一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，屬于特種機(jī)器人領(lǐng)域。其特征包括:吸附裝置、行走越障裝置、動(dòng)力裝置、控制裝置、清潔裝置和安全裝置。吸附裝置由真空泵、真空腔和吸盤(pán)組成；行走越障裝置由吸盤(pán)與四連桿機(jī)構(gòu)組成；動(dòng)力由步進(jìn)電機(jī)和舵機(jī)提供；控制裝置包括單片機(jī)、壓力傳感器、角度傳感器和紅外傳感器；清潔裝置由清潔箱、清潔布和節(jié)流閥等組成。該清潔機(jī)器人通過(guò)吸盤(pán)使其整體吸附在壁面上，并通過(guò)吸盤(pán)交替吸附，配合四連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)擦拭和越障。本壁面清潔機(jī)器人可在高樓外壁（瓷磚、玻璃幕墻或敷設(shè)鋁塑板結(jié)構(gòu)）進(jìn)行安全高效的清潔作業(yè)，具有吸附力穩(wěn)定、越障能力強(qiáng)、擦拭效率高、抗風(fēng)載荷能力強(qiáng)、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和控制方便等。
【專利說(shuō)明】
一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種清潔機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的一種特種機(jī)器人，尤其是涉及一種高層建筑壁面清潔機(jī)器人?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]壁面清洗機(jī)器人包括建筑行業(yè)的噴涂巨型墻面、安裝瓷磚、壁面清洗和擦玻璃機(jī)器人等，也包括核工業(yè)中的對(duì)核廢液儲(chǔ)罐進(jìn)行視覺(jué)檢查，測(cè)厚及焊縫探傷機(jī)器人等，還包括石化企業(yè)中的對(duì)圓柱形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查或噴砂除銹、噴漆防腐的機(jī)器人。對(duì)于目前建筑行業(yè)的壁面清洗而言，這類工作仍由清潔工人搭乘吊籃進(jìn)行高空作業(yè)來(lái)完成。一方面工人的工作環(huán)境惡劣，具有一定的危險(xiǎn)性，工作效率也很低，另一方面清洗一幢大樓有時(shí)要耗時(shí)數(shù)十天，耗資巨大，致使人工清洗不僅成本高，效率低，且極其危險(xiǎn)。因此從經(jīng)濟(jì)角度和安全角度考慮，需要研發(fā)一種高效的壁面清潔機(jī)器人解決以上狀況。
[0003]就高層建筑外墻壁面清潔機(jī)器人而言，機(jī)器人的吸附、行走、越障、定位、信號(hào)傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)目前尚不夠完善，其越障技術(shù)，距離實(shí)際應(yīng)用差距就更大，這就極大地限制了高層建筑外墻壁面清潔機(jī)器人的廣泛應(yīng)用。此外，高層建筑外墻的清潔是一種危險(xiǎn)的高空作業(yè)。機(jī)器人工作的可靠性、安全性十分重要。而且室外作業(yè)環(huán)境要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、 具有高性價(jià)比，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，能完成各種墻面的噴涂工作，而且具有穩(wěn)定的吸附力，方便的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，較強(qiáng)的越障功能，價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)耐用，對(duì)操作人員技術(shù)要求低，使用維護(hù)方便。
[0004]目前壁面清潔機(jī)器人的研究較多，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201320885854.3的中國(guó)實(shí)用新型專利，公告日為2014-07-16,記載了一種由驅(qū)動(dòng)部分、變向部分、吸附部分、清潔部分、水循環(huán)部分、組成的吸附移動(dòng)式爬壁雙向清潔機(jī)器人，雖然具有便于調(diào)整方向與更換路徑，可攜帶多種儀器設(shè)備，有雙向清洗模式，工作效率高的優(yōu)點(diǎn)，但是該機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜，螺桿和電磁閥等不易控制，且該機(jī)器人無(wú)法實(shí)現(xiàn)越障功能。