CN207755226U - 一种高楼清洗爬壁机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计清洗机器人技术领域，公开了一种高楼清洗爬壁机器人，包括控制主体、清洗机构和爬壁机构；所述清洗机构和爬壁机构均与控制主体连接，清洗机构位于控制主体的正下方；所述爬壁机构包括伸缩支臂、伸缩连杆和真空吸盘；所述伸缩支臂与控制主体连接，伸缩支臂端部上连接有伸缩连杆；所述真空吸盘通过伸缩连杆与真空吸盘连接；所述伸缩支臂上还连接有辅助伸缩臂；通过本实用新型的高楼清洗爬壁机器人改善了现有针对高层建筑外墙进行清洗任务的擦窗机器人设计上的不足，降低人力资源的投，保障作业人员安全，实现了在较为复杂的高楼壁面清洗过程中的面面转换，提高了高层建筑外墙的清洗效率，具有良好的应用和推广价值。

Description

一种高楼清洗爬壁机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，特别是一种高楼清洗爬壁机器人。

背景技术

爬壁机器人是能在垂直陡壁上进行作业的机器人，作为高空极限作业的一种特殊的自动机械装置，越来越受到人们的关注。在现代很多作业环境中，人工作业存在很大的危险性。作为人工作业手段的替代，爬壁机器人在核工业、石化企业、建筑行业、消防部门、造船业等领域都有很好的应用前景。

在城市现代化的进程中，特别是高层建筑物的演变过程，以玻璃壁面组成的结构复杂、形状特殊的壁面结构逐步成为了高层建筑的“外衣”，由此带来的结果是清洗任务繁重，清洗难度增加，而传统的清洗方法已越来越不能满足现代清洗任务的需要；另一方面，城市现代化的发展对生命的关注达到了前所未有的高度，要求停止使用人工“蜘蛛人”作业方式的呼声越来越高，在这样的背景下，高楼玻璃壁面清洗的问题逐步转向了爬壁机器人作业方式。

高楼清洗爬壁机器人可在高层建筑物的外墙进行移动并清洗外墙表面的污渍。高楼清洗爬壁机器人的使用大大降低了高层建筑的清洗成本，极大的改善了人工作业方式的不足，具有广阔的应用前景。高楼清洗爬壁机器人要实现在高层建筑物外墙的作业，必须具备吸附功能和移动越障功能。在吸附方式上，现有方案主要有磁吸附式、真空吸附石和推力吸附式，其中，磁吸附方式要求工作壁面必须为导磁材料；而在移动越障方式上，现有的方案主要分为轮式、履带式、脚步式以及框架式等，结合这些特点，香港城市大学开发了一种十字形框架的全气动壁面爬壁机器人，该机器人移动的爬壁机器人、供应小车、空压机以及控制计算机等组成；气缸的伸缩实现了机器人前后左右的移动。而机器人水平和垂直气缸端部的四个垂直于壁面的气缸的伸缩实现了机器人的越障功能，而清洁装置位于水平气缸的两端，依靠水平气缸的伸缩实现左右擦洗。该机器人从整体结构简单适用、运动灵活，但机器人的运动存在盲区：机器人结构在垂直的高层建筑外墙虽然能实现完整的清扫任务，但当机器人需要实现面面转换以及越障能力时，常规的机器人结构很难完成对应的操作，尤其是出现由一个斜面切换到另一个斜面的时候，在较为复杂的高楼壁面很难实现面面转换。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高楼清洗爬壁机器人，改善了现有针对高层建筑外墙进行清洗任务的擦窗机器人设计上的不足，降低人力资源的投，保障作业人员安全，实现了在较为复杂的高楼壁面清洗过程中的面面转换，提高了高层建筑外墙的清洗效率，具有良好的应用和推广价值。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型的高楼清洗爬壁机器人，它包括控制主体、清洗机构和爬壁机构；所述清洗机构和爬壁机构均与控制主体连接，清洗机构位于控制主体的正下方；所述爬壁机构包括伸缩支臂、伸缩连杆和真空吸盘；所述伸缩支臂与控制主体连接，伸缩支臂端部上连接有伸缩连杆；所述真空吸盘通过伸缩连杆与真空吸盘连接；所述伸缩支臂上还连接有辅助伸缩臂。

