CN115478507B - 一种多功能建筑工地清理机器人及其清理方法 - Google Patents

一种多功能建筑工地清理机器人及其清理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多功能建筑工地清理机器人及其清理方法，包括底盘部分；底部旋转功能部分，包括扫除器单元、吸铁器单元、吸叶器单元、切割器单元；碎渣处理部分，包括压缩单元、碎渣容器和粉碎单元；容器更换部分，包括可移动抓手单元和可开合容器，可移动抓手单元将两个可开合容器交换位置，可开合容器用于盛装所述扫除器单元和吸铁器单元收集的杂物；喷雾部分，用于对工地进行预湿或降尘；调水部分，包括可延展放水单元和可延展抽水单元，可延展放水单元用于将积水从建筑物内向外抽送，所述可延展抽水单元用于将积水从坑底向地面抽送。本发明可以除积水，清除泥浆结块，吸除落叶，降尘，回收铁器，形成一套全面的工地地面清除系统。

Description

一种多功能建筑工地清理机器人及其清理方法
技术领域
本发明涉及建筑工程的技术领域，尤其涉及一种多功能建筑工地清理机器人，同时还涉及一种 多功能建筑工地清理机器人的清理方法。
背景技术
建筑施工时，施工现场过程复杂，场地中会分布各类需清理的建筑碎渣、杂物、如不及时清理， 不仅影响观感，还会给后续施工带来隐患，通过人工进行清理，耗时耗力，效率低下，清洁效果不 佳，影响施工进度。使用机械装置代替人工清理，可提升清理效率。
专利CN202010003548.7公开了一种工地地面清理机器人，利用移动杆往复运动，移动杆带动连 接杆往复运动，铲板随之运动，不停的对地面上的硬物进行铲击，达到清除地面泥浆结块的效果。 但是该发明的功能模块单一，不能够很好的满足工地现场需要，工地除了建筑碎渣、还有泥浆结块，草丛灌木，落叶，积水，扬尘需要清除，以及对细小铁件、铁钉的回收利用，对碎渣的分类存储的 需求，因此需要设计一种多功能的多功能建筑工地清理机器人，除满足建筑碎渣的清理，还具备集 泥浆结块，回收细小铁件、铁钉，吸除落叶、切除杂草、灌木、处理积水、降尘，分类存储碎渣等 功能的多功能建筑工地清理机器人。
发明内容
基于上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是在于提供一种多功能建筑工地清 理机器人，不仅能够清除建筑碎渣、泥浆结块和除尘，而且可以对铁器进行回收处理，对草木灌丛 进行切除，对落叶进行吸除，以及对碎渣进行分类存储，对积水进行抽除。
本发明还提供了一种多功能建筑工地清理机器人的清理方法，可针对除积水，清除泥浆结块， 吸除落叶，降尘，回收铁器采用不同的方法，将这几种方法集成于一体，有效提高了机器本身的利 用率，提高了施工效率。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
本发明的多功能建筑工地清理机器人包括：底盘部分，包括多开合支撑板单元和安装于所述多 开合支撑板单元的四个角部的三轮单元，用于带动整个机器人在地面上进行移动和爬梯运动；底部 旋转功能部分，安装在所述多开合支撑板单元的底部中间位置，包括可旋转十字架单元和可拆卸的安装在所述可旋转十字架单元上的扫除器单元、吸铁器单元、吸叶器单元、切割器单元，所述切割 器单元和扫除器单元联合使用对水泥结块或草丛灌木进行清理，先由切割器单元对目标物体进行切 割，再由扫除器单元进行清除；所述吸铁器单元用于清除工地上可回收的铁器，所述吸叶器单元用 于清除工地上较轻小的碎渣；碎渣处理部分，安装于多开合支撑板单元的一侧并与所述吸叶器单元连接，包括压缩单元、碎渣容器和粉碎单元，所述粉碎单元和压缩单元联合使用将碎渣容器中的碎 渣粉碎压实；容器更换部分，安装于所述多开合支撑板单元上，包括可移动抓手单元和可开合容器，所述可移动抓手单元将两个可开合容器交换位置，所述可开合容器用于盛装所述扫除器单元和吸铁 器单元收集的杂物；喷雾部分，安装于所述多开合支撑板单元的另一侧，用于对工地进行预湿或降尘；调水部分，安装于所述多开合支撑板单元靠近所述喷雾部分的边缘，包括可延展放水单元和可 延展抽水单元，所述可延展放水单元用于将积水从建筑物内向外抽送，所述可延展抽水单元用于将 积水从坑底向地面抽送。
优选的，所述多开合支撑板单元包括第一齿轮槽口、第一齿轮电机、第一开合门、第一角钢、 第二开合门、第二齿轮槽口、第二齿轮电机、第二角钢、钢板、圆形槽口、带孔钢板；其中，两个 第一角钢焊接在钢板的水箱槽口两侧，所述第一开合门可沿第一角钢的凹槽移动，所述两个第一齿轮电机固定在第一开合门的两个槽口上，所述第一齿轮电机的齿轮输出轴与第一齿轮槽口啮合；所 述四个第二角钢固定在容器槽口两侧，所述第二开合门可沿第二角钢的凹槽移动，第二齿轮电机固 定在第二开合门上，所述第二齿轮电机的齿轮输出轴与第二齿轮槽口啮合，四块带孔钢板分别固定 在钢板的四角；所述三轮单元包括麦轮、三轮单元第一电机、三轴连杆、三轮单元第二电机，三个三轮单元第一电机固定在三轴连杆的三个角部，三个麦轮分别与三轮单元第一电机的输出轴连接， 三轮单元第二电机固定在所述带孔钢板上，其输出轴与三轴连杆的中心连接；在平面行走时，有两 个麦轮着地，通过控制两个着地麦轮的三轮单元第一电机的速度可实现机器人装置的前后移动、横 移、斜移、原地旋转。
进一步的，所述扫除器单元包括扫把机构和簸箕机构，所述簸箕机构从上至下依次由扫除器可 更换支撑板、扫除器第一u型钢、扫除器第一舵机、扫除器第一电动推杆电机、簸箕以及扫除器第 一电机组成；所述扫把机构从上至下依次由扫除器第二u型钢、扫除器第二舵机、扫除器第二电动 推杆电机、滚筒扫帚、扫除器第二电机组成；所述滚筒扫帚为异形件，其由滚筒和均匀分布在滚筒的圆周面的四片铁片焊接而成；所述扫除器可更换支撑板通过螺母固定在所述可旋转十字架单元的 十字铁架上，所述扫除器第一u型钢焊接在所述扫除器可更换支撑板上，所述扫除器第一舵机固定 在扫除器第一u型钢上，所述扫除器第一电动推杆电机与扫除器第一舵机的输出轴连接，所述扫除 器第一电机的输出轴穿过扫除器第一电动推杆电机的输出轴与簸箕连接；所述扫除器第二u型钢固 定在所述扫除器可更换支撑板上，所述扫除器第二舵机固定在扫除器第二u型钢上，所述扫除器第二电动推杆电机与扫除器第二舵机的输出轴连接，所述扫除器第二电机的输出轴穿过扫除器第二电 动推杆电机的输出轴与滚筒扫帚连接。
进一步的，所述吸铁器单元从上至下依次由吸铁器可更换支撑板、吸铁器u型钢、吸铁器舵机、 吸铁器电动推杆电机、吸铁器电机、电磁滚筒组成，所述吸铁器可更换支撑板通过螺母固定在十字 铁架上，所述吸铁器u型钢固定在所述吸铁器可更换支撑板上，所述吸铁器舵机固定在吸铁器u型 钢上，所述吸铁器电动推杆电机与吸铁器舵机的输出轴连接，所述吸铁器电机的输出轴穿过吸铁器 电动推杆电机的输出轴与电磁滚筒连接；使用前，启动吸铁器电动推杆电机调整电磁滚筒的高度， 开启电磁滚筒的电源开关，启动吸铁器电机控制电磁滚筒旋转，有利于铁器的均匀吸附，当电磁滚筒上吸附的铁器达到一定的重量时，启动吸铁器舵机控制电磁滚筒向可开合容器中的铝箱槽口移动， 当电磁滚筒完全伸入槽口内时，断开电磁滚筒的电源，使其失去磁性，铁器自然掉落至容器。
优选的，所述吸叶器单元从上至下依次由吸叶器可更换支撑板、吸叶器第一电动推杆电机、吸叶器u型钢、导管、吸叶器第二电动推杆电机、圆杆和吸嘴组成；所述吸叶器可更换支撑板通过螺 母固定在十字铁架上，所述吸叶器u型钢和吸叶器第一电动推杆电机固定在所述吸叶器可更换支撑 板上，所述吸叶器舵机固定在吸叶器u型钢上，所述吸叶器第二电动推杆电机与吸叶器舵机的输出 轴连接，所述吸叶器第二电动推杆电机的输出轴通过圆杆与吸嘴连接；所述导管的下端入口与吸嘴 连接，导管的上端固定在吸叶器第一电动推杆电机的输出轴上，其出口与碎渣容器的风机连接；使 用前，旋转转盘电机使吸叶器单元正对碎渣容器，伸缩吸叶器第一电动推杆电机，控制导管插入碎渣容器中的风机中，启动风机，移动整个机器人装置可对工地上的轻小碎渣进行吸除。