再如申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920283411.0的中國(guó)實(shí)用新型專利，公告日為2010-11-03,記載了一種由清潔機(jī)構(gòu)、壁面吸附機(jī)構(gòu)、機(jī)器人越障機(jī)構(gòu)、機(jī)器人支援系統(tǒng)和GPS位姿跟蹤控制系統(tǒng)構(gòu)成的高層建筑外壁面清潔機(jī)器人，該機(jī)器人的行走越障機(jī)構(gòu)為飛行器，由于機(jī)器人在高空作業(yè)，靠吸附裝置與壁面接觸，飛行器頻繁越障后下落吸附會(huì)造成工作不穩(wěn)定，一旦墜落將造成嚴(yán)重事故。而且對(duì)飛行器的控制要求比較高。
[0005]目前壁面清潔機(jī)器人也有一些實(shí)際應(yīng)用，如日本科沃斯公司在2014年5月發(fā)售的 winbot擦玻璃機(jī)器人。該機(jī)器人通過(guò)真空抽氣的方式將機(jī)器人吸附在表面相對(duì)光滑的玻璃上，使用履帶進(jìn)行移動(dòng)。winbot采取“z”字形清潔的方法，自動(dòng)檢測(cè)邊緣，設(shè)定覆蓋玻璃面積的最短路徑。但是該機(jī)器人只能在擦拭一整塊玻璃，無(wú)法越過(guò)從一塊玻璃到另一塊玻璃的障礙。再如德國(guó)hobot擦玻璃機(jī)器人，通過(guò)一個(gè)真空馬達(dá)抽氣，采取雙吸盤(pán)吸附并移動(dòng)擦拭， 能自動(dòng)識(shí)別邊緣并進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃，通過(guò)遙控器進(jìn)行操作。雖然它體積更為小巧，重量更輕。但是它依然無(wú)法完成越障動(dòng)作。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決【背景技術(shù)】中提到的諸多問(wèn)題，本發(fā)明提供一種吸附力穩(wěn)定、越障能力強(qiáng)、 擦拭效率高、抗風(fēng)載荷能力強(qiáng)、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和控制方便的雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為一種可完整清潔存在150mm X 150mm障礙的高樓壁面清潔機(jī)器人。其主要結(jié)構(gòu)包括:吸附裝置為2個(gè)吸盤(pán)和真空栗;行走越障裝置，兩個(gè)吸盤(pán)通過(guò)舵機(jī)和舵機(jī)支架與四連桿機(jī)構(gòu)通過(guò)聯(lián)軸器連接，通過(guò)控制四連桿的旋轉(zhuǎn)伸縮并配合吸盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)清潔機(jī)器人的螺旋式行走擦拭和越障；動(dòng)力裝置，吸盤(pán)處安裝有步進(jìn)電機(jī)，為吸盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力，連桿處裝有舵機(jī)，為連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)提供動(dòng)力;控制裝置主要包括紅外檢測(cè)裝置、角度檢測(cè)裝置和壓力檢測(cè)裝置，分別安裝在適當(dāng)?shù)奈恢?，發(fā)出不同的控制信號(hào)，分別檢測(cè)障礙距離、旋轉(zhuǎn)角度和真空腔內(nèi)壓力;清潔裝置，由清潔箱、清潔布、硅膠環(huán)和節(jié)流閥組成，能夠保證清潔液不斷滲至清潔布上;安全裝置，由安全環(huán)和安全繩組成。
[0008]所述吸附裝置，吸附力由真空栗提供，使吸盤(pán)內(nèi)形成負(fù)壓，依靠摩擦力將機(jī)器人吸附于壁面上，在擦拭過(guò)程中，需要通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗轉(zhuǎn)速來(lái)控制吸盤(pán)對(duì)壁面的壓力，當(dāng)需要吸盤(pán)吸附時(shí)，將壓力調(diào)整到最大，當(dāng)只需小壓力吸附旋轉(zhuǎn)擦拭時(shí)，將壓力調(diào)至合適的范圍(具體參數(shù)可通過(guò)試驗(yàn)獲得)，保證清潔布以足夠壓力將壁面清潔干凈。
