一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,包括支持裝置,機(jī)器人本體以及連接所述機(jī)器人本體與所述支持裝置的連接纜繩,所述支持裝置包括污水回收裝置,供水裝置,供電裝置,線纜纏繞裝置及卷揚(yáng)機(jī),所述機(jī)器人本體包括機(jī)架,設(shè)于所述機(jī)架上的清潔維護(hù)機(jī)構(gòu),主控裝置,吸附裝置,監(jiān)測裝置及傳感器裝置,所述清潔維護(hù)機(jī)構(gòu)安裝于所述機(jī)架貼近墻面的一端,所述機(jī)架連接有復(fù)數(shù)行走裝置,所述行走裝置端部連接有吸附裝置,所述連接纜繩包括牽引繩,供水管,回收管及電纜,所述牽引繩連接卷揚(yáng)機(jī),所述供水管連接供水裝置,所述回收管連接污水回收裝置,所述電纜連接所述供電裝置。本實(shí)用新型揭示的外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,能夠有效吸附墻面,且能仿生行走避障。
【專利說明】一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種建筑外墻清潔及維護(hù)設(shè)備,尤其涉及一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展,高樓建筑愈來愈多,而城市化建筑也以高樓和玻璃幕墻為主,然而高層幕墻的清潔及維護(hù)為一項(xiàng)量大面廣的作業(yè),目前,如何高效地、安全地清洗自己的生活家園和工作環(huán)境,進(jìn)行高層玻璃幕墻或各式各樣的墻面清潔及維護(hù)作業(yè)逐漸被人們關(guān)注,就目前的市場應(yīng)用而言,最常見的清潔維護(hù)方式是由專業(yè)的高層清潔維護(hù)人員從樓頂懸吊于高層建筑物的外墻表面進(jìn)行人工清潔維護(hù),然而這種清洗方式不僅工作強(qiáng)度大,勞動(dòng)效率低,而且非常不安全,常出現(xiàn)清潔維護(hù)人員墜下傷亡的情況。
[0003]當(dāng)然市場上也出現(xiàn)了一些替代人工清潔維護(hù)的高層幕墻清潔維護(hù)機(jī)器人,但大多數(shù)機(jī)器人都是通過繩索進(jìn)行上下牽引,行動(dòng)不夠靈活,遇到空中障礙物時(shí)無法進(jìn)行有效處理,而且此類機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在牽引端需要人員進(jìn)行控制,設(shè)備的吸附設(shè)計(jì)安全冗余低,使用不靈活且不能普遍適用于各種建筑外墻。
[0004]另外,在其他一些應(yīng)用領(lǐng)域,比如太空、深海探測器表面維護(hù)及其他不宜人類活動(dòng)的等等環(huán)境,也需要一種更易操控、具有自主越障能力的機(jī)器人平臺(tái)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,提供能夠有效吸附,且能仿生行走避障的外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提出如下技術(shù)方案:一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,包括支持裝置,機(jī)器人本體以及連接所述機(jī)器人本體與所述支持裝置的連接纜繩,其中:所述支持裝置包括污水回收裝置,供水裝置,供電裝置,線纜纏繞裝置及卷揚(yáng)機(jī);所述機(jī)器人本體包括機(jī)架,設(shè)于所述機(jī)架上的清潔維護(hù)機(jī)構(gòu),主控裝置,真空發(fā)生器、監(jiān)測裝置及傳感器裝置,所述清潔維護(hù)機(jī)構(gòu)安裝于所述機(jī)架貼近墻面的一端,所述機(jī)架連接有復(fù)數(shù)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的行走裝置,所述行走裝置端部連接有吸附裝置;所述連接纜繩包括牽引繩,供水管,回收管及電纜,所述牽引繩連接卷揚(yáng)機(jī),所述供水管連接供水裝置,所述回收管連接污水回收裝置,所述電纜連接所述供電裝置,其他支持管路連接所述其他維護(hù)裝置。
[0007]所述行走裝置包括復(fù)數(shù)支架及連接所述支架的舵機(jī),所述吸附裝置連接在所述行走裝置的端部,所述傳感器裝置包括接觸傳感器及視覺傳感器,所述傳感器裝置連接在所述行走裝置上。
[0008]所述吸附裝置包括探測吸附表面的傳感器及接觸吸附表面的吸附頭,包括真空管,真空吸盤,真空壓力傳感器,接觸傳感器及視覺傳感器,所述真空管分別連接所述真空吸盤及所述真空發(fā)生器。
[0009]所述清潔機(jī)構(gòu)包括清潔刷頭,噴水頭及污水回收口,所述噴水頭連接所述供水管,所述污水回收口連接所述回收管。
[0010]還包括遠(yuǎn)程控制終端,所述遠(yuǎn)程控制終端與所述機(jī)器人本體有線或無線連接,用于檢測并控制所述機(jī)器人本體。