进一步的，所述切割器单元从上至下依次由切割机、切割器第一舵机、切割器第一连杆、切割 器第二舵机、切割器第二连杆、切割器第三舵机、舵机转盘、切割器第四舵机、舵机固定板、切割 器可更换支撑板组成；所述切割器可更换支撑板通过螺母固定在十字铁架上，所述舵机固定板将切割器第四舵机固定在所述切割器可更换支撑板上，所述舵机转盘与切割器第四舵机的输出轴连接， 所述切割器第三舵机固定在舵机转盘上，所述切割器第二连杆的一端与切割器第三舵机的输出轴连 接，其另一端与切割器第二舵机连接，所述切割器第二舵机和切割器第一舵机分别固定在切割器第 一连杆的两端，所述切割机与切割器第一舵机的输出轴连接；所述切割器第二舵机和切割器第三舵机通过调整切割器第一连杆和切割器第二连杆的角度来调整切割机的高度，所述切割器第四舵机可 控制切割机左右切割，切割器第一舵机可控制切割机切割的方向。
优选的，所述压缩单元由两侧的行走机构和位于两个行走机构中间的压缩机构组成，所述行走 机构从上至下依次由压缩单元u形支柱、压缩单元电机、第一带孔小轮、压缩单元电动推杆电机、 第二带孔小轮组成；所述压缩机构从上至下依次由压缩单元第一圆杆、压缩单元油缸、压缩单元第二圆杆、压缩单元第一连杆、圆板组成；所述压缩单元电机的输出轴穿过压缩单元u型支柱与第一 带孔小轮连接，所述压缩单元电动推杆电机固定在压缩单元u型支柱的侧面，所述压缩单元第一圆 杆固定在两个压缩单元u型支柱的中间，所述压缩单元油缸的缸体固定在压缩单元第一圆杆上，其 油缸柱塞与压缩单元第二圆杆连接，所述压缩单元第二圆杆的两端通过两个压缩单元第一连杆与圆板连接；使用压缩机构前，启动压缩单元电机控制压缩单元移动到圆板与碎渣容器的圆桶同轴线的 位置，关闭压缩单元电机，启动压缩单元电动推杆电机，将其输出轴伸入第二带孔小轮中的小孔内， 防止在使用压缩机构时压缩单元的滑动，启动压缩单元油缸，控制圆板向碎渣容器中的碎渣施加压 力，压缩碎渣以节省空间；所述碎渣容器包括圆桶、圆形合页门、碎渣容器连杆、双向电动推杆电机、风机，所述风机与圆桶侧面的槽口连接，所述圆形合页门中的中间杆两端固定在圆桶的底部， 所述双向电动推杆电机通过两个碎渣容器连杆固定在圆形合页门上；所述风机用于给吸叶器单元提 供吸力，所述双向电动推杆电机可通过收缩输出轴打开圆形合页门，便于碎渣容器中碎渣的倾倒； 所述粉碎单元由两侧的行走机构和位于两个行走机构中间的粉碎机构组成，所述行走机构的组成方式及功能与压缩单元中的行走机构相同；所述粉碎机构从上至下依次由粉碎单元连杆、粉碎单元油 缸、粉碎单元电机、刀片支架组成；所述粉碎单元连杆的两端固定在两侧的粉碎单元u型支柱上， 所述粉碎单元油缸的缸体与粉碎单元连杆连接，其油缸柱塞与粉碎单元电机连接，刀片支架固定在 粉碎单元电机的输出轴上；所述粉碎单元的移动方式和防滑方式和压缩单元的移动方式和防滑方式 相同，当刀片支架对准圆桶后，启动粉碎单元电机使刀片支架上的刀片旋转，启动粉碎单元油缸， 使刀片支架伸入圆桶对碎渣进行粉碎。
进一步的，所述可移动抓手单元由两边的行走装置和位于两个行走装置中间的抓手机构组成， 其中，所述行走装置从下至上依次由第二槽钢、抓手单元u型支柱、抓手单元油缸、抓手第一支撑 板组成；所述抓手机构从上至下依次由抓手第二支撑板、抓手第三支撑板、抓手第一连杆、抓手第二连杆、关节组成；所述抓手单元油缸的缸体固定在抓手单元u型支柱上，其油缸柱塞与抓手第一 支撑板连接，两块抓手第二支撑板固定在抓手第一支撑板上，所述抓手第三支撑板固定在抓手第二 支撑板上，起支撑抓手油缸的作用，抓手油缸固定在抓手第三支撑板上；所述抓手第一连杆的一端 与抓手第二支撑板连接，其另一端与关节连接；所述抓手第二连杆的一端与抓手油缸的油缸柱塞连接，其另一端与关节连接。
优选的，所述可延展放水单元从上至下依次由放水单元入水口、第一水管收纳架、第二水管、 放水单元电机、滚轮、滚轮支架、放水单元出水口组成；所述第二水管可沿第一水管收纳架收拢或 延展，放水单元电机的输出轴与第一水管收纳架连接，可控制第一水收纳架的滚筒旋转，所述滚轮支架焊接在钢板上，用于支撑滚轮，所述放水单元出水口放置于滚轮上，有利于第二水管的延展和 收纳；抽水前，将清理机器人移动到室外排水沟附近，启动放水单元电机，使放水单元出口降下至 排水沟旁边，一边延展第二水管一边将机器人移动到工地内的积水旁，即可完成可延展放水单元的 延展；所述可延展抽水单元从上至下依次由抽水单元电机、第二水管收纳架、第三水管、抽水单元出水口、抽水单元入水口、抽水单元水泵组成；所述可延展抽水单元中的第二水收纳架的组成以及 水管的延伸方式和可延展放水单元相同，此外可延展抽水单元在可延展放水单元的基础上增加了抽 水单元水泵，其与抽水单元入水口连接；抽水前，延展第三水管至抽水单元水泵伸入积水底部，其 延展方式与可延展放水单元相同，启动抽水单元水泵即可进行抽水。
相应的，本发明还提供了多功能建筑工地清理机器人的清理方法，其步骤为：
S1、在清理积水时，将清理机器人移动到室外排水沟附近，启动放水单元电机，使放水单元出 口降下至排水沟旁边，一边延展水管一边将机器人移动到工地内的积水旁，即可完成可延展放水单 元的延展；启动抽水单元电机，使抽水单元入水口降下至水坑底部，启动抽水单元水泵，即可实现清除积水；
S2、在清理草丛灌木或泥浆结块时，可将机器人移动到目标清除物上面，启动切割器单元对其 进行切割，当机器人继续向前移动时，扫除器单元移动到原来切割器的位置，控制扫除器单元可对 碎屑进行扫除，当簸箕内的碎屑满后，可将其倒入可开合容器中；
S3、在清理落叶或其他轻小碎屑时，可将底部旋转功能部分的四个功能单元全部换成吸叶器单 元，这样可配合麦轮可前后移、横移和斜移的特点，当机器人斜移时，可使底部旋转功能部分旋转 45°，让机器人无论走那个方向，都可较大面积的吸除落叶或灰尘，且在清理过程中，机器人上的粉碎机构和压缩机构可对碎渣容器内的落叶进行粉碎和压缩，利于节省空间，完成清理后，打开碎 渣容器底部的合页门可倾倒碎屑；
S4、清理楼道垃圾时，启动三轮单元第二电机，使三轮单元整体旋转，增大旋转半径，旋转过 程中，当第一个麦轮接触第一台阶时，第一个麦轮支撑整个装置向前移动，使第二个麦轮接触第二 个台阶，如此往复实现装置的爬梯，在爬梯过程中，先用切割器单元切割泥浆结块，再用扫除器单元扫除，最后用喷雾部分进行降尘。
由上，本发明的多功能建筑工地清理机器人及其清理方法的有益效果如下：
1、现有的工地清理机器人往往只有清除泥浆结块和降尘的作用，而无法对铁器进行回收处理， 对草木灌丛进行切除，对落叶进行吸除，以及对碎渣进行分类存储，对积水进行抽除；本发明则在 装置的底部设置切割器单元，吸叶器单元，吸铁器单元，分别达到对泥浆结块和草木灌丛进行切除，对落叶进行吸除的目的。通过设置抽水延展单元和放水延展单元可将工地内的积水调运到外部的排 水沟中，通过设置分类存储箱，既有利于铁器的回收，又有利于落叶和泥块的分开存储处理；本发 明将各种功能模块集成于一体，有利于形成一套全面的工地地面清除系统，提高工地的清洁率和环 境质量，加快施工效率。
2、现有的工地清理机器人往往将清理机构和废渣存储机构放在同一平面上，从而使机器人体积 较大，在某些建筑中无法进入，且废渣存储箱未设置粉碎和压缩机构，容易浪费存储空间，降低清 理效率。本发明将可旋转功能部分和碎渣容器设置在装置底部，将可开合容器，粉碎机构，压缩机构，抓手机构，调水部分设置在装置上面，有利于节省装置空间，且本发明将粉碎机构和压缩机构 单独设置在碎渣容器外，并设置为可移动机构，避免了给粉碎机构和压缩机构各配一个容器，以及 将两个容器中的碎渣进行运输的麻烦，本发明则采用碎渣容器静止，让粉碎机构和压缩机构依次移 动对碎渣容器中的碎屑进行处理，既有利于提高效率，又节省了装置空间。
3、现有的工地清理机器人往往只能在地面上进行清理，但建筑物的楼道也同样存在各种带清理 的碎渣；本发明则采用三连杆麦轮结构，使装置既能够在地面上快速多方向行驶，又能一边爬楼一 边进行清理工作；清理楼道垃圾时，启动三轮单元第二电机，使三轮单元整体旋转，增大旋转半径，旋转过程中，当第一个麦轮接触第一台阶时，第一个麦轮支撑装置向前移动，使第二个麦轮接触第 二个台阶，如此往复实现装置的爬梯，在爬梯过程中，先用切割器切割泥浆结块，再用扫除器扫除， 最后用喷雾部分进行降尘。
