CN220236775U - 高空外墙清洁机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型高空外墙清洁机器人涉及一种机器人。其目的是为了提供一种能够躲避障碍、清理效率高、使用方便的高空外墙清洁机器人。本实用新型高空外墙清洁机器人包括吊篮和机器人本体，机器人本体安装在吊篮上，机器人本体包括框架、清洁部件和跨越障碍机械臂，清洁部件包括清洁宽刷和挡水宽刷，清洁宽刷和挡水宽刷围成的区域内设置由滚刷，清洁部件通过清洁机械臂安装在上导轨滑块组件上，跨越障碍机械臂安装在下导轨滑块组件上，跨越障碍机械臂的端部安装有负压吸盘和能够伸缩的橡胶轮，上导轨滑块组件和下导轨滑块组件均安装在框架上，框架靠近墙面的一侧设置有多个稳固组合装置，稳固组合装置包括负压吸盘和能够伸缩的橡胶轮。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种高空外墙清洁机器人。
背景技术
目前高度超过100m的超高层建筑的数量正在逐年增加，对于高层建筑物外墙的清洁是保洁人员需要面对的一个问题。早年间多采用人工进行清理，存在较大的安全隐患。
随着机器人产业的不断进步，能够适用于高空外墙清洁的机器人也应运而生。高空外墙清洁的机器人可以从建筑物顶部垂下，对高层的外墙进行逐层清洁。目前高空外墙清洁的机器人存在的问题是：为了配合机器人的动作，需要在楼顶架设设备，操作较为复杂，清洁的效率不高；另外在遇到建筑物外墙上设置有垂直或横向装饰结构时，躲避障碍的能力有限，进而影响整体的清洁效果。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够躲避障碍、清理效率高、使用方便的高空外墙清洁机器人。
本实用新型高空外墙清洁机器人，包括吊篮和机器人本体，机器人本体安装在吊篮上，机器人本体包括框架、清洁部件和跨越障碍机械臂，清洁部件包括清洁宽刷和挡水宽刷，清洁宽刷和挡水宽刷围成的区域内设置由滚刷，清洁部件通过清洁机械臂安装在上导轨滑块组件上，跨越障碍机械臂安装在下导轨滑块组件上，跨越障碍机械臂的端部安装有负压吸盘和能够伸缩的橡胶轮，上导轨滑块组件和下导轨滑块组件均安装在框架上，框架靠近墙面的一侧设置有多个稳固组合装置，稳固组合装置包括负压吸盘和能够伸缩的橡胶轮。
本实用新型高空外墙清洁机器人，其中所述框架上设置有水箱，水箱通过进水管连接清洁宽刷。
本实用新型高空外墙清洁机器人，其中所述上导轨滑块组件和上导轨滑块组件结构相同，包括导轨，导轨沿清洁部件移动的方向放置，导轨外侧设置有风琴式防护罩。
本实用新型高空外墙清洁机器人，其中所述清洁机械臂包括基座、髋关节、肘关节、腕关节和手腕，手腕连接清洁部件。
本实用新型高空外墙清洁机器人，其中所述清洁部件包括支撑件，清洁宽刷和挡水宽刷均安装在支撑件上，清洁宽刷位于支撑件的上下两侧，挡水宽刷位于支撑件的左右两侧；支撑件上连接有滚筒支架，滚刷安装在滚筒支架上。
本实用新型高空外墙清洁机器人，其中所述稳固组合装置包括电动推杆，稳固组合装置中的橡胶轮与电动推杆连接。
本实用新型高空外墙清洁机器人与现有技术不同之处在于，本实用新型高空外墙清洁机器人通过设置多个稳固组合装置和跨越障碍机械臂，使机器人本体在遇到障碍物时能够有效避开障碍，连续工作，使用方便，工作效率也较高。由两组宽刷和滚刷组成的清洁部件，配合供水系统，可以实现对外墙的彻底清洁。
下面结合附图对本实用新型的高空外墙清洁机器人作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型高空外墙清洁机器人的主视图；
图2为本实用新型高空外墙清洁机器人的右视图；
图3为本实用新型高空外墙清洁机器人的俯视图；
图4为本实用新型高空外墙清洁机器人中清洁部件的主视图；
图5为本实用新型高空外墙清洁机器人中清洁部件的侧视图；
图6为本实用新型高空外墙清洁机器人中清洁部件的俯视图；
图7为本实用新型高空外墙清洁机器人中滚刷的连接结构示意图；
图8为本实用新型高空外墙清洁机器人中机械臂收起时的结构示意图；
