功能是与建筑物R发生接触并产生作用力，用来平衡绳索的拉力和自身重力，使移动绳索节点2处于力平衡的状态。实现这个功能的结构是多种多样的，本说明文无法穷举，仅列出下述例子。

（1）请同时参照图2和图3a所示，建筑物R有顶面T和侧立面S。移动绳索节点2放置在顶面T上，通过驱动其设置的移动机构8上的轮子来移动，它受到第一绳索4的拉力T1和第二绳索5的拉力T2以及自身的重力。在拉力T2和自身重力的作用下，移动绳索节点2与顶面T之间就会产生压迫力，该压迫力作用在轮子并产生摩擦力。压迫力和摩擦力就是建筑物R施加在移动绳索节点2上的作用力。压迫力平衡了拉力T2和自身重力，摩擦力平衡了拉力T1。我们可以通过增加移动绳索节点2的重量来增加移动绳索节点2与顶面T之间的压迫力，以此来获得足够大的摩擦力，从而确保摩擦力足以平衡拉力T1。此外，顶面T和侧立面S的面夹角δ不限于90度，如图2所示。只要能够满足移动绳索节点2处于力平衡的状态，面夹角δ可以是任意角度。

（2）请参照图3b所示，建筑物R上有窄墙U。移动绳索节点2放置在侧立面S上。拉力T2施加在移动绳索节点2上，与侧立面S产生压迫力。该压迫力作用在它的移动机构8上的轮子上并产生摩擦力。该摩擦力平衡拉力T1和移动绳索节点2的重力。

（3）请参照图3c所示，移动绳索节点2是L型结构，它的一侧轮子压在建筑物R的顶面T，另一侧轮子与建筑物R的侧立面S发生接触，顶面T和侧立面S分别都施加作用力在轮子上。作用力中的压迫力能平衡掉大部分的绳索拉力，作用力中的摩擦力只需要平衡小部分的绳索拉力。因此，与图3b相比，图3c的移动绳索节点2能够处于更稳定更安全的受力状态。

（4）请参照图3d所示，建筑物R上有窄墙U。移动绳索节点2是Π型结构，它包络在建筑物R上，移动机构8的轮子与窄墙U的多个面接触。因此，无论绳索拉力如何变化，移动绳索节点2都不会从窄墙U上掉落，并且与窄墙U之间产生作用力。

因此，图2和图3a、图3b、图3c、图3d所示的方案具有下述优点：

1）固定在建筑物R上的卷绳装置的绳索连接了移动绳索节点2和作业装置，因此，所有的装置都不会出现掉落的危险。

2）移动绳索节点2左右移动，卷绳装置通过收、放绳索使作业装置上下移动。因此，作业装置能够覆盖整个侧立面S。

3）拉力T1和拉力T2的合力是指向建筑物R的，不会产生使移动绳索节点2翻倒的力矩。因此，移动绳索节点2在建筑物R上的移动不需要借助轨道，省去了在建筑物R上铺设轨道等辅助工作。

请同时参照图2和图4a和b，需要附加说明一点。在上述实施例中，第一绳索4和第二绳索5是一根绳索的两个部分。我们也可以使这两段绳索分开。如图4a所示，本发明的作业系统的移动绳索节点的另一实施例，固定绳索节点1是一个绳索固定块，它与建筑物R固定连接。移动绳索节点2包括移动机构8（图中未画出）和节点主体21。节点主体21包括第一卷绳装置6和第二卷绳装置7。第一卷绳装置6的第一绳索4与绳索固定块连接，第一卷绳装置6收、放第一绳索4来改变其长度。第二卷绳装置7的第二绳索5与吊挂绳索节点3连接，第二卷绳装置7收、放第二绳索5来改变其长度。又如图4b所示，固定绳索节点1包括与建筑物R固定连接的第一卷绳装置6，节点主体21包括第二卷绳装置7，所述第一卷绳装置6与移动绳索节点2之间通过第一绳索4连接，所述第一卷绳装置6收、放第一绳索4来改变其长度。所述第二卷绳装置7和吊挂绳索节点3之间通过第二绳索5连接，所述第二卷绳装置7收、放第二绳索5来改变其长度。