4、现有的清理机器人中设置的功能单元不能根据实际情况灵活更改配比，例如当某些功能模块 在该场景用不上时，相当于占用了装置空闲的位置；本发明设置的底部可旋转功能部分中的切割器 单元，吸叶器单元，吸铁器单元，扫除器单元通过螺母固定在十字铁架上，可根据实际情况更改配比，例如当仅需要吸除铁器时，可将四个功能单元全部换成吸铁器单元，这样机器人不管是横移还 是斜移都能最大面积的吸收铁器，且对铁器承载能力大大增强，有利于提高工作效率；其他三个功 能单元的安装方法和使用方法以及功效同上。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实 施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的多功能建筑工地清理机器人的整体结构示意图；
图2为本发明的底部旋转功能部分的示意图；
图3为底部旋转功能部分的扫除器单元的示意图；
图4为扫除器单元的滚筒扫帚的示意图；
图5为底部旋转功能部分的吸铁器单元的示意图；
图6为底部旋转功能部分的可旋转十字架单元的示意图；
图7为底部旋转功能部分的吸叶器单元的示意图；
图8为底部旋转功能部分的切割器单元的示意图；
图9为本发明的底盘部分的示意图；
图10为底盘部分的三轮单元的示意图；
图11为三轮单元的三轴连杆的示意图；
图12为底盘部分的多开合支撑板单元的示意图；
图13为本发明的碎渣处理部分的示意图；
图14为碎渣处理部分的压缩单元的示意图；
图15为碎渣处理部分的碎渣容器的示意图；
图16为碎渣处理部分的粉碎单元的示意图；
图17为本发明的容器更换部分的示意图；
图18为容器更换部分的可移动抓手单元的示意图；
图19a为容器更换部分的可开合容器的示意图之一；
图19b为容器更换部分的可开合容器的示意图之二；
图20为本发明的喷雾部分的示意图；
图21为本发明的调水部分的示意图；
图22为调水部分的可延展放水单元的示意图；
图23为调水部分的可延展抽水单元的示意图；
附图标记说明：
1000-底部旋转功能部分：
1100-扫除器单元；1101-扫除器可更换支撑板；1102-扫除器第一u型钢；1103-扫除器第一舵机； 1104-扫除器第一电动推杆电机；1105-簸箕；1106-扫除器第一电机；1107-扫除器第二u型钢；1108- 扫除器第二舵机；1109-扫除器第二电动推杆电机；1110-滚筒扫帚；1111-扫除器第二舵机；
1200-吸铁器单元；1201-吸铁器可更换支撑板；1202-吸铁器u型钢；1203-吸铁器舵机；1204- 吸铁器电动推杆电机；1205-吸铁器电机；1206-电磁滚筒；
1300-可旋转十字架单元；1301-转盘电机；1302-十字铁架；
1400-吸叶器单元；1401-吸叶器可更换支撑板；1402-吸叶器第一电动推杆电机；1403-吸叶器u 型钢；1404-吸叶器舵机；1405-导管；1406-吸叶器第二电动推杆电机；1407-圆杆；1408-吸嘴；
1500-切割器单元；1501-切割机；1502-切割器第一舵机；1503-切割器第一连杆；1504-切割器第 二舵机；1505-切割器第二连杆；1506-切割器第三舵机；1507-舵机转盘；1508-切割器第四舵机；1509- 舵机固定板；1510-切割器可更换支撑板；
2000-底盘部分：
2100-三轮单元；2101-麦轮；2102-三轮单元第一电机；2103-三轴连杆；2104-三轮单元第二电机；
2200-多开合支撑板单元；2201-第一齿轮槽口；2202-第一齿轮电机；2203-第一开合门；2204- 第一角钢；2205-第二开合门；2206-第二齿轮槽口；2207-第二齿轮电机；2208-第二角钢；2209-钢板； 2210-圆形槽口；2211-带孔钢板；
3000-碎渣处理部分：
3100-压缩单元；3101-压缩单元u型支柱；3102-压缩单元电机；3103-第一带孔小轮；3104-压缩 单元电动推杆电机；3105-第二带孔小轮；3106-压缩单元第一圆杆；3107-压缩单元油缸；3108-压缩 单元第二圆杆；3109-压缩单元第一连杆；3110-圆板；
3200-第一槽钢；
3300-碎渣容器；3301-圆桶；3302-圆型合页门；3303-碎渣容器连杆；3304-双向电动推杆电机； 3305-风机；
3400-粉碎单元；3401-粉碎单元u型支柱；3402-粉碎单元连杆；3403-粉碎单元油缸；3404-粉碎 单元电机；3405-刀片支架；
4000-容器更换部分：
4100-可移动抓手单元；4101-第二槽钢；4102-抓手单元u型支柱；4103-抓手单元油缸；4104- 抓手第一支撑板；4105-抓手第二支撑板；4106-抓手第三支撑板；4107-抓手第一连杆；4108-抓手第 二连杆；4109-关节；
4200-可开合容器；4201-铝箱；4202-铝箱槽口；4203-铝箱提手；4204-铝箱齿轮槽口；4205-铝 箱齿轮电机；4206-铝箱挡板；4207-铝箱角钢；
5000-喷雾部分：
5001-第一水管；5002-水管支架；5003-喷头；5004-水泵支架；5005-补水管道；5006-喷雾部分 水泵；5007-水箱；
6000-调水部分：
6100-可延展放水单元；6101-放水单元入水口；6102-第一水管收纳架；6103-第二水管；6104- 放水单元电机；6105-滚轮；6106-滚轮支架；6107-放水单元出水口；
6200-连接管；
6300-电动分流阀；
6400-可延展抽水单元；6401-抽水单元电机；6402-第二水管收纳架；6403-第三水管；6404-抽水 单元出水口；6405-抽水单元入水口；6406-抽水单元水泵。
具体实施方式
下面，结合图1至图23详细介绍本发明提供的一种多功能建筑工地清理机器人及其清理方法。
由图1所示，本发明的多功能建筑工地清理机器人从下至上依次由底部旋转功能部分1000、底 盘部分2000、碎渣处理部分3000、容器更换部分4000、喷雾部分5000、调水部分6000组成。其中， 底部旋转功能部分1000中的转盘电机1300通过螺栓螺母固定在底盘部分2000中的钢板2209的底 部中间位置，碎渣处理部分3000中的第一槽钢3200通过螺栓螺母固定在底盘部分2000中的钢板 2209的顶面，其中的碎渣容器3300焊接在底盘部分2000中的圆形槽口2210上，容器更换部分4000 中的第二槽钢4101通过螺栓螺母固定在底盘部分2000中的钢板2209上，喷雾部分5000中的水管 支架5002焊接在底盘部分2000的钢板2209上，调水部分6000中的水管收纳架焊接在底盘部分2000 的钢板2209上。
当需要清除工地上较轻小的碎渣时，底部旋转功能部分1000中的吸叶器单元1400可与碎渣处 理部分3000联合使用，在装置移动过程中，启动碎渣处理部分3000的风机3305，可将碎渣通过吸 叶器单元1400的吸嘴1408进入碎渣处理部分3000中的碎渣容器3300中，达到轻小碎渣清除的效 果；当需要清除工地上较重的废渣时，底部旋转功能部分1000中的扫除器单元1100可与底盘部分 2000中的多开合支撑板单元2200以及容器更换部分4000联合使用，在装置移动前，通过可移动抓 手单元4100将可开合容器4200移动到底盘部分2000中的矩形槽口位置，使可开合容器4200下降 到适当位置，此时多开合支撑板单元2200中的第二开合门2205刚好可穿过可开合容器4200的提手， 将容器固定住，启动装置，扫除器单元1100中的滚筒扫帚1110不停旋转，可将废渣扫进簸箕1105 内，当簸箕1105内废渣满后，可将废渣倒入可开合容器4200内，达到对工地上较大型废渣的清除； 当需要清除工地上的水泥块或杂草灌木时，可将底部旋转功能部分1000中的切割器单元1500和扫 除器单元1100联合使用，先使用切割器单元1500对目标物进行切除，随后使用扫除器单元1100进 行清除；当需要清除工地上可回收的铁器时，可将底部旋转功能部分1000中的吸铁器单元1200和 与容器更换部分4000联合使用，使用前，为了将铁器回收和废渣清除区分开，设置两个容器，当需 要更换容器时可使用容器更换部分4000中的可移动抓手单元4100进行更换，使用时，先启动电磁 滚筒1206及吸铁器电机开关，使铁器均匀吸附在电磁滚筒1206上，在将电磁滚筒1206伸入容器槽 口，将电磁滚筒1206断电失去磁性，使铁器自然掉落在容器内，完成对工地上铁器的回收；当需要对工地上进行预湿或降尘时，使用喷雾部分5000对工地进行喷雾处理，且喷雾部分5000中的水箱 还可通过调水部分6000中的电动分流阀6300进行补水，或者通过容器更换部分4000中的可移动抓 手单元4100更换水箱；当需要处理工地上积水时，可先将调水部分6000中可延展放水单元6100的 出水口放置于排水沟处，一边放松水管一边将装置移动到积水附近，将可延展抽水单元6400中的水 泵降至积水内，启动水泵开关可对积水进行抽除。