图中标记示意为：1-跨越障碍机械臂；2-下导轨滑块组件；3-水箱；4-上导轨滑块组件；5-清洁机械臂；6-清洁部件；7-吊篮；8-稳固组合装置；9-框架；10-负压吸盘；11-髋关节；12-肘关节；13-电控箱；14-电动推杆；15-橡胶轮；16-水泵；17-负压泵；18-滚筒支架；19-支撑件；20-滚刷；21-挡水宽刷；22-清洁宽刷；23-进水管；24-风琴式防护罩；25-万向轮。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型高空外墙清洁机器人包括吊篮7和机器人本体。吊篮7安装在高层建筑的顶部，采用的是用于外立面装饰施工的吊篮，为高层建筑预留的设备，其结构为现有技术。机器人本体固定安装在吊篮7上，通过吊篮下放到指定位置后，对外墙进行清洁。吊篮7的端面设置有监测头，监测头用于监测机器人本体与墙体的距离。
如图1-图3所示，机器人本体包括框架9，框架9与吊篮7固定连接。框架9内部设置有清洁部件6、清洁机械臂5、水箱3和跨越障碍机械臂1。
水箱3设置在框架9的中部，水箱3上方设置有上导轨滑块组件4。上导轨滑块组件4固定在框架9上，其中导轨沿清洁部件6移动的方向放置；导轨外侧设置有风琴式防护罩24，起到保护轨道的作用；滑块上连接有调速电机，调速电机用于控制滑块移动的速度。本实施例中，上导轨滑块组件4选用圆柱滚珠导轨和滑块。上导轨滑块组件4上安装有清洁机械臂5，清洁机械臂5能够沿上导轨滑块组件4滑动。
清洁机械臂5包括基座、髋关节11、肘关节12、腕关节和手腕，其中手腕作为清洁机器人的输出端连接清洁部件6。手腕与第一节机械臂的连接处通过设置腕关节实现活动自由度，在第一节机械臂与第二节机械臂的连接处设置肘关节12，实现第一节机械臂的活动自由度，在第二节机械臂与基座的连接处设置髋关节11，实现机械臂整体活动自由度。
如图4-图6所示，清洁部件6包括支撑件19，支撑件19的左右两侧各安装有一个清洁宽刷22，清洁宽刷22的后侧连接有进水管23，进水管23连接水箱3，清洗液可以直接注入清洁宽刷22中。支撑件19上连接有滚筒支架18，滚筒支架18上安装有两个滚刷20。两个滚刷20通过连杆组件与调速电机的输出轴连接，调速电机控制两个滚刷20联动。两个滚刷20位于两侧的清洁宽刷22之间，滚刷20与清洁宽刷22共同构成组合清洗工具。支撑件19的上部和下部各安装有一个挡水宽刷21，挡水宽刷21与清洁宽刷22构成一个正方向的空间。挡水宽刷21具有抹净和吸水功能，配合清洁宽刷22和滚刷20可以充分清洁墙面。
水箱3下方设置有下导轨滑块组件2，下导轨滑块组件2与上导轨滑块组件4结构相通，均固定在框架9上。下导轨滑块组件2中的导轨沿清洁部件6移动的方向放置；导轨外侧设置有风琴式防护罩，起到保护轨道的作用；滑块上连接有调速电机，调速电机用于控制滑块移动的速度。
下导轨滑块组件2上安装有跨越障碍机械臂1，跨越障碍机械臂1能够沿下导轨滑块组件2滑动。跨越障碍机械臂1的端部安装有负压吸盘10，负压吸盘10可以贴附在高层外墙上。负压吸盘10的一侧并列设置有电动推杆14，电动推杆14的前端设置有橡胶轮15。
框架9靠近墙面的一侧安装有多个稳固组合装置8，如图3所示，稳固组合装置8包括负压吸盘10，负压吸盘10的一侧并列设置有电动推杆14，电动推杆14的前端设置有橡胶轮15。本实施例中，稳固组合装置8设置有四个，两个设置在框架9上部两侧，作为第一组；两个设置在第一组下方，作为第二组。
框架9上设置有水泵16、负压泵17和电控箱13。水泵16连接水箱3，用于向清洁宽刷22供水；负压泵17连接负压吸盘10。框架9底部安装有万向轮25，便于机器人本体的运输；当机器人本体与吊篮固定安装时，万向轮25不会与吊篮底面接触发生转动。
