CN209107230U - 一种幕墙机器人电气控制装置 - Google Patents

Abstract

一种幕墙机器人电气控制装置，包括地面操作遥控器、电脑监控系统、移动终端控制系统，其特征在于：所述机器人本体上设置有机器人控制系统，机器人控制系统分别与地面操作遥控器、电脑监控系统通过线缆连接。本实用新型可以有效改善幕墙清洗机器人滚刷清洗有死角的问题，使清洁更加洁净彻底，提高工作质量。

Description

一种幕墙机器人电气控制装置

技术领域

本实用新型涉及幕墙清洗机器人技术领域，特别涉及一种基于模糊离散滑膜控制模式下全智能清洗机器人。

背景技术

采用玻璃幕墙作为外防护结构的高层建筑，因其采光性好、保温、防潮、使用美观等特点，近来在我国各大城市日渐增多，但随之带来的繁重的清洗工作却仍然采用传统的人工清洗方式，即危险、效率又低而且成本高。尽管国内外已经开始研究将壁面移动清洗机器人技术应用于高楼外表的清洗工作，但目前还没有实用化的自动清洗方案，清洗作业的自动化远未得到实现。机器人的壁面适应性、约障能力以及清洗效率等关键问题制约了清洗机器人的发展。为了推出一种低成本、性价比卓越的机器人，基于模糊离散滑膜控制模式下全智能清洗机器人就应用而生了。

由于智能化机器人存在高空作业时需要同时抵抗风力、重力、以及清洗过程中幕墙表面反作用力的问题。因此，需要一种综合电力控制装置进行统一化的协调动作对机器人自身予以控制。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种幕墙机器人电气控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的：所述机器人本体上设置有机器人控制系统，机器人控制系统分别与地面操作遥控器、电脑监控系统通过线缆连接，机器人控制系统与移动终端控制系统无线连接，机器人控制系统还与吊装系统连通，所述吊装系统固定在吊装架上，吊装架的底部设置有与吊装系统连通的定位仪和放线行走控制器，放线行走控制器与线缆收放盘连接；机器人控制系统还分别与窗框识别系统、稳定平衡系统、喷淋及清洗控制系统和预警控制系统连通。

所述窗框识别系统的探测器设置在机器人本体的框架边缘，稳定平衡系统的探测器分别设置在机器人本体的中心位置或四周；喷淋及清洗控制系统设置在机器人的滚刷和喷淋口的电机及出水控制器上。

所述的机器人本体结构由包括卷扬机，清洗机构，推力风机，控制系统；卷扬机固定在支撑框架内；所述的清洗机构由清洗单元Ⅰ、清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ组成，三个清洗单元上均设置支撑框架、刮板装置、滚刷结构、导向轮装置；清洗单元Ⅰ前端的支撑框架上设置吊环，清洗单元Ⅰ上设置推力风机，清洗单元Ⅰ末端和清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ前端均设置导轨，导轨上设有滑块，清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ导轨上的滑块分别通过锁紧板与清洗单元Ⅰ导轨上的滑块连接；清洗单元Ⅰ和清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ之间设置传动装置，传动装置包括动力电机、传动轴，传动轴上设置花键，动力电机设置主动轮，传动轴中间设置从动轮，动力电机和传动轴通过皮带连接；清洗单元Ⅰ、清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ的滚刷均设置从动轮，分别与传动轴皮带连接。

本实用新型的优点是：本实用新型可以有效改善幕墙清洗机器人滚刷清洗有死角的问题，使清洁更加洁净彻底，提高工作质量。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为清洗机构的结构示意图；

图3为滚刷的结构示意图；

图4为刮板装置的结构示意图；

图5为导向轮装置的结构示意图；

图6为传动装置的结构示意图；

图7为传动花键轴的结构示意图；

图8为PLC 控制系统组成简图。

下面将结合附图通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权力保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实例1

如图1-图8，所述机器人本体18上设置有机器人控制系统16，机器人控制系统分别与地面操作遥控器13、电脑监控系统14通过线缆连接，机器人控制系统与移动终端控制系统15无线连接，机器人控制系统还与吊装系统17连通，所述吊装系统固定在吊装架上，吊装架的底部设置有与吊装系统连通的定位仪19和放线行走控制器20，放线行走控制器与线缆收放盘连接；机器人控制系统还分别与窗框识别系统9、稳定平衡系统10、喷淋及清洗控制系统11和预警控制系统12连通。

