CN203263307U

CN203263307U - 高空清洗机器人

Info

Publication number: CN203263307U
Application number: CN2013202756885U
Authority: CN
Inventors: 杨海军; 赵红霞; 张洪涛; 康红艳; 邹灵昊; 许艺萍; 邹武
Original assignee: Luoyang Institute of Science and Technology
Current assignee: Luoyang Institute of Science and Technology
Priority date: 2013-05-21
Filing date: 2013-05-21
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-05-21

Abstract

高空清洗机器人，由辅助机和清洗机组成，辅助机包括驱动机构、电动机构、水源机构、提升机构和控制机构，驱动机构分别连接电动机构、提升机构、水源机构和控制机构，控制机构对驱动机构、电动机构、水源机构和提升机构进行控制，所述的清洗机包括吸壁移动支架、清洗滑动支架、真空吸盘、刮水器、滚筒刷和清洗盘，本实用新型解决现有的高空幕墙清洗装置造价高、效率低、清洗效果差的问题。

Description

高空清洗机器人

技术领域

本实用新型涉及高空清洗，具体说的是高空清洗机器人。

背景技术

日本BVE公司研制的一款固定轨道式全自动擦洗机器人。机器人靠安装在楼顶的轨道及吊装系统使擦洗机对准要洗的地方，沿固定安装在建筑物表面的导槽垂直上下移动进行自动清洗，清洗机构带有多个旋盘。该设备是针对固定建筑物的，要求在建筑物设计之初就将清洗系统考虑进去，铺设相应的轨道，这大大限制了该机器人的使用范围及效率，并且造价高昂，因而不适于大规模推广。

北京航空航天大学机器人研究所研制了 Washman、Cleanout—I 和蓝天洁士—I型等系列擦洗机器人，适合于不同玻璃幕墙清洗。但其存在移动速度慢、清洗效率低、结构复杂且造价高等缺点。实难应用到城市高层建筑的外墙清洗上。

据统计，目前我国清洗行业的从业人员已超过450万人，产业总值已接近900亿元人民币，而且正在以每年25%左右的增长速度迅猛发展。作为清洗行业中的新兴产业，高空清洗业更是以每年30%的增长速度飞速发展，据国家统计局相关数据显示，2007年该行业的总产值达到40亿元人民币。随着城市化的高速发展和节约用地的普遍推行，城市的高层建筑如雨后春笋，使玻璃幕墙和各种新型墙体材料得到广泛使用，但随之也带来了高层建筑墙面的清洗难题。目前高层建筑墙面清洗主要采用人工方式，清洗工人被称为“蜘蛛人”，不仅劳动强度大，而且安全状况令人堪忧。一方面，城市高层建筑墙面清洗的市场需求日益旺盛，另一方面，高成本、高风险的人工清洗方式却难以适应。而自动化清洗装置由于研发制造成本高，目前仅仅处于研究实验阶段，实难普及使用。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种高空清洗机器人，解决现有的高空幕墙清洗装置造价高、效率低、清洗效果差的问题。

本实用新型为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：高空清洗机器人，由辅助机和清洗机组成，辅助机包括驱动机构、电动机构、水源机构、提升机构和控制机构，驱动机构分别连接电动机构、提升机构、水源机构和控制机构，控制机构对驱动机构、电动机构、水源机构和提升机构进行控制，所述的清洗机包括吸壁移动支架、清洗滑动支架、真空吸盘、刮水器、滚筒刷和清洗盘，提升机构和吸壁移动支架连接，吸壁移动支架和清洗滑动支架均为长方形框架结构，在吸壁移动支架上设置有清洗滑动支架和多个真空吸盘，多个真空吸盘设置在吸壁移动支架的两侧，并与电动机构连接，清洗滑动支架与控制机构连接，并与吸壁移动支架滑动配合，在清洗滑动支架上从上到下依次设有清洗盘、滚筒刷和刮水器，清洗盘和滚筒刷和驱动机构连接。

本实用新型所述的吸壁移动支架的两端分别设有两个红外壁障装置。

本实用新型所述的红外壁障装置由红外壁障传感器、导轮架和三个导轮组成，导轮架上设有与驱动机构连接的驱动轴和导轮，以驱动轴为中心，三个导轮的中心距离驱动轴的长度相等，相临两个导轮之间的夹角为60°。