[0011]所述檢測裝置通過支撐架安裝在所述機(jī)架上,用于監(jiān)測所述機(jī)器人本體及周圍環(huán)境,包括攝像頭及顯示屏。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型揭示的外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,可以實(shí)現(xiàn)無障礙墻面的無人作業(yè),對(duì)于有障礙的墻面,可以讓操作維護(hù)人員遠(yuǎn)程了解并控制作業(yè),本清潔及維護(hù)機(jī)器人將支持裝置和機(jī)器人本體分離,減輕機(jī)器人本體重量,增強(qiáng)吸附能力,同時(shí)每個(gè)行走裝置采用仿生設(shè)計(jì),配有獨(dú)立的傳感裝置和吸附裝置,且單獨(dú)控制,使得機(jī)器人本體如蜘蛛般行走自如,此外,在行走裝置上設(shè)置的傳感裝置及吸附裝置上設(shè)置的傳感器可以檢測縫隙,障礙及外墻結(jié)構(gòu),并能自動(dòng)制定適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)方案,從而完成無障礙的清潔工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型所揭示的外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0014]圖2是本實(shí)用新型所揭示的支持裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0015]圖3是本實(shí)用新型所揭示的機(jī)器人本體的正視圖;
[0016]圖4是本實(shí)用新型所揭示的機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017]圖5是圖4的局部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面將結(jié)合本實(shí)用新型的附圖,對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0019]本實(shí)用新型所揭示的一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,應(yīng)用于高層建筑外墻清潔及維護(hù),如圖1所示,其包括支持裝置1,機(jī)器人本體2,連接所述支持裝置I和所述機(jī)器人本體2的連接纜繩3及遠(yuǎn)程控制平臺(tái),所述連接纜繩3包括牽引繩,進(jìn)水管,排污管,電纜及其他支持管路。
[0020]具體說來,如圖2所示,所述支持裝置I可放置于高層樓頂配合導(dǎo)軌使用,還可放置于高工作業(yè)平臺(tái)或升降臺(tái)上,隨著機(jī)器人本體2的移動(dòng)而移動(dòng),其包括底座11,設(shè)于底座11上的卷揚(yáng)機(jī)12,污水回收裝置13,供水裝置14,線纜纏繞裝置15及供電裝置16,所述牽引繩連接機(jī)器人本體2及卷揚(yáng)機(jī)12,所述污水回收裝置13連接排污管,所述供水裝置14連接水管,所述電纜連接在所述供電裝置16上,所述水管,排污管及電纜均纏繞在所述線纜纏繞裝置15上。
[0021]如圖3?4所示,所述機(jī)器人本體2包括機(jī)架20,設(shè)于機(jī)架20上的真空發(fā)生器21,監(jiān)測裝置22,清潔裝置23,控制裝置24,環(huán)設(shè)在所述機(jī)架20四周的復(fù)數(shù)行走裝置25及設(shè)于所述行走裝置25端部的吸附裝置26,所述監(jiān)測裝置22包括支架221,攝像頭222及狀態(tài)顯示屏223,所述攝像頭222及狀態(tài)顯示屏223通過所述支架221固定在所述機(jī)架20的上表面,用于監(jiān)測機(jī)器人本體及周圍環(huán)境,并在所述狀態(tài)顯示屏223上顯示,所述清潔裝置23安裝在所述機(jī)架下端面,包括清潔刷頭,噴水頭及污水回收口,所述噴水頭與所述水管連接,所述污水回收口連接所述排污管,所述控制裝置24用于控制所述機(jī)器人本體2,所述行走裝置25包括第一支架251,第二支架252及舵機(jī)253,所述第一支架251通過舵機(jī)253與所述機(jī)架20連接,且可以沿機(jī)架20面水平轉(zhuǎn)動(dòng),可以實(shí)現(xiàn)所述機(jī)器人本體2的爬行,所述第一支架251與所述第二支架252通過舵機(jī)253活動(dòng)鏈接,且可以沿機(jī)架20面垂直轉(zhuǎn)動(dòng),可以增大所述機(jī)器人本體2下端面與接觸面之間的距離,實(shí)現(xiàn)了所述機(jī)器人本體的避障跨行。
[0022]如圖5所示,所述吸附裝置26包括真空管260,真空吸盤261,氣動(dòng)萬向節(jié)262,真空壓力傳感器263,接觸傳感器264及視覺傳感器265,所述真空吸盤261通過所述氣動(dòng)萬向節(jié)262與所述第二支架252端部連接,所述真空吸盤261通過所述真空管260與所述真空發(fā)生器21連接,所述真空壓力傳感器263,接觸傳感器264及視覺傳感器265固定在所述第二支架252上,所述真空壓力傳感器263連接所述真空吸盤261,用于監(jiān)測所述真空吸盤261內(nèi)是否為真空,從而判斷是否牢固吸附在接觸面上,所述接觸傳感器264用于探測所述真空吸盤261將要吸附的接觸面的朝向,從而預(yù)先調(diào)整所述真空吸盤261,確保垂直吸附,所述視覺傳感器265用于探測運(yùn)行前方的障礙物,以調(diào)整真空吸盤的吸附點(diǎn)。
[0023]下面對(duì)本實(shí)用新型所揭示的外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人的工作流程進(jìn)行闡述,