采用真空吸附脚步式行进机构，保证了机器人能够稳定的吸附在墙壁以及玻璃壁上，各个伸缩机构的相互连接作用，还能使得去机器人能在各个方位上自由的自动，保证了清洗过程中的清洗面的局限性小，墙壁能够充分地被清洗；本实用新型的高楼清洗爬壁机器人通过在爬壁机构中设置辅助伸缩臂，不仅能保证机器人在移动过程中相关机械结构的联动稳定性，还能提高机器人的越障能力，从而实现高楼壁面外墙面面之间的稳定转换，使得机器人能最大限度的完成对高楼壁面的清洗任务，大大的节约了清洗时间，提高了清洗效率。

进一步地，所述伸缩支臂包括支臂一和支臂二，支臂一与支臂二呈十字型交叉设置；所述支臂一的两端部上设有横梁，横梁两端均连接有伸缩连杆；所述支臂二的两端部上均连接有伸缩梁，伸缩梁端部上连接有伸缩连杆；所述支臂二上连接有辅助伸缩臂。

由于采用上述结构，伸缩支臂、横梁与伸缩连杆和伸缩梁等机构共同构成了本实用新型的高楼清洗爬壁机器人的行进机构，通过液压或者气动控制来控制机器人的行走，保证了机器人在预设的行进轨迹中稳定地清洗，使得清洗效果佳。

进一步地，所述辅助伸缩臂的一端与支臂二连接，另一端通过支撑臂与伸缩梁连接；所述支撑臂固定连接在支臂二上；所述辅助伸缩臂与支臂二、支撑臂均通过枢轴连接。

由于在伸缩臂上设置上述结构的辅助伸缩臂机构，使得本实用新型的高楼清洗爬壁机器人在进行不平整或者面面转换的墙面的清洗过程中，能够适应非水平面的墙壁死角的清洗以及进行清洗墙壁面面之间的轻松转换，机器人爬行自如且稳定，清洗效果更佳，大大的节约了人力劳动，清洗效率高。

本实用新型的高楼清洗爬壁机器人，所述控制主体包括处理器模块、视频模块、运动控制模块和电源模块组；所述视频模块、运动控制模块、电源模块均与处理器模块电性连接；所述运动控制模块与爬壁机构连接，并控制爬壁机构动作。

进一步地，所述清洗机构通过连接伸缩杆与控制主体连接，清洗机构与运动控制模块电性连接，并受其控制动作。

通过各个控制模块的相互作用，实现了人机交互的控制模式，使得操作简便，视频模块的设置可实现画面的传输，反馈高楼外墙壁面的清洗情况，根据实际的清洗情况作出相应的清洗动作，各模块的协同配合保证了擦窗机器人能安全有效地完成对玻璃幕墙的清洗工作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的高楼清洗爬壁机器人，实现了面面转换，尤其是斜面之间的转换，改善了壁面行走以及质量过重的缺陷，其清洗效率高；