现有的清理机器人往往只有除尘一种功能，无法应对工地上回收铁器、清除较重废渣、水泥结 块、积水抽除、以及对碎渣的分类处理这些情景；而本发明通过将吸铁器单元，切割器单元，扫除 器单元，吸叶器单元安装在十字铁架1302上，可根据不同场景使用不同的功能模块，且本发明设置的多个存储箱有利于对废渣进行分类处理，例如，较轻小的废渣可存储在一个箱子里进行粉碎压缩， 节省空间，较重的废渣存储在另一个箱子里，而铁器可单独存储于另一个箱子，便于回收利用，且 本发明的多个清除功能集成在一体有利于提高清理效率，多方面改善工人的施工环境。
由图2所示，底部旋转功能部分1000包括可旋转十字架单元1300、扫除器单元1100、吸铁器 单元1200、吸叶器单元1400、切割器单元1500。扫除器单元1100、吸铁器单元1200、吸叶器单元 1400、切割器单元1500分别通过扫除器可更换支撑板1101、吸铁器可更换支撑板1201、吸叶器可 更换支撑板1401以及切割器可更换支撑板1510固定在可旋转十字架单元1300的四角。
切割器单元1500和扫除器单元1100可联合使用对水泥结块或草丛灌木进行清理，先由切割器 单元1500对目标物体进行切割，再由扫除器单元1100进行清除。由图3和图4所示，扫除器单元 1100由左边的扫把机构和右边的簸箕机构组成，簸箕机构从上至下依次由扫除器可更换支撑板1101、 扫除器第一u型钢1102、扫除器第一舵机1103、扫除器第一电动推杆电机1104、簸箕1105以及扫 除器第一电机1106组成。扫把机构从上至下依次由扫除器第二u型钢1107、扫除器第二舵机1108、 扫除器第二电动推杆电机1109、滚筒扫帚1110、扫除器第二电机1111组成。滚筒扫帚1110为异形 件，由滚筒和均匀分布在滚筒的圆周面的四片铁片焊接而成。扫除器可更换支撑板1101通过螺母固 定在十字铁架1302上，扫除器第一u型钢1102焊接在扫除器可更换支撑板1101上，扫除器第一舵机1103固定在扫除器第一u型钢1102上，所述扫除器第一电动推杆电机1104与扫除器第一舵机1103 的输出轴连接，扫除器第一电机1106的输出轴穿过扫除器第一电动推杆电机1104的输出轴与簸箕 1105连接。扫除器第二u型钢1107固定在扫除器可更换支撑板1101上，所述扫除器第二舵机1108 固定在扫除器第二u型钢1107上，所述扫除器第二电动推杆电机1109与扫除器第二舵机1108的输 出轴连接，所述扫除器第二电机1111的输出轴穿过扫除器第二电动推杆电机1109的输出轴与滚筒 扫帚1110连接。
扫除器第一舵机1103可调整扫除器第一电动推杆电机1104与地面的夹角，扫除器第一电动推 杆电机1104可调整簸箕1105的高度，所述扫除器第一电机1106可调整簸箕1105与地面的角度。 扫除器第二舵机1108可调整扫除器第二电动推杆电机1109与地面的夹角，所述扫除器第二电动推 杆电机1109可调整滚筒扫帚1110的高度，所述扫除器第二电机1111可控制滚筒扫帚1110的旋转。 在使用扫除器单元1100前，启动扫除器第一电机1106控制簸箕1105与地面相平，启动扫除器第一 电动推杆电机1104控制簸箕1105与地面贴合，启动扫除器第二电动推杆电机1109控制滚筒扫帚1110 的铁片接近目标碎屑，启动扫除器第二电机1111，控制滚筒扫帚1110旋转将碎屑扫入簸箕1105， 当簸箕1105内的碎屑满后，可控制扫除器第二电动推杆电机1109将滚筒扫帚1110向上收回，控制 扫除器第一舵机1103使簸箕1105向可开合容器4200中的铝箱槽口4202移动，同时启动扫除器第 一电机1106微调簸箕1105，使簸箕1105的开口向上，防止碎屑掉落，当簸箕1105伸入槽口内部时，控制簸箕1105的开口向下，倾倒碎屑。
由图5所示，吸铁器单元1200从上至下依次由吸铁器可更换支撑板1201、吸铁器u型钢1202、 吸铁器舵机1203、吸铁器电动推杆电机1204、吸铁器电机1205、电磁滚筒1206组成，吸铁器可更 换支撑板1201通过螺母固定在十字铁架1302上，吸铁器u型钢1202固定在吸铁器可更换支撑板1201上，吸铁器舵机1203固定在吸铁器u型钢1202上，吸铁器电动推杆电机1204与吸铁器舵机 1203的输出轴连接，吸铁器电机1205的输出轴穿过吸铁器电动推杆电机1204的输出轴与电磁滚筒 1206连接。使用前，启动吸铁器电动推杆电机1204调整电磁滚筒1206的高度，开启电磁滚筒1206 的电源开关，启动吸铁器电机1205控制电磁滚筒1206旋转，有利于铁器的均匀吸附，当电磁滚筒 1206上吸附的铁器达到一定的重量时，启动吸铁器舵机1203控制电磁滚筒1206向可开合容器4200 中的铝箱槽口4202移动，当电磁滚筒1206完全伸入槽口内时，断开电磁滚筒1206的电源，使其失 去磁性，铁器自然掉落至容器。
由图6所示，可旋转十字架单元1300由转盘电机1301和十字铁架1302组成，十字铁架1302 为异形件，由十字型铁板和十六根螺栓焊接而成，十字铁架1302中的螺栓是便于各功能单元的拆卸 与安装，转盘电机1301可调整十字铁架1302底下的四个功能单元的位置，与下述的麦轮2101配合 使用可针对装置前后移、横移、斜移时变换各功能单元的位置。
由图7所示，吸叶器单元1400从上至下依次由吸叶器可更换支撑板1401、吸叶器第一电动推 杆电机1402、吸叶器u型钢1403、导管1405、吸叶器第二电动推杆电机1406、圆杆1407和吸嘴 1408组成。吸叶器可更换支撑板1401通过螺母固定在十字铁架1302上，吸叶器u型钢1403和吸 叶器第一电动推杆电机1402固定在吸叶器可更换支撑板1401上，吸叶器舵机1404固定在吸叶器u 型钢1403上，吸叶器第二电动推杆电机1406与吸叶器舵机1404的输出轴连接，吸叶器第二电动推 杆电机1406的输出轴通过圆杆1407与吸嘴1408连接。导管1405的下端入口与吸嘴1408连接，导 管1405的上端固定在吸叶器第一电动推杆电机1402的输出轴上，其出口与碎渣容器3300的风机 3305连接。使用前，旋转转盘电机1301使吸叶器单元1400正对碎渣容器3300，伸缩吸叶器第一电 动推杆电机1402，控制导管1405插入碎渣容器3300中的风机3305中，启动风机3305，移动整个机器人装置可对工地上的轻小碎渣进行吸除。
如图8所示，切割器单元1500从上至下依次由切割机1501、切割器第一舵机1502、切割器第 一连杆1503、切割器第二舵机1504、切割器第二连杆1505、切割器第三舵机1506、舵机转盘1507、 切割器第四舵机1508、舵机固定板1509、切割器可更换支撑板1510组成。切割器可更换支撑板1510 通过螺母固定在十字铁架1302上，舵机固定板1509将切割器第四舵机1508固定在切割器可更换支 撑板1510上，舵机转盘1507与切割器第四舵机1508的输出轴连接，所述切割器第三舵机1506固 定在舵机转盘1507上，切割器第二连杆1505的一端与切割器第三舵机1506的输出轴连接，其另一 端与切割器第二舵机1504连接，所述切割器第二舵机1504和切割器第一舵机1502分别固定在切割 器第一连杆1503的两端，所述切割机1501与切割器第一舵机1502的输出轴连接。切割器第二舵机 1504和切割器第三舵机1506通过调整切割器第一连杆1503和切割器第二连杆1505的角度来调整 切割机1501的高度，切割器第四舵机1508可控制切割机1501左右切割，切割器第一舵机1502可 控制切割机1501切割的方向。