其中，改变第一绳索4和第二绳索5的长度的方法还有很多，此处不一一例举。

实施例2

在实施例1的基础上，移动绳索节点2包括移动节点吸附机构9。移动节点吸附机构9安装在节点主体21上。移动节点吸附机构9可以是利用真空来产生吸附力；当顶面T是磁性材料时，还可以用磁性吸附机构来产生吸附力；吸附方式可以是非接触式的，也可以是接触式的。此处对移动节点吸附机构的原理和安装方式及位置不做特别指定。移动节点吸附机构9施加吸力在移动绳索节点2上，起到的作用是增加移动绳索节点2和建筑物R之间的作用力。

在图3a、图3b、图3c、图3d的各个实施例中，我们在移动绳索节点2上增设移动节点吸附机构9来吸附建筑物R的表面，增大它的移动机构8的轮子和建筑物R表面之间的作用力（包括压迫力和摩擦力），有利于移动绳索节点2处于更好的力平衡状态。图3a和图3b中，我们可以把移动节点吸附机构9的吸附面设置在V面；在图3c中，移动节点吸附机构9的吸附面可以设置在V面或是W面，也可以将移动节点吸附机构9的吸附面同时设置在V面和W面。

实施例3

请同时参照图2和图5所示，建筑物R的顶面T和侧立面S都施加作用力在移动绳索节点2的轮子上。作用力中的压迫力能平衡掉大部分的绳索拉力，作用力中的摩擦力只需要平衡小部分的绳索拉力（例如，拉力T1在移动绳索节点2的移动方向上的分力）。但是，随着移动绳索节点2横向移动，图2中的夹角ε会变大，于是，拉力T1在移动绳索节点2的移动方向上的分力也会变大。如果移动绳索节点2和建筑物R表面之间的摩擦力小于该分力时，移动绳索节点2将无法继续移动，这就限制了装置的横向移动范围。

我们可以通过增加固定绳索节点来解决上述问题。与移动绳索节点相连接的绳索的拉力在移动绳索节点的移动方向上存在分力。那么，增加固定绳索节点作用是改变这些分力的大小和方向，从而削弱这些分力对移动绳索节点的移动所带来的影响。下面通过三种具体方案来进一步说明。

（1）请参照图2所示，我们可以通过增加固定绳索节点1和移动绳索节点2之间的直线距离H来增大移动绳索节点2的移动范围。在横向移动相同距离的情况下，直线距离H越长，夹角ε越小，拉力T1的横向分力也越小，这有利于扩大横向移动的范围。我们可以通过把固定绳索节点1的卷绳装置安装固定在更远的地方来增加垂直距离。但是，因为卷绳装置比较笨重，搬运和安装都比较麻烦。为此，如图5所示，我们增加两个固定绳索节点1′和1′′，这两个固定绳索节点是两个滑轮。滑轮小巧轻便，安装固定方式更灵活，可以很容易地安装固定在建筑物R上的钢架、水管、旗杆、扶手等结构上。三个固定绳索节点通过绳索串行连接，即，卷绳装置的绳索绕过两个滑轮到达移动绳索节点2。滑轮改变了绳索的路径和方向，能够避开建筑物顶面上的障碍物X，也能够增加固定绳索节点和移动绳索节点2的直线距离H，因此能够增大移动绳索节点2的横向移动的范围。固定绳索节点1′和1′′也可以用绳环等其他部件来代替。

（2）请同时参照图2和图6所示。对比图2和图6，图6中增加一个固定绳索节点1′′，并且，移动绳索节点2增加一个绳索导向机构2′。绳索导向机构2′和节点主体21通过绳索4′连接。固定绳索节点1′′也是一台卷绳装置，绳索导向机构2′包含一个滑轮和滑轮支架，滑轮安装在滑轮支架上。固定绳索节点1′′通过第三绳索10与滑轮支架连接。第一绳索4穿过滑轮到达节点主体21，也就是说，绳索导向机构2′和节点主体21之间的绳索4′是第一绳索4的一部分。通过收、放固定绳索节点1′′的绳索，第一绳索4和第三绳索10的长度会发生改变，从而改变绳索导向机构2′的位置，进而改变绳索4′进入节点主体21的角度。显然，当绳索4′和节点主体21的移动方向呈垂直角度时，绳索4′的拉力1在移动方向上没有分力。因此，节点主体21的移动不会受到拉力在移动方向上的分力的影响。