[0009]所述行走越障裝置，吸盤(pán)處主動(dòng)力由2個(gè)步進(jìn)電機(jī)提供，步進(jìn)電機(jī)控制吸盤(pán)的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)螺旋軌跡行走，來(lái)增大擦拭的面積和提高擦拭效率，連桿處的動(dòng)力由3個(gè)舵機(jī)提供， 舵機(jī)相互協(xié)調(diào)配合旋轉(zhuǎn)一定的角度，以控制連桿帶動(dòng)吸盤(pán)前進(jìn)擦拭和越障。這種吸盤(pán)交替吸附越障方式，可保證越障穩(wěn)定，適應(yīng)較寬越障范圍。
[0010]所述行走越障裝置，步進(jìn)電機(jī)可帶動(dòng)整體或清潔盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在上端蓋上的舵機(jī)支架上的舵機(jī)與四連接桿通過(guò)聯(lián)軸器連接，帶動(dòng)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，其耦合位置，放置在真空栗上端，而不是側(cè)端，主要是為了便于安裝舵機(jī)，保證足夠大的連桿運(yùn)動(dòng)空間，便于越障，且考慮到電機(jī)扭矩，對(duì)桿長(zhǎng)設(shè)計(jì)更有利。
[0011]所述控制裝置，紅外檢測(cè)裝置，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)沒(méi)有障礙時(shí)，電平為低電平， 監(jiān)測(cè)到有障礙時(shí)，電平變?yōu)楦唠娖?。該雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人吸盤(pán)圓形外殼底部四周各均勻安裝四個(gè)紅外傳感器。圓形外殼內(nèi)部各安裝一個(gè)壓力傳感器。步進(jìn)電機(jī)上裝有光電編碼器。主控制器可以設(shè)置十個(gè)端口用來(lái)檢測(cè)電平變化，兩個(gè)端口讀取步進(jìn)電機(jī)角度。進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)和舵機(jī)配合轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)避障、越障，準(zhǔn)確控制活動(dòng)端吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，控制吸盤(pán)壓力，保證穩(wěn)定吸附。
[0012]所述清潔裝置，兩個(gè)對(duì)稱分布的清潔箱安裝在外殼圓筒內(nèi)部，清潔箱內(nèi)部裝有清潔液，清潔箱的安裝方式能夠保證清潔液在任意時(shí)刻均能在重力的作用下流出，清潔箱外部安裝有帶節(jié)流閥的細(xì)管道，可以控制清潔液流出的速度，保證清潔液以小流速滲至清潔布上。
[0013]所述安全裝置，將安全環(huán)扣在外殼圓筒處，且安全環(huán)處連有繩索，可保證機(jī)器人脫離壁面后不會(huì)翻轉(zhuǎn)，與壁面發(fā)生碰撞，損壞壁面，同時(shí)保證機(jī)器人不會(huì)墜落到地面，引起事故。
[0014]所述四連桿裝置為可拆卸裝置，可更換以適應(yīng)壁面上不同尺寸的障礙。
[0015]本發(fā)明一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人的有益技術(shù)效果為:新穎、實(shí)用、高效， 可有效解決現(xiàn)有壁面清潔機(jī)器人越障能力差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、吸附和控制不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，可批量生產(chǎn)，具有較好的推廣和使用價(jià)值。【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是機(jī)器人行走擦拭軌跡簡(jiǎn)圖。[〇〇18]圖3是該機(jī)器人初始狀態(tài)圖。[〇〇19]圖4是該機(jī)器人前進(jìn)狀態(tài)圖。
[0020]圖5是該機(jī)器人遠(yuǎn)離障礙端吸盤(pán)越障示意圖。[0021 ]圖6是該機(jī)器人遠(yuǎn)離障礙端吸盤(pán)越障成功示意圖。
[0022]圖7是該機(jī)器人靠近障礙端吸盤(pán)越障示意圖。
[0023]圖8是該機(jī)器人整體越障成功示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[〇〇24]結(jié)合圖1 一8對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]圖1是一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)圖，該清潔機(jī)器人由兩個(gè)吸盤(pán)(11)，包括上端蓋(5)和下端蓋(9)，真空栗(4)，1個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)(2)，2個(gè)步進(jìn)電機(jī)(10)及步進(jìn)電機(jī)減速器(8)，舵機(jī)支架(3)，3個(gè)舵機(jī)(14)及舵機(jī)減速器(1)，清潔箱(13)、節(jié)流閥 (7)、圓形外殼(12)、編碼器(6)和安全繩索(15)組成。