如图9，图10，图11，图12所示，底盘部分2000由三轮单元2100和多开合支撑板单元2200 组成，其中，三轮单元2100从上至下依次由麦轮2101、三轮单元第一电机2102、三轴连杆2103、 三轮单元第二电机2104组成，三轴连杆2103为异形件，可由钢板切割而成，三个三轮单元第一电 机2102固定在三轴连杆2103的三个角部，三个麦轮2101分别与三轮单元第一电机2102的输出轴 连接，三轮单元第二电机2104固定在多开合支撑板单元2200中的带孔钢板2211上，其输出轴与三 轴连杆2103的中心连接。在平面行走时，有两个麦轮2101着地，通过控制两个着地麦轮2101的三 轮单元第一电机2102的速度可实现装置的前后移动、横移、斜移、原地旋转，有利于机器人规划更 优的行进路线。现有的清理机器人往往只能在平面上行走，缺少爬梯机构，清理范围受限，本发明 设计的三轮机构可通过控制三轮单元第二电机2104使三轮单元2100整体旋转，旋转过程中，当第 一个麦轮接触第一台阶时，第一个麦轮支撑整个装置向前移动，使第二个麦轮接触第二个台阶，如此往复实现装置的爬梯。
多开合支撑板单元2200从上至下依次由第一齿轮槽口2201、第一齿轮电机2202、第一开合门 2203、第一角钢2204、第二开合门2205、第二齿轮槽口2206、第二齿轮电机2207、第二角钢2208、 钢板2209、圆形槽口2210、带孔钢板2211组成。其中，两个第一角钢2204焊接在钢板2209的水 箱槽口两侧，所述第一开合门2203可沿第一角钢2204的凹槽移动，所述两个第一齿轮电机2202固 定在第一开合门2203的两个槽口上，所述第一齿轮电机2202的齿轮输出轴与第一齿轮槽口2201啮 合。所述四个第二角钢2208固定在容器槽口两侧，所述第二开合门2205可沿第二角钢2208的凹槽 移动，第二齿轮电机2207固定在第二开合门2205上，所述第二齿轮电机2207的齿轮输出轴与第二 齿轮槽口2206啮合。四块带孔钢板2211分别固定在钢板2209的四角，带孔钢板2211用于与三轮 单元2100中的三轮单元第二电机2104连接。
当需要更换喷雾部分5000的水箱5007时，启动第一齿轮电机2202控制第一开合门2203上移， 水箱5007更换完后，控制第一开合门2203下移可支撑水箱；当需要将底部旋转功能部分1000收集 的碎屑或铁器倒入可开合容器4200时，启动第二齿轮电机2207，控制第二开合门2205向外侧移动， 使可开合容器4200可伸入容器槽口，当可开合容器4200下降到适当位置时，控制第二开合门2205 向内侧移动至卡入可开合容器4200中的铝箱提手4203内，起到支撑可开合容器4200的作用。圆形 槽口2210用于放置碎渣容器3300。
如图13所示，碎渣处理部分3000包括压缩单元3100、第一槽钢3200、碎渣容器3300、粉碎 单元3400，压缩单元3100中的第一带孔小轮3103和第二带孔小轮3105可沿第一槽钢3200移动， 所述粉碎单元3400中的带孔小轮可沿第一槽钢3200移动，所述第一槽钢3200固定在钢板2209上， 所述碎渣容器3300固定在钢板2209的圆形槽口2210上，粉碎单元3400和压缩单元3100联合使用 可将碎渣容器3300中的碎渣粉碎压实，节省存储空间。
如图14所示，压缩单元3100由两侧的行走机构和位于两个行走机构中间的压缩机构组成，所 述行走机构从上至下依次由压缩单元u形支柱3101、压缩单元电机3102、第一带孔小轮3103、压 缩单元电动推杆电机3104、第二带孔小轮3105组成。所述压缩机构从上至下依次由压缩单元第一 圆杆3106、压缩单元油缸3107、压缩单元第二圆杆3108、压缩单元第一连杆3109、圆板3110组成。 压缩单元电机3102的输出轴穿过压缩单元u型支柱3101与第一带孔小轮3103连接，所述压缩单元 电动推杆电机3104固定在压缩单元u型支柱3101的侧面，所述压缩单元第一圆杆3106固定在两个 压缩单元u型支柱3101的中间，所述压缩单元油缸3107的缸体固定在压缩单元第一圆杆3106上， 其油缸柱塞与压缩单元第二圆杆3108连接，所述压缩单元第二圆杆3108的两端通过两个压缩单元 第一连杆3109与圆板3110连接。使用压缩机构前，启动压缩单元电机3102控制压缩单元3100移 动到圆板3110与碎渣容器3300的圆桶3301同轴线的位置，关闭压缩单元电机3102，启动压缩单 元电动推杆电机3104，将其输出轴伸入第二带孔小轮3105中的小孔内，防止在使用压缩机构时压 缩单元3100的滑动，启动压缩单元油缸3107，控制圆板3110向碎渣容器3300中的碎渣施加压力，压缩碎渣以节省空间。
如图15所示，碎渣容器3300从上至下依次由圆桶3301、圆形合页门3302、碎渣容器连杆3303、 双向电动推杆电机3304、风机3305组成。风机3305与圆桶3301侧面的槽口连接，圆形合页门3302 中的中间杆两端固定在圆桶3301的底部，所述双向电动推杆电机3304通过两个碎渣容器连杆3303 固定在圆形合页门3302上。风机3305用于给吸叶器单元1400提供吸力，所述双向电动推杆电机 3304可通过收缩输出轴打开圆形合页门3302，便于碎渣容器3300中碎渣的倾倒。
如图16所示，粉碎单元3400由两侧的行走机构和位于两个行走机构中间的粉碎机构组成，所 述行走机构的组成方式及功能与压缩单元3100中的行走机构相同。粉碎机构从上至下依次由粉碎单 元连杆3402、粉碎单元油缸3403、粉碎单元电机3404、刀片支架3405组成。粉碎单元连杆3402 的两端固定在两侧的粉碎单元u型支柱3401上，粉碎单元油缸3403的缸体与粉碎单元连杆3402连 接，其油缸柱塞与粉碎单元电机3404连接，刀片支架3405固定在粉碎单元电机3404的输出轴上。 粉碎单元3400的移动方式和防滑方式和压缩单元3100的移动方式和防滑方式相同，当刀片支架3405 对准圆桶3301后，启动粉碎单元电机3404使刀片支架3405上的刀片旋转，启动粉碎单元油缸3403， 使刀片支架3405伸入圆桶3301对碎渣进行粉碎。
如图17所示，容器更换部分4000由可移动抓手单元4100和两个可开合容器4200组成。可移 动抓手单元4100中的两个第二槽钢4101固定在钢板2209上，为便于可回收铁器和不可回收的水泥 块分类存储，因而设置了两个可开合容器4200，当需要更换容器时，可使用可移动抓手单元4100 将两个可开合容器4200交换位置。
如图18所示，可移动抓手单元4100由两边的行走装置和位于两个行走装置中间的抓手机构组 成，其中，行走装置从下至上依次由第二槽钢4101、抓手单元u型支柱4102、抓手单元油缸4103、 抓手第一支撑板4104组成。所述抓手机构从上至下依次由抓手第二支撑板4105、抓手第三支撑板 4106、抓手第一连杆4107、抓手第二连杆4108、关节4109组成。抓手单元油缸4103的缸体固定在 抓手单元u型支柱4102上，其油缸柱塞与抓手第一支撑板4104连接，两块抓手第二支撑板4105固 定在抓手第一支撑板4104上，抓手第三支撑板4106固定在抓手第二支撑板4105上，起支撑抓手油 缸的作用，抓手油缸固定在抓手第三支撑板4106上。抓手第一连杆4107的一端与抓手第二支撑板 4105连接，其另一端与关节4109连接。抓手第二连杆4108的一端与抓手油缸的油缸柱塞连接，其 另一端与关节4109连接。可移动抓手单元4100的移动方式和防滑方式与压缩单元3100的移动方式 和防滑方式相同，当需要更换容器时，启动抓手单元油缸4103将抓手调整至合适高度，启动关节 4109抓住第一个可开合容器4200中的铝箱提手4203，抬升抓手的高度，启动行走装置，即可越过 第二个可开合容器4200，完成容器更换。