2、本实用新型的高楼清洗爬壁机器人，其结构简单，功能控制模块化，远程控制便捷，可代替人工进行建筑外壁面自动、高速、高效清洗；

3、通过采用本实用新型的高楼清洗爬壁机器人，能大大的减少人力投入，减少了墙壁的清洗成本，消除了常规人力清洗高楼外墙过程中的安全隐患；

4、在运动过程中，除能保障机器人面面转换的能力外，还能在一定的路径规划中，提升机器人的运动速度，滚筒性的滚刷和大压力喷头模组实现了机器人大范围污渍清理的能力；

5、高楼清洗爬壁机器人运动过程中的灵活性高，清洗范围广；

6、本实用新型的高楼清洗爬壁机器人具有良好的吸附、灵活的运动性能，以及优异的越障能力；

7、其结构紧凑，安装使用便捷，使用范围广，具有良好的使用价值。

附图说明

图1是本实用新型的高楼清洗爬壁机器人的结构示意图；

图中标记：图中标记：100-控制主体，200-清洗机构，300-爬壁机构，301-伸缩连杆，302-真空吸盘，303-支臂一，304-支臂二，305-横梁，306-伸缩梁，307-辅助伸缩臂，308-支撑臂，400-连接伸缩杆。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种高楼清洗爬壁机器人，它包括控制主体100、清洗机构200和爬壁机构300；清洗机构200和爬壁机构300均与控制主体100连接，清洗机构200位于控制主体100的正下方；爬壁机构300包括伸缩支臂、伸缩连杆301和真空吸盘302；伸缩支臂与控制主体100连接，伸缩支臂端部上连接有伸缩连杆301；真空吸盘302通过伸缩连杆301与真空吸盘302连接；伸缩支臂上还连接有辅助伸缩臂307。伸缩支臂包括支臂一303和支臂二304，支臂一303与支臂二304呈十字型交叉设置；支臂一303的两端部上设有横梁305，横梁305两端均连接有伸缩连杆301；支臂二304的两端部上均连接有伸缩梁306，伸缩梁306端部上连接有伸缩连杆301；支臂二304上连接有辅助伸缩臂307。辅助伸缩臂307的一端与支臂二304连接，另一端通过支撑臂308与伸缩梁306连接；支撑臂308固定连接在支臂二304上；辅助伸缩臂307与支臂二304、支撑臂308均通过枢轴连接。控制主体100包括处理器模块、视频模块、运动控制模块和电源模块组；视频模块、运动控制模块、电源模块均与处理器模块电性连接；运动控制模块与爬壁机构300连接，并控制爬壁机构300动作，控制模块的设置实现了人机交互，可以将高楼清洗爬壁机器人装置系统的人机交互界面搭载在一个显示屏的平板PC上，通过无线WIFI通讯，实现装置与人之间的的交互，使得操作更加便捷。清洗机构200通过连接伸缩杆400与控制主体100连接，清洗机构200与运动控制模块电性连接，并受其控制动作，在该部分中，控制要求较高，且整体质量不能太大；清洗机构200由刷洗机构和污水循环利用机构等两部分组成，其中刷洗机构主要由外壳、喷嘴、滚刷、支撑橡胶轮、外转子电机、橡胶刮板等组成，驱动方式上采用外转子式电机直接驱动滚刷的方式，而污水循环利用机构主要是为保证污水不外漏，同时还能对水实现循环利用，该装置主要由污水箱、过滤器、滤后水箱、循环水泵等组成。

与现有技术对比，上述高楼清洗爬壁机器人采智能化装置设备，能配合现有的擦窗机一起工作，在设计上，考虑了高楼外墙壁面之间转换的过程中，常规清洗机器人不能很好实现面面转换的特点，提高了现有清洗机器人在清洗过程中的清洗率，同时，极大改善了现有清洗机器人运动能力不足的特点，有效地减少了在常规高楼外墙清洗中，人力的投入。

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

Claims (5)

1.一种高楼清洗爬壁机器人，其特征在于：它包括控制主体（100）、清洗机构（200）和爬壁机构（300）；所述清洗机构（200）和爬壁机构（300）均与控制主体（100）连接，清洗机构（200）位于控制主体（100）的正下方；所述爬壁机构（300）包括伸缩支臂、伸缩连杆（301）和真空吸盘（302）；所述伸缩支臂与控制主体（100）连接，伸缩支臂端部上连接有伸缩连杆（301）；所述真空吸盘（302）通过伸缩连杆（301）与真空吸盘（302）连接；所述伸缩支臂上还连接有辅助伸缩臂（307）。

2.根据权利要求1所述的高楼清洗爬壁机器人，其特征在于：所述伸缩支臂包括支臂一（303）和支臂二（304），支臂一（303）与支臂二（304）呈十字型交叉设置；所述支臂一（303）的两端部上设有横梁（305），横梁（305）两端均连接有伸缩连杆（301）；所述支臂二（304）的两端部上均连接有伸缩梁（306），伸缩梁（306）端部上连接有伸缩连杆（301）；所述支臂二（304）上连接有辅助伸缩臂（307）。

3.根据权利要求2所述的高楼清洗爬壁机器人，其特征在于：所述辅助伸缩臂（307）的一端与支臂二（304）连接，另一端通过支撑臂（308）与伸缩梁（306）连接；所述支撑臂（308）固定连接在支臂二（304）上；所述辅助伸缩臂（307）与支臂二（304）、支撑臂（308）均通过枢轴连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的高楼清洗爬壁机器人，其特征在于：所述控制主体（100）包括处理器模块、视频模块、运动控制模块和电源模块组；所述视频模块、运动控制模块、电源模块均与处理器模块电性连接；所述运动控制模块与爬壁机构（300）连接，并控制爬壁机构（300）动作。

5.根据权利要求4所述的高楼清洗爬壁机器人，其特征在于：所述清洗机构（200）通过连接伸缩杆（400）与控制主体（100）连接，清洗机构（200）与运动控制模块电性连接，并受其控制动作。