请同时参照图6和图7所示，我们在节点主体21上增设一个绳索方向检测机构，其作用是检测绳索4′和节点主体21的相对角度。然后，控制系统的单片机根据这个相对角度来控制固定绳索节点1′′收、放第三绳索10，确保绳索4′垂直于节点主体21的移动方向。具体的实现方法是，在节点主体21上安装一个绳索连动杆12。绳索连动杆12能绕着轴线转动，前端有小孔，绳索4′穿过小孔。绳索4′摆动的话，就会带动绳索连动杆12摆动。绳索连动杆12的摆动角度用一个角度传感器13来检测。

（3）请参照图8所示。在图2中增加了两个固定绳索节点1′′和1′′′得到图8的技术方案。它们分别是两个卷绳装置，与建筑物R固定连接，并分别通过第三绳索10和第四绳索11与移动绳索节点2连接。随着移动绳索节点2的移动，三个卷绳装置协同收、放绳索，使三根绳索处于适当的绳长。三根绳索作用在移动绳索节点2的拉力在移动绳索节点的移动方向上的分力具有不同的方向。以图8所示状态为例，1′′的分力的方向是向左，1和1′′′的分力的方向是向右。这样的话，三个分力就能相互抵消，因此，移动绳索节点2在横向移动时能够始终处于力平衡的状态。由此可知，设置多个固定绳索节点的目的是为了使各固定绳索节点的绳索拉力在移动绳索节点2的移动方向上产生方向不同的分力，从而使分力相互抵消。另外，连接移动绳索节点2和吊挂绳索节点3的第二绳索5可以是第一绳索4、第三绳索10、第四绳索11中的任意一根绳索的延长。例如，第三绳索10和第二绳索5可以是卷绳装置1′′的绳索，那么，卷绳装置1′′收、放绳索就能改变第三绳索10和第二绳索5的长度。

（4）请参照图9所示。图9的建筑物R上有窄墙U，固定绳索节点1和移动绳索节点2设置在窄墙U上，在移动绳索节点2的另一侧还增设了固定绳索节点1′′。移动绳索节点2采用图3d的Π型结构，与窄墙U的多个表面都有接触。固定绳索节点1的卷绳装置的第一绳索4穿过移动绳索节点2与吊挂绳索节点3的作业装置相连接。也就是说，第一绳索4和第二绳索5是一根绳索上的两段。固定绳索节点1的卷绳装置收、放绳索就能够改变第一绳索4和第二绳索5的长度。固定绳索节点1′′的卷绳装置通过第三绳索10与移动绳索节点2连接。固定绳索节点1′′的卷绳装置收、放绳索能改变第三绳索10的长度。拉力T2被移动绳索节点2与窄墙U之间的作用力平衡。第一绳索4的拉力T1被第三绳索10的拉力T3平衡。于是，移动绳索节点2处于力平衡状态。通过固定绳索节点1′′的卷绳装置收、放第三绳索10，就能够改变移动绳索节点2在窄墙U上的横向位置。卷绳装置1和1′′处于移动绳索节点的两侧，因此，第一绳索4和第三绳索10的拉力T1和T3在移动绳索节点的移动方向上的分力是不相同的方向，相互抵消，使移动绳索节点2能处于很好的力平衡状态。

实施例4

在实施例1中，吊挂绳索节点3包含作业装置，作业装置能实施特定的功能，例如，清洗、喷漆等。作业装置在侧立面S上实施作业的时候，会产生作业反力。该作业反力会推开作业装置，并使作业装置晃动。此外，作业装置容易受到高空横风的影响而发生摆动，形成安全隐患。为了解决这些问题，在吊挂绳索节点3的作业装置上安装作业吸附机构（图中未示出）。其作用是通过吸附建筑物的立面来稳定吊挂绳索节点和增加作业装置的作业能力。作业吸附机构可以是利用真空来产生吸附力；当建筑物的立面是磁性材料时，还可以用磁性吸附机构来产生吸附力；吸附方式可以是非接触式的，也可以是接触式的。此处对作业吸附机构的原理和安装方式及位置不做特别指定。作业吸附机构施加吸附吸力在作业装置上，起到的作用是增加作业装置的作业能力和高空稳定性。