[0024]本機(jī)器人可以根據(jù)墻面的類型進(jìn)行清潔及維護(hù)模式設(shè)定,對(duì)于沒有任何障礙物的墻面,可以設(shè)定為無人控制的自動(dòng)化作業(yè),對(duì)于有障礙物的墻面,可以設(shè)定為半干涉型作業(yè),具體為:
[0025]將支持裝置I放置于高層樓頂或高工作業(yè)平臺(tái)或升降臺(tái)上(若放置到高層樓頂,則需要安裝滑行軌道),將機(jī)器人本體I放置到需要清洗的墻面上,此時(shí)機(jī)器人本體2開始工作,供水裝置24通過水管向所述噴水頭供水,水噴到墻面上,所述清潔刷頭進(jìn)行洗刷,污水向下被吸入污水回收口,此時(shí)污水回收裝置23工作,將污水通過污水管吸回,當(dāng)一處清洗完畢,所述機(jī)器人本體2進(jìn)行挪動(dòng)到下一處。
[0026]此時(shí)真空發(fā)生器21工作,松開其中一個(gè)行走裝置25下端的吸附裝置,并挪到下一個(gè)位置進(jìn)行重新吸附,在整個(gè)過程中,所述視覺傳感器265監(jiān)測前方是否有障礙物,用以避開,所述接觸傳感器264用于探測下一個(gè)接觸面的朝向,從而調(diào)整所述真空吸盤261的方向,確保垂直壓下,所述真空吸盤壓下后,所述真空發(fā)生器21再次工作,將其抽為真空,同時(shí)所述真空壓力傳感器263監(jiān)測所述真空吸盤261內(nèi)是否漏氣,然后再按照同樣方法挪動(dòng)其余的行走裝置25。
[0027]在整個(gè)運(yùn)行過程中,所述攝像頭222 —直監(jiān)控所述機(jī)器人本體2周邊環(huán)境,一旦檢測到所述清洗墻面上有較大的障礙物(如空調(diào)外機(jī)),可以通過遠(yuǎn)程控制平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,對(duì)機(jī)器人本體2進(jìn)行干預(yù)性避障,同時(shí)所述支持裝置I始終配合機(jī)器人主體2的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。
[0028]本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特征已揭示如上,然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實(shí)用新型的教示及揭示而作種種不背離本實(shí)用新型精神的替換及修飾,因此,本實(shí)用新型保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示的內(nèi)容,而應(yīng)包括各種不背離本實(shí)用新型的替換及修飾,并為本專利申請(qǐng)權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,其特征在于:包括支持裝置,機(jī)器人本體以及連接所述機(jī)器人本體與所述支持裝置的連接纜繩,其中: 所述支持裝置包括污水回收裝置,供水裝置,供電裝置,線纜纏繞裝置及卷揚(yáng)機(jī); 所述機(jī)器人本體包括機(jī)架,設(shè)于所述機(jī)架上的清潔維護(hù)機(jī)構(gòu),主控裝置,真空發(fā)生器、監(jiān)測裝置及傳感器裝置,所述清潔維護(hù)機(jī)構(gòu)安裝于所述機(jī)架貼近墻面的一端,所述機(jī)架連接有復(fù)數(shù)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的行走裝置,所述行走裝置端部連接有吸附裝置; 所述連接纜繩包括牽引繩,供水管,回收管及電纜,所述牽引繩連接卷揚(yáng)機(jī),所述供水管連接供水裝置,所述回收管連接污水回收裝置,所述電纜連接所述供電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,其特征在于:所述行走裝置包括復(fù)數(shù)支架及連接所述支架的舵機(jī),所述吸附裝置連接在所述行走裝置的端部,所述傳感器裝置包括接觸傳感器及視覺傳感器,所述傳感器裝置連接在所述行走裝置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,其特征在于:所述吸附裝置包括探測吸附表面的傳感器及接觸吸附表面的吸附頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,其特征在于:所述清潔維護(hù)機(jī)構(gòu)包括清潔刷頭,噴水頭及污水回收口,所述噴水頭連接所述供水管,所述污水回收口連接所述回收管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,其特征在于:還包括遠(yuǎn)程控制終端,所述遠(yuǎn)程控制終端與所述機(jī)器人本體有線或無線連接,用于檢測并控制所述機(jī)器人本體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外墻清潔及維護(hù)機(jī)器人,其特征在于:所述檢測裝置通過支撐架安裝在所述機(jī)架上,用于監(jiān)測所述機(jī)器人本體及周圍環(huán)境,包括攝像頭及顯示屏。
【文檔編號(hào)】A47L11/40GK203693504SQ201420053900
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】汪建國, 孫金軍, 劉夏, 何婷, 翁智勇, 張偉, 楊清涵, 夏福益, 王錦山, 張鐵根, 杭祝平, 王阿婷, 王 華 申請(qǐng)人:王 華