如图19所示，可开合容器4200的正面从下至上依次由铝箱4201、铝箱槽口4202、铝箱提手 4203组成，背面从上至下依次由铝箱齿轮槽口4204、铝箱齿轮电机4205、铝箱挡板4206、铝箱角 钢4207组成。两个铝箱提手4203焊接在铝箱4201上，便于抓手单元4100的抓取以及第二开合门 2205的插入，两个铝箱角钢4207固定在铝箱4201上，铝箱挡板4206可沿铝箱角钢4207的槽口移动，所述铝箱齿轮电机4205固定在铝箱挡板4206的槽口上，所述铝箱齿轮电机4205的齿轮输出轴 与铝箱齿轮槽口4204啮合。启动铝箱齿轮电机4205，控制铝箱挡板4206向上移动，便于铝箱内部 铁器或碎渣的倾倒。
如图20所示，喷雾部分5000由下至上依次由第一水管5001、水管支架5002、喷头5003、水 泵支架5004、补水管道5005、喷雾部分水泵5006、水箱5007组成。喷头5003安装在第一水管5001 上，所述第一水管5001通过尼龙扎绳固定在水管支架5002上，所述水管支架5002焊接在钢板2209 上，所述补水管道5005通过三通管道与电动分流阀6300连接，水泵支架5004焊接在钢板2209上， 用于支撑喷雾部分水泵5006，水箱5007放置于第一开合门2203上。当需要给水箱补水时，有两种 方法，一种是通过可移动抓手单元4100和多开合支撑板单元2200更换水箱，另一种是通过电动分 流阀6300从可延展抽水单元6400补水；当需要进行喷雾时，可开启喷雾部分水泵5006。
由图21所示，调水部分6000由可延展放水单元6100、连接管6200、电动分流阀6300、可延 展抽水单元6400组成。可延展放水单元6100中第一水管收纳架6102和可延展抽水单元6400中的 第二水管收纳架6402焊接在钢板2209上，所述连接管6200将放水单元入水口6101和抽水单元出 水口6404连接，所述电动分流阀6300与连接管6200连接。可延展放水单元6100用于将积水从建 筑物内向外抽送，可延展抽水单元6400用于将积水从坑底向地面抽送。
由图22所示，可延展放水单元6100从上至下依次由放水单元入水口6101、第一水管收纳架 6102、第二水管6103、放水单元电机6104、滚轮6105、滚轮支架6106、放水单元出水口6107组成。 第二水管6103可沿第一水管收纳架6102收拢或延展，放水单元电机6104的输出轴与第一水管收纳 架6102连接，可控制第一水收纳架6102的滚筒旋转，所述滚轮支架6106焊接在钢板2209上，用 于支撑滚轮6105，所述放水单元出水口6107放置于滚轮6105上，有利于第二水管6103的延展和 收纳。抽水前，将清理机器人移动到室外排水沟附近，启动放水单元电机6104，使放水单元出口6107 降下至排水沟旁边，一边延展第二水管6103一边将机器人移动到工地内的积水旁，即可完成可延展 放水单元6100的延展。
如图23所示，可延展抽水单元6400从上至下依次由抽水单元电机6401、第二水管收纳架6402、 第三水管6403、抽水单元出水口6404、抽水单元入水口6405、抽水单元水泵6406组成。可延展抽 水单元6400中的第二水收纳架6402的组成以及水管的延伸方式和可延展放水单元6100相同，此外 可延展抽水单元6400在可延展放水单元6100的基础上增加了抽水单元水泵6406，其与抽水单元入 水口6405连接。抽水前，延展第三水管6403至抽水单元水泵6406伸入积水底部，其延展方式与可 延展放水单元6100相同，启动抽水单元水泵6406即可进行抽水。
相应的，本发明提供的多功能建筑工地清理机器人的清理方法，其包括以下步骤：
S1、在清理积水时，将清理机器人移动到室外排水沟附近，启动放水单元电机6104，使放水单 元出口6107降下至排水沟旁边，一边延展水管一边将机器人移动到工地内的积水旁，即可完成可延 展放水单元的延展。启动抽水单元电机6401，使抽水单元入水口6405降下至水坑底部，启动抽水单元水泵6406，即可实现清除积水。
S2、在清理草丛灌木或泥浆结块时，可将机器人移动到目标清除物上面，启动切割器单元1500 对其进行切割，当机器人继续向前移动时，扫除器单元1100移动到原来切割器的位置，控制扫除器 单元1100可对碎屑进行扫除，当簸箕1105内的碎屑满后，可将其倒入可开合容器4200中。
S3、在清理落叶或其他轻小碎屑时，可将底部旋转功能部分1000的四个功能单元全部换成吸叶 器单元1400，这样可配合麦轮2101可前后移、横移和斜移的特点，当机器人斜移时，可使底部旋 转功能部分旋转45°，让机器人无论走那个方向，都可较大面积的吸除落叶或灰尘，且在清理过程 中，机器人上的粉碎机构和压缩机构可对碎渣容器3300内的落叶进行粉碎和压缩，利于节省空间， 完成清理后，打开碎渣容器底部的合页门可倾倒碎屑。
S4、清理楼道垃圾时，启动三轮单元第二电机2104，使三轮单元2100整体旋转，增大旋转半 径，旋转过程中，当第一个麦轮接触第一台阶时，第一个麦轮支撑整个装置向前移动，使第二个麦 轮接触第二个台阶，如此往复实现装置的爬梯，在爬梯过程中，先用切割器单元1500切割泥浆结块， 再用扫除器单元1100扫除，最后用喷雾部分5000进行降尘。
本发明在调水部分抽出积水的同时可为喷雾部分的水箱进行补水，在装置上可以设置三种容器 箱，分别用于存储落叶、泥浆结块和可回收利用的铁器；在装置上设置抓手机构有利于更换容器和 水箱；在吸收落叶的同时，粉碎单元和压缩单元可对容器内的落叶进行粉碎和压缩，以节省空间；在切割器对草丛灌木或泥浆结块进行切割时，扫除器单元1100可同时对其进行扫除，提高工作效率； 当需要清理楼道时，本发明设置的三连杆麦轮结构可实现爬梯，且在爬梯过程中，底部可旋转功能 部分的切割器单元1500、吸叶器单元1400、吸铁器单元1200、扫除器单元1100可收缩各自的电动 推杆电机以不妨碍机器人的攀爬，且在攀爬过程中可对楼道出现的泥浆结块，铁器，灰尘进行清除。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技 术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解得到的变换或者替换，都应该涵盖在本发明的包含范 围之内。

Claims (9)

1.一种多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，包括：
底盘部分(2000)，包括多开合支撑板单元(2200)和安装于所述多开合支撑板单元(2200)的四个角部的三轮单元(2100)，用于带动整个机器人在地面上进行移动和爬梯运动；
底部旋转功能部分(1000)，安装在所述多开合支撑板单元(2200)的底部中间位置，包括可旋转十字架单元(1300)和可拆卸的安装在所述可旋转十字架单元(1300)上的扫除器单元(1100)、吸铁器单元(1200)、吸叶器单元(1400)、切割器单元(1500)，所述切割器单元(1500)和扫除器单元(1100)联合使用对水泥结块或草丛灌木进行清理，先由切割器单元(1500)对目标物体进行切割，再由扫除器单元(1100)进行清除；所述吸铁器单元(1200)用于清除工地上可回收的铁器，所述吸叶器单元(1400)用于清除工地上较轻小的碎渣；
碎渣处理部分(3000)，安装于多开合支撑板单元(2200)的一侧并与所述吸叶器单元(1400)连接，包括压缩单元(3100)、碎渣容器(3300)和粉碎单元(3400)，所述粉碎单元(3400)和压缩单元(3100)联合使用将碎渣容器(3300)中的碎渣粉碎压实；
容器更换部分(4000)，安装于所述多开合支撑板单元(2200)上，包括可移动抓手单元(4100)和可开合容器(4200)，所述可移动抓手单元(4100)将两个可开合容器(4200)交换位置，所述可开合容器(4200)用于盛装所述扫除器单元(1100)和吸铁器单元(1200)收集的杂物；
喷雾部分(5000)，安装于所述多开合支撑板单元(2200)的另一侧，用于对工地进行预湿或降尘；
调水部分(6000)，安装于所述多开合支撑板单元(2200)靠近所述喷雾部分(5000)的边缘，包括可延展放水单元(6100)和可延展抽水单元(6400)，所述可延展放水单元(6100)用于将积水从建筑物内向外抽送，所述可延展抽水单元(6400)用于将积水从坑底向地面抽送；