实施例5

请参照图10所示，在吊挂绳索节点3的作业装置上设置了作业移动机构14，作业移动机构14使作业装置在其工作的建筑物侧立面S上移动。作业移动机构14设置有无动力驱动的轮子，随着第二绳索5的收、放，作业装置的轮子在作业的侧立面S上滚动，作业装置做上下移动。当侧立面S上有突起障碍物X时，作业装置无法越过障碍物X。为了提高作业装置的越障能力，如图10所示，在作业装置的端部安装有越障橇15。越障橇15设有向外延展的倾斜形状或弧形形状，越障橇15的倾斜面或弧形形状最外端的高度高于障碍物X的高度。当越障橇15遇到障碍物X的时候，越障橇15会把作业装置抬起，从而能够越过障碍物X。

实施例6

请参照图11所示，安装有作业吸附机构的作业装置吸附在侧立面S上移动和实施作业的过程中，如果遇到作业吸附机构失效的情况时，例如，安装了磁力吸附机构的作业装置移动到作业立面上的一个非磁性材料的区域，作业装置就会在高空横风的作用下摇晃。绳索越长，摇晃的幅度越大。于是，即便是作业装置再次移动到可吸附的磁性材料区域，大幅度的摇晃也会导致作业装置难以再次吸附住作业的侧立面S。为此，我们设计了图11的方案。吊挂绳索节点3包括两个或以上的作业装置17，每个作业装置17上都安装有作业吸附机构和作业移动机构14，作业吸附机构的吸附面V朝向侧立面S。相邻的作业装置17之间柔性连接。例如，柔性连接是绳索连接，相邻作业装置17之间有连接绳索16。在遇到一部分的作业装置17的作业吸附机构失效的时候，其他的作业装置17的作业吸附机构仍然吸附在侧立面S上，起到了支点的作用，通过连接绳索16约束了作业吸附机构失效的作业装置17的摇晃。因此，在吸附条件允许的情况下，失效的作业吸附机构能够再次吸附住侧立面S。该方案确保了作业装置17在侧立面S上的稳定性。例如，如图11所示，由于某种原因，位于上部的作业装置17的作业吸附机构的吸附作用失效。但是，因为位于下部的作业装置17的作业吸附机构吸住侧立面S，所以，在连接绳索16的约束下，下部的作业装置17并不会发生摆动和摇晃，且在吸附条件再次满足的情况下，失效的作业吸附机构能够再次吸附住侧立面S。

实施例7

请参照图12所示。在实施例5的基础上，吊挂绳索节点3包括两个或以上的作业装置17，每个作业装置17的端部安装有越障橇15。例如，当吊挂绳索节点3向下移动的时候，下方的作业装置17首先越过突起障碍物X。下方的作业装置17在通过障碍物X的时候会远离侧立面S，这会导致该作业装置17的作业吸附机构失效。但是，因为上方的作业装置17仍然保持与侧立面S的吸附状态，所以，下方的作业装置17在连接绳索16的限制下并不会发生剧烈的大幅摇晃。在越过障碍物X后，下方的作业装置17能够重新吸附侧立面S。随着吊挂绳索节点3继续向下移动，上方的作业装置17越过障碍物X，下方的作业装置17的吸附作用也能确保上方的作业装置17不会发生大幅摇晃，从而保持了整个吊挂绳索节点3的作业装置17系统的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种作业系统，其特征在于，包括至少一个固定绳索节点、至少一个移动绳索节点和吊挂绳索节点，所有的固定绳索节绳索节点、移动绳索节点和吊挂绳索节点分别通过绳索连接，所述移动绳索节点设置在固定绳索节点与吊挂绳索节点之间，与移动绳索节点相连接的绳索的长度可变，所述固定绳索节点固定在建筑物上，所述吊挂绳索节点受到重力的作用而处于悬垂状态，所述吊挂绳索节点包括至少一个作业装置，所述作业装置能实施指定的作业内容，所述移动绳索节点包括节点主体和移动机构，所述移动机构设置在节点主体上，所述移动绳索节点能在建筑物上移动，起到改变吊挂绳索节点的吊挂位置的作用，并且，所述移动绳索节点与建筑物接触并产生作用力，作用力能平衡移动绳索节点所受到的绳索拉力。

2.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，包括一个固定绳索节点、一个移动绳索节点和一个吊挂绳索节点，所述固定绳索节点与建筑物固定，所述固定绳索节点与移动绳索节点之间的绳索，以及所述移动绳索节点与吊挂绳索节点之间的绳索的长度可变。