本实用新型所述的水源机构包括污水回收机构，在刮水器下方设有污水收集装置，污水收集装置通过输水管与污水回收机构连接。

本实用新型所述的清洗机上还设有真空发生器。

本实用新型所述的控制机构采用无线控制系统，无线控制系统为2.4G无线传输控制。

本实用新型所述的清洗盘上方设有喷管。

本实用新型有益效果是：

1、该实用新型具有广泛的适用性,可以清洗高层建筑物的各类幕墙墙面，大大的增强了其工作范围与实用性，相对于现在市场上的同类机器人，操作更加简便，价钱更低，应用范围更广，安全性更高。完美地解决了人工清洗方法存在的缺陷，具有广阔的清洁，环保的市场前景。

2、本机器采用特定的清洗工艺（粗洗—清理，精洗—清理）。实现多重清洗（滚洗、平面旋转擦洗），清洗效率高，设计的柔韧刮水装置清洁玻璃,使其更加明亮。

3、本机器采用红外避障传感器等零部件的互相配合来实现阶梯形障碍物的识别与跨越。

4、清洗机采用缆绳悬吊，楼顶辅助机以楼顶避雷线路为导轨来实现清洗机的自动升降与横向移动，使清洗机能够充分清洗幕墙的每个角落。

5、本机器采用两组真空吸盘（共8个）、小气缸（共8个）、两条直线导轨及同步带牵引等配合来实现清洗机的间歇吸壁移步，同时利用真空发生器排出的高速气体对幕墙进行冷风干。

6、污水自行流入处于清洗机底部的污水收集装置中，由水泵将收集的污水送入过滤装置回并收循环利用。

附图标记

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的清洗机结构示意图；

图3为本实用新型的吸壁移动支架的结构示意图；

图4为本实用新型的红外壁障装置的结构示意图；

图5为本实用新型的电动机构的原理图；

图中：1、辅助机，2、清洗机，3、吸壁移动支架，4、清洗滑动支架，5、真空吸盘，6、刮水器，7、滚筒刷，8、清洗盘，9、红外壁障装置，10、导轮架，11、导轮，12、污水收集装置，13、真空发生器，14、红外壁障传感器，15、气压阀，16、无级变速电机，17、减速电机。

实施方式

如图所示，高空清洗机器人，由辅助机1和清洗机2组成，辅助机1包括驱动机构、电动机构、水源机构、提升机构和控制机构，驱动机构分别连接电动机构、提升机构、水源机构和控制机构，控制机构对驱动机构、电动机构、水源机构和提升机构进行控制，所述的清洗机1包括吸壁移动支架3、清洗滑动支架4、真空吸盘5、刮水器6、滚筒刷7和清洗盘8，提升机构和吸壁移动支架3连接，吸壁移动支架3和清洗滑动支架4均为长方形框架结构，在吸壁移动支架3上设置有清洗滑动支架4和多个真空吸盘5，多个真空吸盘5设置在吸壁移动支架3的两侧，并与电动机构连接，清洗滑动支架4与控制机构连接，并与吸壁移动支架3滑动配合，在清洗滑动支架4上从上到下依次设有清洗盘8、滚筒刷7和刮水器6，清洗盘8和滚筒刷7和驱动机构连接。

所述的吸壁移动支架3的两端分别设有两个红外壁障装置9。

所述的红外壁障装置9由红外壁障传感器14、导轮架10和三个导轮11组成，导轮架10上设有与驱动机构连接的驱动轴和导轮11，以驱动轴为中心，三个导轮11的中心距离驱动轴的长度相等，相临两个导轮11之间的夹角为60°。

所述的水源机构包括污水回收机构，在刮水器6下方设有污水收集装置12，污水收集装置12通过输水管与污水回收机构连接。

所述的清洗机2上还设有真空发生器13。

所述的控制机构采用无线控制系统，无线控制系统为2.4G无线传输控制。

所述的清洗盘8上方设有喷管。

清洗机用于让机器人平稳的在墙体上上下移动。电磁阀和气泵控制气缸的伸缩及吸盘的吸附。通过在清洗机上装的八个双层真空吸盘（分两组）来对其提供垂直墙面的吸附力，并且每一组交替吸附，依靠清洗装置（小框架）的自重下滑来实现机器人清洗装置在墙面的上下移动清洗。同时利用真空发生器排出的高速气体对幕墙进行冷风干。