所述窗框识别系统的探测器设置在机器人本体的框架边缘，稳定平衡系统的探测器分别设置在机器人本体的中心位置或四周；喷淋及清洗控制系统设置在机器人的滚刷和喷淋口的电机及出水控制器上。

机器人上设置卷扬机，清洗机构，推力风机2，控制系统；清洗机构由清洗单元Ⅰ1-1、清洗单元Ⅱ1-2、清洗单元Ⅲ1-3，三个清洗单元上均设置支撑框架8、刮板装置4、滚刷结构3、导向轮装置5；支撑框架8上设置若干分水器向滚刷喷水；所述的滚刷结构3包括滚刷本体和法兰，滚刷本体两端设有法兰3-1，法兰3-1外环表面周向设置4-8个缺口3-2，缺口3-2内设置刷毛3-3；刮板装置4分别设置在三个清洗单元前端的连接座4-1上，连接座4-1轴连接刮板座4-3，连接座4-1与刮架座4-3之间设置弹簧4-2；刮板座4-3后端轴连接挡轮4-4，刮板座4-3前端设置挂板架4-6，挂板架4-6上固定安装刮板4-5；导向轮装置5上设置与清洗单元连接的安装板5-4，安装板5-4底部通过小轴5-2连接呈90度角的导向轮5-1，并用锁紧螺母5-3锁紧。

清洗单元Ⅰ1-1前端的支撑框架上设置吊环7，清洗单元Ⅰ1-1上设置推力风机2，清洗单元Ⅰ1-1末端和清洗单元Ⅱ1-2、清洗单元Ⅲ1-3前端均设置导轨1-4，导轨1-4上设有滑块，清洗单元Ⅱ1-2、清洗单元Ⅲ1-3导轨上的滑块分别通过锁紧板1-5与清洗单元Ⅰ1-1导轨上的滑块连接；清洗单元Ⅰ1-1和清洗单元Ⅱ1-2、清洗单元Ⅲ1-3之间设置传动装置6，传动装置6包括动力电机6-2、传动轴6-1，传动轴6-1上设置花键，动力电机设置主动轮6-3，传动轴6-1中间设置从动轮6-4，动力电机6-2和传动轴6-1通过皮带6-5连接；清洗单元Ⅰ1-1、清洗单元Ⅱ1-2、清洗单元Ⅲ1-3的滚刷均设置从动轮6-4，分别与传动轴6-1皮带连接。

自动控制系统包括PLC 控制系统9、吊装控制系统9-4，机器人本体控制系统9-5；吊装控制系统9-4包括定位系统9-6、行走控制系统9-7，控制机器人本体的吊装、电缆的吊装、水管的吊装，机器人本体控制系统9-5包括喷淋及清洗系统9-10、稳定平衡系统9-9、窗框识别系统9-8和预警及处理系统9-11；上述各控制系统设有操控界面，设置后参数自动下置到PLC控制系统中，PLC中固化了已经编制并储存好的控制系统程序，控制系统程序分功能单独闭环控制，各个功能模块之间又有逻辑安全联锁；PLC 控制系统设有三种操控方式，手动、自动和一键式无人值守模式随时切换，只需设置清洗高度、清洗面积等相关参数即可实现一键式操作；PLC 控制系统通过地面操控遥控器9-1，电脑监控系统9-2、手机APP监控系统实时监测控制系统9-3是否工作异常。

吊装控制系统9-4根据PLC控制变频调速电机实现清洗机器人本体的上升和下降，上述电机有双重抱闸刹车功能，包括电磁失电刹车抱闸和手动紧急刹车系统，确保设备的安全；控制电缆和水管的卷扬机采用变频调速电机，并与机器人本体电机连锁，确保升降速度和机器人本体实时一致；机器人本体卷扬机设有定位系统，实时定位机器人的行走坐标，坐标采用X、Y、Z三轴定位，实现真正的三维立体定位，可以得到精确的行走轨迹，并可精确自动跨障；喷淋及清洗系统9-10作为幕墙清洗机器人的核心部件，由PLC控制电磁阀控制分水器进行喷淋，PLC控制伺服电机带动滚刷进行无极调速清洗；稳定平衡系统9-9包括有钢丝绳力传感器、钢丝绳倾角传感器、机器人倾角传感器、测距传感器，可以实时监测机器人的平衡状态，如果发生倾斜，则自动恢复平衡；窗框识别系统9-8是由测距传感器、边界监测传感器配合精确的行走定位，实现准确监测窗框宽度和高度，并自动跨越窗框；预警及处理系统9-11主要是通过接近光电传感器来判断机器人周围是否有物体接近，并自动处理，防撞击。