在没有障碍较大的平面上，机器人利用第一组稳固组合装置8和跨越障碍机械臂1上的橡胶轮15贴墙面在起降装置的控制下向下平稳移动。当本实用新型高空外墙清洁机器人需要有障碍需要跨越时，稳固组合装置8动作，负压撤消，电动推杆14接电将橡胶轮15向前推，与墙面接触，使吊篮7端面距墙面35cm，同时跨越障碍机械臂1动作，负压撤消，负压吸盘10后移，距墙面35cm时停止；吊篮7下降，当第二组稳固组合装置8接近障碍10cm时，吊篮7暂停下降；跨越障碍机械臂1上的橡胶轮15接近并附着落墙面，第二组稳固组合装置8的电动推杆14返回原点，负压吸盘10离墙面35cm；吊篮7继续下降，当第－组稳固组合装置8的电动推杆14接近障碍10cm时，吊篮7下降暂停，第二组稳固组合装置8的电动推杆14伸出将橡胶轮15接贴墙，然后第－组稳固组合装置8的电动推杆14返回原点，使其负压吸盘10离墙面35cm；吊篮7继续下降，待第－组稳固组合装置8的电动推杆14下降过障碍时停，第－组稳固组合装置8的电动推杆14伸出，使橡胶轮15与墙面接触。
当吊篮7到达工作位置时，四个负压吸盘10快速伸出，在距离工作面5cm时减速，使负压吸盘10缓速接触墙面，负压泵17启动，负压吸盘10工作；然后清洁机械臂5工作，清洁宽刷22及滚刷20的驱动电机启动，清洗剂注入与吸水系统工作，然后调速电机启动，上导轨滑块组件4整体向右侧移动，做清洗动作。
上导轨滑块组件4的移动速度初设为20m/min，导轨长4.5m，机器人基座的有效行程为4m，单次行程工作时间为15s，清洁宽刷22的长为50cm，一次清洗的面积为2m2，滑块行程到位，驱功电机停，然后肘关节12抬起使清洁部件6离开工作面2cm，并垂直向下移动50cm，再次贴合墙面，作第二次清洗工序。上导轨滑块组件4向原位移动，第二次清洗工序完成清洗面积2m2的速度与第一次清洗时相同，到原位后肘关节12抬起，使清洁部件6离开工作面2cm，清洗工序完成。机器人暂停整体进入第二清洗工步，吊篮7需下移1m，这时三组负压吸盘10停止负压，离开工作面至原位，第－组稳固组合装置8和跨越障碍机械臂1的橡胶轮15前移贴合墙面，保持吊篮7侧面与墙面距离，吊篮7下移1m固定后重复进行清洗工序。
每一个清洗工步清洗作业用时30s，辅助时间为6s，吊篮7移动时间约为15s，总用时约为51s，从上到下清洗面积为400m2，用时约85min。
本实用新型高空外墙清洁机器人的工作效率：以高度为100m、宽为30m的平整墙面为例，总面积为3000m2，以投入两台清洁机器人作业为例，清洁用时为约340min。
在完成清洁工作后，如图8所示，两个机械臂可以向内收起，方便机器人本体进行运输。
本实用新型高空外墙清洁机器人通过设置多个稳固组合装置和跨越障碍机械臂，使机器人本体在遇到障碍物时能够有效避开障碍，连续工作，使用方便，工作效率也较高。由两组宽刷和滚刷组成的清洁部件，配合供水系统，可以实现对外墙的彻底清洁。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种高空外墙清洁机器人，其特征在于：包括吊篮和机器人本体，机器人本体安装在吊篮上，机器人本体包括框架、清洁部件和跨越障碍机械臂，清洁部件包括清洁宽刷和挡水宽刷，清洁宽刷和挡水宽刷围成的区域内设置由滚刷，清洁部件通过清洁机械臂安装在上导轨滑块组件上，跨越障碍机械臂安装在下导轨滑块组件上，跨越障碍机械臂的端部安装有负压吸盘和能够伸缩的橡胶轮，上导轨滑块组件和下导轨滑块组件均安装在框架上，框架靠近墙面的一侧设置有多个稳固组合装置，稳固组合装置包括负压吸盘和能够伸缩的橡胶轮。
2.根据权利要求1所述的高空外墙清洁机器人，其特征在于：所述框架上设置有水箱，水箱通过进水管连接清洁宽刷。
3.根据权利要求1所述的高空外墙清洁机器人，其特征在于：所述上导轨滑块组件和上导轨滑块组件结构相同，包括导轨，导轨沿清洁部件移动的方向放置，导轨外侧设置有风琴式防护罩。
4.根据权利要求1所述的高空外墙清洁机器人，其特征在于：所述清洁机械臂包括基座、髋关节、肘关节、腕关节和手腕，手腕连接清洁部件。
5.根据权利要求1所述的高空外墙清洁机器人，其特征在于：所述清洁部件包括支撑件，清洁宽刷和挡水宽刷均安装在支撑件上，清洁宽刷位于支撑件的上下两侧，挡水宽刷位于支撑件的左右两侧；支撑件上连接有滚筒支架，滚刷安装在滚筒支架上。
6.根据权利要求1所述的高空外墙清洁机器人，其特征在于：所述稳固组合装置包括电动推杆，稳固组合装置中的橡胶轮与电动推杆连接。
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