3.如权利要求2所述的作业系统，其特征在于，所述固定绳索节点是卷绳装置，所述卷绳装置能收、放绳索，所述绳索穿过移动绳索节点的节点主体与吊挂绳索节点连接。

4.如权利要求2所述的作业系统，其特征在于，所述固定绳索节点包括与建筑物固定连接的绳索固定块，所述节点主体包括第一卷绳装置和第二卷绳装置，所述绳索固定块与所述第一卷绳装置之间通过第一绳索连接，第一卷绳装置收、放第一绳索来改变其长度，所述第二卷绳装置和吊挂绳索节点之间通过第二绳索连接，第二卷绳装置收、放第二绳索来改变其长度。

5.如权利要求2所述的作业系统，其特征在于，所述固定绳索节点包括与建筑物固定连接的第一卷绳装置，所述节点主体包括第二卷绳装置，所述第一卷绳装置与移动绳索节点之间通过第一绳索连接，所述第一卷绳装置收、放第一绳索来改变其长度，所述第二卷绳装置和吊挂绳索节点之间通过第二绳索连接，所述第二卷绳装置收、放第二绳索来改变其长度。

6.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，包含两个或以上的固定绳索节点，所有固定绳索节点通过一根绳索串联来改变绳索的路径和方向。

7.如权利要求6所述的作业系统，其特征在于，在所述两个或以上的固定绳索节点中，包括卷绳装置和至少一个滑轮，连接所述卷绳装置的绳索依次穿过所述滑轮与移动绳索节点连接，所述滑轮改变绳索的路径和方向。

8.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，包含两个或以上的固定绳索节点，所有固定绳索节点分别通过绳索与移动绳索节点相连接，各绳索作用在移动绳索节点的拉力在移动绳索节点的移动方向上的分力相互抵消。

9.如权利要求8所述的作业系统，其特征在于，所述移动绳索节点还包含一个绳索导向机构，所述两个或以上的固定绳索节点的绳索与绳索导向机构连接，所述绳索导向机构和所述节点主体通过绳索连接，通过改变固定绳索节点和绳索导向机构之间的绳索长度来改变绳索导向机构和节点主体之间的绳索的方向。

10.如权利要求9所述的作业系统，其特征在于，所述固定绳索节点包括第一卷绳装置和第二卷绳装置，所述绳索导向机构包括滑轮和支撑滑轮的支架，所述滑轮安装在滑轮支架上，所述第一卷绳装置的绳索穿过滑轮后与节点主体连接，所述第二卷绳装置的绳索与滑轮支架连接，通过收、放第一卷绳装置和/或第二卷绳装置的绳索来改变绳索导向机构和节点主体之间的绳索的方向。

11.如权利要求9所述的作业系统，其特征在于，在所述节点主体上还设置了绳索方向检测机构用于检测节点主体和绳索导向机构之间的绳索的摆动方向。

12.如权利要求11所述的作业系统，其特征在于，所述绳索方向检测机构包括和绳索连动的绳索连动杆和角度传感器，所述角度传感器检测绳索连动杆的角度变化。

13.如权利要求8或9所述的作业系统，其特征在于，在所述两个或两个以上的固定绳索节点与移动绳索节点相连接的绳索中，其中的一根绳索穿过移动绳索节点后与吊挂绳索节点相连接。

14.如权利要求1~13中任意一项所述的作业系统，其特征在于，所述移动绳索节点包括移动节点吸附机构，所述移动节点吸附机构能施加吸附力在建筑物上。

15.如权利要求1~13中任意一项所述的作业系统，其特征在于，所述吊挂绳索节点包括吊挂吸附机构，所述吊挂吸附机构吸附在建筑物表面。

16.如权利要求1~13中任意一项所述的作业系统，其特征在于，所述移动绳索节点是L型结构，与建筑物的多个表面产生接触并在多个表面上产生作用力。

17.如权利要求1~13中任意一项所述的作业系统，其特征在于，所述移动绳索节点是Π型结构，包络在建筑物上，与建筑物的多个表面接触并产生作用力。

18.如权利要求1所述的作业系统，其特征在于，在所述作业装置上设置了作业移动机构，所述作业移动机构使作业装置能够在其工作的建筑物的表面上移动，所述作业移动机构上设置有轮子。

19.如权利要求1或18所述的作业系统，其特征在于，在所述作业装置的端部设置有越障橇，所述越障橇设有向外延展的倾斜形状或弧形形状。

20.如权利要求1或18所述的作业系统，其特征在于，所述吊挂绳索节点包含两个或以上作业装置，相邻两个作业装置之间是柔性连接。

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