自动控制系统保证无论外力（如强风）或外物刮碰等因素干扰下能自动平衡控制，即实时监测机器人的前、后、左、右坐标，实时动态跟踪，建立一种平稳、高效、快速地响应系统；能动态实现快速回复原态；执行自动信息采集完成自动幕墙玻璃喷雾喷淋、刷洗、刮擦直至去污、去渍达干净清洁，清洗液自动成雾状喷洒，根据摄像头监测清洗效果自动调节刷洗转速及机器人行走速度和距离，严重脏处可以二次去污、去渍，重复清洗；自动清洗记录数据存储，自动生成实时报表，并建立独立文档，后期生成日报表、月报表，所有报表历史数据均可查询、打印、转存；执行自动识别窗框、自动跨越障碍，机器人有左右窗框识别传感器、窗框高度识别传感器和窗框宽度识别传感器，通过传感器的测量和信号反馈，根据机器人本身的定位，得到窗框的位置、宽度、高度等数据，通过模糊算法，自动给出约障数据和实施路径；自动脱险，有外物或外力碰触机器人，机器人常态指标发生不合理变化时，通过离散变结构控制给机器人施加所需的脱险力，能灵活可靠地操作机器人实现自动脱险；自动定位，实时记录机器人纵向（Y轴）和横向（X轴）的行走坐标，精确定位，并可准确回到坐标原点。

此外，清洗单元Ⅰ末端和清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ前端通过滑轨连接，清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ之间的距离可以以调整，当幕墙机器人自动清洗前，测量清洗的幕墙，把机器人的清洗长度调节到被清洗幕墙适用的长度；清洗对象为垂直幕墙时，清洗机器人上的推力风机产生推力，防止清洗机器人受到风等外力的干扰影响正常的工作，清洗对象具有一定的清洗角度时，推力风机将清洗机器人本体推向幕墙，使其紧紧的贴在幕墙上，达到最佳的清洗效果。

Claims (3)

1.一种幕墙机器人电气控制装置，包括地面操作遥控器、电脑监控系统、移动终端控制系统，其特征在于：所述机器人本体上设置有机器人控制系统，机器人控制系统分别与地面操作遥控器、电脑监控系统通过线缆连接，机器人控制系统与移动终端控制系统无线连接，机器人控制系统还与吊装系统连通，所述吊装系统固定在吊装架上，吊装架的底部设置有与吊装系统连通的定位仪和放线行走控制器，放线行走控制器与线缆收放盘连接；机器人控制系统还分别与窗框识别系统、稳定平衡系统、喷淋及清洗控制系统和预警控制系统连通。

2.如权利要求1所述的一种幕墙机器人电气控制装置，其特征在于所述窗框识别系统的探测器设置在机器人本体的框架边缘，稳定平衡系统的探测器分别设置在机器人本体的中心位置或四周；喷淋及清洗控制系统设置在机器人的滚刷和喷淋口的电机及出水控制器上。

3.如权利要求1所述的一种幕墙机器人电气控制装置，其特征在于所述的机器人本体结构由包括卷扬机，清洗机构，推力风机，控制系统；卷扬机固定在支撑框架内；所述的清洗机构由清洗单元Ⅰ、清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ组成，三个清洗单元上均设置支撑框架、刮板装置、滚刷结构、导向轮装置；清洗单元Ⅰ前端的支撑框架上设置吊环，清洗单元Ⅰ上设置推力风机，清洗单元Ⅰ末端和清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ前端均设置导轨，导轨上设有滑块，清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ导轨上的滑块分别通过锁紧板与清洗单元Ⅰ导轨上的滑块连接；清洗单元Ⅰ和清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ之间设置传动装置，传动装置包括动力电机、传动轴，传动轴上设置花键，动力电机设置主动轮，传动轴中间设置从动轮，动力电机和传动轴通过皮带连接；清洗单元Ⅰ、清洗单元Ⅱ、清洗单元Ⅲ的滚刷均设置从动轮，分别与传动轴皮带连接。