所述多开合支撑板单元(2200)包括第一齿轮槽口(2201)、第一齿轮电机(2202)、第一开合门(2203)、第一角钢(2204)、第二开合门(2205)、第二齿轮槽口(2206)、第二齿轮电机(2207)、第二角钢(2208)、钢板(2209)、圆形槽口(2210)、带孔钢板(2211)；其中，两个第一角钢(2204)焊接在钢板(2209)的水箱槽口两侧，所述第一开合门(2203)可沿第一角钢(2204)的凹槽移动，所述两个第一齿轮电机(2202)固定在第一开合门(2203)的两个槽口上，所述第一齿轮电机(2202)的齿轮输出轴与第一齿轮槽口(2201)啮合；
所述四个第二角钢(2208)固定在容器槽口两侧，所述第二开合门(2205)可沿第二角钢(2208)的凹槽移动，第二齿轮电机(2207)固定在第二开合门(2205)上，所述第二齿轮电机(2207)的齿轮输出轴与第二齿轮槽口(2206)啮合，四块带孔钢板(2211)分别固定在钢板(2209)的四角；
所述三轮单元(2100)包括麦轮(2101)、三轮单元第一电机(2102)、三轴连杆(2103)、三轮单元第二电机(2104)，三个三轮单元第一电机(2102)固定在三轴连杆(2103)的三个角部，三个麦轮(2101)分别与三轮单元第一电机(2102)的输出轴连接，三轮单元第二电机(2104)固定在所述带孔钢板(2211)上，其输出轴与三轴连杆(2103)的中心连接；
在平面行走时，有两个麦轮(2101)着地，通过控制两个着地麦轮(2101)的三轮单元第一电机(2102)的速度可实现机器人装置的前后移动、横移、斜移、原地旋转；
可开合容器4200的正面从下至上依次由铝箱4201、铝箱槽口4202、铝箱提手4203组成，背面从上至下依次由铝箱齿轮槽口4204、铝箱齿轮电机4205、铝箱挡板4206、铝箱角钢4207组成；两个铝箱提手4203焊接在铝箱4201上，便于抓手单元4100的抓取以及第二开合门2205的插入，两个铝箱角钢4207固定在铝箱4201上，铝箱挡板4206可沿铝箱角钢4207的槽口移动，所述铝箱齿轮电机4205固定在铝箱挡板4206的槽口上，所述铝箱齿轮电机4205的齿轮输出轴与铝箱齿轮槽口4204啮合；启动铝箱齿轮电机4205，控制铝箱挡板4206向上移动，便于铝箱内部铁器或碎渣的倾倒。
2.根据权利要求1所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述扫除器单元(1100)包括扫把机构和簸箕机构，所述簸箕机构从上至下依次由扫除器可更换支撑板(1101)、扫除器第一u型钢(1102)、扫除器第一舵机(1103)、扫除器第一电动推杆电机(1104)、簸箕(1105)以及扫除器第一电机(1106)组成；
所述扫把机构从上至下依次由扫除器第二u型钢(1107)、扫除器第二舵机(1108)、扫除器第二电动推杆电机(1109)、滚筒扫帚(1110)、扫除器第二电机(1111)组成；所述滚筒扫帚(1110)为异形件，其由滚筒和均匀分布在滚筒的圆周面的四片铁片焊接而成；
所述扫除器可更换支撑板(1101)通过螺母固定在所述可旋转十字架单元(1300)的十字铁架(1302)上，所述扫除器第一u型钢(1102)焊接在所述扫除器可更换支撑板(1101)上，所述扫除器第一舵机(1103)固定在扫除器第一u型钢(1102)上，所述扫除器第一电动推杆电机(1104)与扫除器第一舵机(1103)的输出轴连接，所述扫除器第一电机(1106)的输出轴穿过扫除器第一电动推杆电机(1104)的输出轴与簸箕(1105)连接；
所述扫除器第二u型钢(1107)固定在所述扫除器可更换支撑板(1101)上，所述扫除器第二舵机(1108)固定在扫除器第二u型钢(1107)上，所述扫除器第二电动推杆电机(1109)与扫除器第二舵机(1108)的输出轴连接，所述扫除器第二电机(1111)的输出轴穿过扫除器第二电动推杆电机(1109)的输出轴与滚筒扫帚(1110)连接。
3.根据权利要求2所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述吸铁器单元(1200)从上至下依次由吸铁器可更换支撑板(1201)、吸铁器u型钢(1202)、吸铁器舵机(1203)、吸铁器电动推杆电机(1204)、吸铁器电机(1205)、电磁滚筒(1206)组成，所述吸铁器可更换支撑板(1201)通过螺母固定在十字铁架(1302)上，所述吸铁器u型钢(1202)固定在所述吸铁器可更换支撑板(1201)上，所述吸铁器舵机(1203)固定在吸铁器u型钢(1202)上，所述吸铁器电动推杆电机(1204)与吸铁器舵机(1203)的输出轴连接，所述吸铁器电机(1205)的输出轴穿过吸铁器电动推杆电机(1204)的输出轴与电磁滚筒(1206)连接；
使用前，启动吸铁器电动推杆电机(1204)调整电磁滚筒(1206)的高度，开启电磁滚筒(1206)的电源开关，启动吸铁器电机(1205)控制电磁滚筒(1206)旋转，有利于铁器的均匀吸附，当电磁滚筒(1206)上吸附的铁器达到一定的重量时，启动吸铁器舵机(1203)控制电磁滚筒(1206)向可开合容器(4200)中的铝箱槽口(4202)移动，当电磁滚筒(1206)完全伸入槽口内时，断开电磁滚筒(1206)的电源，使其失去磁性，铁器自然掉落至容器。
4.根据权利要求3所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述吸叶器单元(1400)从上至下依次由吸叶器可更换支撑板(1401)、吸叶器第一电动推杆电机(1402)、吸叶器u型钢(1403)、导管(1405)、吸叶器第二电动推杆电机(1406)、圆杆(1407)和吸嘴(1408)组成；所述吸叶器可更换支撑板(1401)通过螺母固定在十字铁架(1302)上，所述吸叶器u型钢(1403)和吸叶器第一电动推杆电机(1402)固定在所述吸叶器可更换支撑板(1401)上，吸叶器舵机(1404)固定在吸叶器u型钢(1403)上，所述吸叶器第二电动推杆电机(1406)与吸叶器舵机(1404)的输出轴连接，所述吸叶器第二电动推杆电机(1406)的输出轴通过圆杆(1407)与吸嘴(1408)连接；
所述导管(1405)的下端入口与吸嘴(1408)连接，导管(1405)的上端固定在吸叶器第一电动推杆电机(1402)的输出轴上，其出口与碎渣容器(3300)的风机(3305)连接；使用前，旋转转盘电机(1301)使吸叶器单元(1400)正对碎渣容器(3300)，伸缩吸叶器第一电动推杆电机(1402)，控制导管(1405)插入碎渣容器(3300)中的风机(3305)中，启动风机(3305)，移动整个机器人装置可对工地上的轻小碎渣进行吸除。
5.根据权利要求4所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述切割器单元(1500)从上至下依次由切割机(1501)、切割器第一舵机(1502)、切割器第一连杆(1503)、切割器第二舵机(1504)、切割器第二连杆(1505)、切割器第三舵机(1506)、舵机转盘(1507)、切割器第四舵机(1508)、舵机固定板(1509)、切割器可更换支撑板(1510)组成；所述切割器可更换支撑板(1510)通过螺母固定在十字铁架(1302)上，所述舵机固定板(1509)将切割器第四舵机(1508)固定在所述切割器可更换支撑板(1510)上，所述舵机转盘(1507)与切割器第四舵机(1508)的输出轴连接，所述切割器第三舵机(1506)固定在舵机转盘(1507)上，所述切割器第二连杆(1505)的一端与切割器第三舵机(1506)的输出轴连接，其另一端与切割器第二舵机(1504)连接，所述切割器第二舵机(1504)和切割器第一舵机(1502)分别固定在切割器第一连杆(1503)的两端，所述切割机(1501)与切割器第一舵机(1502)的输出轴连接；
所述切割器第二舵机(1504)和切割器第三舵机(1506)通过调整切割器第一连杆(1503)和切割器第二连杆(1505)的角度来调整切割机(1501)的高度，所述切割器第四舵机(1508)可控制切割机(1501)左右切割，切割器第一舵机(1502)可控制切割机(1501)切割的方向。