机器人的清洗机上下部位各装有两个红外避障传感器，它可以探测到前方300mm范围内的障碍物，当探测到障碍物时，会向控制模块发出信号，使其自动快速稳定地使用行星轮跨越障碍。

在清洗滑动支架上安装两个高空滚筒刷，使用无级变速机控制,可任意调节清洗速度，并且在其相应的位置安有清洗剂喷管和清水喷管。主要用来对幕墙的粗洗，在高空滚筒刷的上方安装两个细软的圆盘形吸水海绵清洗盘，同样使用无级变速机控制，进行精洗。该洗盘的轴为空心轴，其主要目的是为了吸收清洗时的污水。同样在其上方安有喷管，用于冲洗清洗盘，污水则流入污水收集装置中。在清洗滑动支架的最上方安有柔韧刮水装置使经过双重清洗后的幕墙更加清洁明亮。

污水收集装置处于清洗机的底部，污水自行进入装置中，由水泵将收集的污水吸入管道并输送到辅助机上，经过滤装置回收循环利用。

楼顶辅助机采用缆绳悬吊，以楼顶避雷线路为导轨来实现清洗机的自动升降与横向移动，使清洗机能够充分清洗幕墙的每个角落。

单片机是高空清洗机器人的控制核心，本机构采用AVR内核ATMEGA16L芯片作为控制模块，单片机最小系统的合理设计是机器人平稳运行的前提，单片机与大电流器件采用光耦隔离，避免大电流器件对单片机信号造成干扰，保证单片机运行稳定。

高空机器人通过辅助机先进行自动升降实现幕墙竖向清洗，吸壁移动支架先进行移动，吸盘吸在幕墙上，驱动机构驱动清洗滑动支架进行移动，起动清洗滑动支架上的各种清洗部件进行清洗，当将清滑动支架向下清洗完成，吸盘收回，吸壁移动支架再进向下移动，该种清洗方式使用该种方式循环清洁，实现步进清洗，清洗更彻底，竖向清洗完成之后，提升装置将吸壁移动支架升回原位，机器人由控制系统控制使机器人横向移动，再次进行竖向清洗工作，直至整个墙壁清洗完成。

Claims

1.高空清洗机器人，由辅助机（1）和清洗机（2）组成，辅助机（1）包括驱动机构、电动机构、水源机构、提升机构和控制机构，驱动机构分别连接电动机构、提升机构、水源机构和控制机构，控制机构对驱动机构、电动机构、水源机构和提升机构进行控制，其特征在于：所述的清洗机（1）包括吸壁移动支架（3）、清洗滑动支架（4）、真空吸盘（5）、刮水器（6）、滚筒刷（7）和清洗盘（8），提升机构和吸壁移动支架（3）连接，吸壁移动支架（3）和清洗滑动支架（4）均为长方形框架结构，在吸壁移动支架（3）上设置有清洗滑动支架（4）和多个真空吸盘（5），多个真空吸盘（5）设置在吸壁移动支架（3）的两侧，并与电动机构连接，清洗滑动支架（4）与控制机构连接，并与吸壁移动支架（3）滑动配合，在清洗滑动支架（4）上从上到下依次设有清洗盘（8）、滚筒刷（7）和刮水器（6），清洗盘（8）和滚筒刷（7）和驱动机构连接。

2.如权利要求1所述的高空清洗机器人，其特征在于：所述的吸壁移动支架（3）的两端分别设有两个红外壁障装置（9）。

3.如权利要求2所述的高空清洗机器人，其特征在于：所述的红外壁障装置（9）由红外壁障传感器（14）、导轮架（10）和三个导轮（11）组成，导轮架（10）上设有与驱动机构连接的驱动轴和导轮（11），以驱动轴为中心，三个导轮（11）的中心距离驱动轴的长度相等，相临两个导轮（11）之间的夹角为60°。

4.如权利要求1所述的高空清洗机器人，其特征在于：所述的水源机构包括污水回收机构，在刮水器（6）下方设有污水收集装置（12），污水收集装置（12）通过输水管与污水回收机构连接。

5.如权利要求1所述的高空清洗机器人，其特征在于：所述的清洗机（2）上还设有真空发生器（13）。

6.如权利要求1所述的高空清洗机器人，其特征在于：所述的控制机构采用无线控制系统，无线控制系统为2.4G无线传输控制。

7.如权利要求1所述的高空清洗机器人，其特征在于：所述的清洗盘（8）上方设有喷管。