6.根据权利要求5所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述压缩单元(3100)由两侧的行走机构和位于两个行走机构中间的压缩机构组成，所述行走机构从上至下依次由压缩单元u形支柱(3101)、压缩单元电机(3102)、第一带孔小轮(3103)、压缩单元电动推杆电机(3104)、第二带孔小轮(3105)组成；所述压缩机构从上至下依次由压缩单元第一圆杆(3106)、压缩单元油缸(3107)、压缩单元第二圆杆(3108)、压缩单元第一连杆(3109)、圆板(3110)组成；
所述压缩单元电机(3102)的输出轴穿过压缩单元u型支柱(3101)与第一带孔小轮(3103)连接，所述压缩单元电动推杆电机(3104)固定在压缩单元u型支柱(3101)的侧面，所述压缩单元第一圆杆(3106)固定在两个压缩单元u型支柱(3101)的中间，所述压缩单元油缸(3107)的缸体固定在压缩单元第一圆杆(3106)上，其油缸柱塞与压缩单元第二圆杆(3108)连接，所述压缩单元第二圆杆(3108)的两端通过两个压缩单元第一连杆(3109)与圆板(3110)连接；
使用压缩机构前，启动压缩单元电机(3102)控制压缩单元(3100)移动到圆板(3110)与碎渣容器(3300)的圆桶(3301)同轴线的位置，关闭压缩单元电机(3102)，启动压缩单元电动推杆电机(3104)，将其输出轴伸入第二带孔小轮(3105)中的小孔内，防止在使用压缩机构时压缩单元(3100)的滑动，启动压缩单元油缸(3107)，控制圆板(3110)向碎渣容器(3300)中的碎渣施加压力，压缩碎渣以节省空间；
所述碎渣容器(3300)包括圆桶(3301)、圆形合页门(3302)、碎渣容器连杆(3303)、双向电动推杆电机(3304)、风机(3305)，所述风机(3305)与圆桶(3301)侧面的槽口连接，所述圆形合页门(3302)中的中间杆两端固定在圆桶(3301)的底部，所述双向电动推杆电机(3304)通过两个碎渣容器连杆(3303)固定在圆形合页门(3302)上；所述风机(3305)用于给吸叶器单元(1400)提供吸力，所述双向电动推杆电机(3304)可通过收缩输出轴打开圆形合页门(3302)，便于碎渣容器(3300)中碎渣的倾倒；
所述粉碎单元(3400)由两侧的行走机构和位于两个行走机构中间的粉碎机构组成，所述行走机构的组成方式及功能与压缩单元(3100)中的行走机构相同；所述粉碎机构从上至下依次由粉碎单元连杆(3402)、粉碎单元油缸(3403)、粉碎单元电机(3404)、刀片支架(3405)组成；所述粉碎单元连杆(3402)的两端固定在两侧的粉碎单元u型支柱(3401)上，所述粉碎单元油缸(3403)的缸体与粉碎单元连杆(3402)连接，其油缸柱塞与粉碎单元电机(3404)连接，刀片支架(3405)固定在粉碎单元电机(3404)的输出轴上；
所述粉碎单元(3400)的移动方式和防滑方式和压缩单元(3100)的移动方式和防滑方式相同，当刀片支架(3405)对准圆桶(3301)后，启动粉碎单元电机(3404)使刀片支架(3405)上的刀片旋转，启动粉碎单元油缸(3403)，使刀片支架(3405)伸入圆桶(3301)对碎渣进行粉碎。
7.根据权利要求6所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述可移动抓手单元(4100)由两边的行走装置和位于两个行走装置中间的抓手机构组成，其中，所述行走装置从下至上依次由第二槽钢(4101)、抓手单元u型支柱(4102)、抓手单元油缸(4103)、抓手第一支撑板(4104)组成；所述抓手机构从上至下依次由抓手第二支撑板(4105)、抓手第三支撑板(4106)、抓手第一连杆(4107)、抓手第二连杆(4108)、关节(4109)组成；
所述抓手单元油缸(4103)的缸体固定在抓手单元u型支柱(4102)上，其油缸柱塞与抓手第一支撑板(4104)连接，两块抓手第二支撑板(4105)固定在抓手第一支撑板(4104)上，所述抓手第三支撑板(4106)固定在抓手第二支撑板(4105)上，起支撑抓手油缸的作用，抓手油缸固定在抓手第三支撑板(4106)上；所述抓手第一连杆(4107)的一端与抓手第二支撑板(4105)连接，其另一端与关节(4109)连接；所述抓手第二连杆(4108)的一端与抓手油缸的油缸柱塞连接，其另一端与关节(4109)连接。
8.根据权利要求7所述的多功能建筑工地清理机器人，其特征在于，所述可延展放水单元(6100)从上至下依次由放水单元入水口(6101)、第一水管收纳架(6102)、第二水管(6103)、放水单元电机(6104)、滚轮(6105)、滚轮支架(6106)、放水单元出水口(6107)组成；所述第二水管(6103)可沿第一水管收纳架(6102)收拢或延展，放水单元电机(6104)的输出轴与第一水管收纳架(6102)连接，可控制第一水管收纳架(6102)的滚筒旋转，所述滚轮支架(6106)焊接在钢板(2209)上，用于支撑滚轮(6105)，所述放水单元出水口(6107)放置于滚轮(6105)上，有利于第二水管(6103)的延展和收纳；
抽水前，将清理机器人移动到室外排水沟附近，启动放水单元电机(6104)，使放水单元出水口(6107)降下至排水沟旁边，一边延展第二水管(6103)一边将机器人移动到工地内的积水旁，即可完成可延展放水单元(6100)的延展；
所述可延展抽水单元(6400)从上至下依次由抽水单元电机(6401)、第二水管收纳架(6402)、第三水管(6403)、抽水单元出水口(6404)、抽水单元入水口(6405)、抽水单元水泵(6406)组成；所述可延展抽水单元(6400)中的第二水管收纳架(6402)的组成以及水管的延伸方式和可延展放水单元(6100)相同，此外可延展抽水单元(6400)在可延展放水单元(6100)的基础上增加了抽水单元水泵(6406)，其与抽水单元入水口(6405)连接；
抽水前，延展第三水管(6403)至抽水单元水泵(6406)伸入积水底部，其延展方式与可延展放水单元(6100)相同，启动抽水单元水泵(6406)即可进行抽水。
9.一种如权利要求8所述的多功能建筑工地清理机器人的清理方法，其特征在于，其步骤为：
S1、在清理积水时，将清理机器人移动到室外排水沟附近，启动放水单元电机(6104)，使放水单元出水口(6107)降下至排水沟旁边，一边延展水管一边将机器人移动到工地内的积水旁，即可完成可延展放水单元的延展；启动抽水单元电机(6401)，使抽水单元入水口(6405)降下至水坑底部，启动抽水单元水泵(6406)，即可实现清除积水；
S2、在清理草丛灌木或泥浆结块时，可将机器人移动到目标清除物上面，启动切割器单元(1500)对其进行切割，当机器人继续向前移动时，扫除器单元(1100)移动到原来切割器的位置，控制扫除器单元(1100)可对碎屑进行扫除，当簸箕(1105)内的碎屑满后，可将其倒入可开合容器(4200)中；
S3、在清理落叶或其他轻小碎屑时，可将底部旋转功能部分(1000)的四个功能单元全部换成吸叶器单元(1400)，这样可配合麦轮(2101)可前后移、横移和斜移的特点，当机器人斜移时，可使底部旋转功能部分旋转45°，让机器人无论走那个方向，都可较大面积的吸除落叶或灰尘，且在清理过程中，机器人上的粉碎机构和压缩机构可对碎渣容器(3300)内的落叶进行粉碎和压缩，利于节省空间，完成清理后，打开碎渣容器底部的合页门可倾倒碎屑；
S4、清理楼道垃圾时，启动三轮单元第二电机(2104)，使三轮单元(2100)整体旋转，增大旋转半径，旋转过程中，当第一个麦轮接触第一台阶时，第一个麦轮支撑整个装置向前移动，使第二个麦轮接触第二个台阶，如此往复实现装置的爬梯，在爬梯过程中，先用切割器单元(1500)切割泥浆结块，再用扫除器单元(1100)扫除，最后用喷雾部分(5000)进行降尘。
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