[0026]圖2是機(jī)器人行走擦拭軌跡簡(jiǎn)圖，(a)是機(jī)器人整體擦拭行走軌跡圖，清楚地表達(dá)了清潔機(jī)器人在清潔壁面時(shí)，由上至下，由左向右，由右至左，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行擦拭，(b)是機(jī)器人局部擦拭軌跡圖，以螺旋式軌跡行走擦拭。該擦拭軌跡可節(jié)約能量，提高擦拭效率。
[0027]圖3是該機(jī)器人初始狀態(tài)圖，工作初始狀態(tài)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗使兩端的吸盤(pán)均吸附在壁面上，且此時(shí)兩圓形外殼處于最近狀態(tài)。
[0028]圖4是該機(jī)器人前進(jìn)狀態(tài)圖，清潔工作開(kāi)始時(shí)，保持首端的吸盤(pán)固定在壁面上，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗將尾端吸盤(pán)的吸力減小，使吸盤(pán)以較小壓力貼在壁面上，此時(shí)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)減速器控制首端的吸盤(pán)沿固定軌跡小幅度往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)通過(guò)舵機(jī)使舵機(jī)減速器控制四連桿不斷伸長(zhǎng)，使尾端吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)螺旋式前進(jìn)，該過(guò)程中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)尾端吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)其下面的清潔布進(jìn)行螺旋式清潔，此時(shí)兩圓形外殼處于最遠(yuǎn)狀態(tài)。
[0029]圖5是該機(jī)器人遠(yuǎn)離障礙端吸盤(pán)越障示意圖，當(dāng)通過(guò)紅外傳感器檢測(cè)到框架障礙時(shí)，遠(yuǎn)離障礙端的真空栗逐漸停止工作，壓力減小，另一側(cè)舵機(jī)帶動(dòng)連桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)，把遠(yuǎn)離障礙端的吸盤(pán)通過(guò)行走機(jī)構(gòu)抬到指定高度(可根據(jù)障礙高度估定)，使其大于最高的障礙物高度。
[0030]圖6是該機(jī)器人遠(yuǎn)離障礙端吸盤(pán)越障成功示意圖，當(dāng)把吸盤(pán)抬至一定高度時(shí)，靠近障礙端的吸盤(pán)處的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，越過(guò)障礙物，舵機(jī)帶動(dòng)連桿逐漸向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使遠(yuǎn)離障礙端的吸盤(pán)落至接觸壁面，真空栗開(kāi)始工作，并使其吸附在障礙的另一側(cè)。
[0031]圖7是該機(jī)器人靠近障礙端吸盤(pán)越障示意圖，當(dāng)遠(yuǎn)離障礙端的吸盤(pán)吸附在障礙的另一側(cè)后，控制靠近障礙端的真空栗逐漸停止工作，壓力減小，另一側(cè)舵機(jī)帶動(dòng)連桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)，把靠近障礙端的吸盤(pán)通過(guò)行走機(jī)構(gòu)抬到指定高度(可根據(jù)障礙高度估定)，使其大于最高的障礙物高度。
[0032]圖8是該機(jī)器人整體越障成功示意圖，當(dāng)把吸盤(pán)抬至一定高度時(shí)，越過(guò)障礙的吸盤(pán)處的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，越過(guò)障礙物，舵機(jī)帶動(dòng)連桿逐漸向下轉(zhuǎn)動(dòng)， 使遠(yuǎn)離障礙端的吸盤(pán)落至接觸壁面，真空栗開(kāi)始工作，并使其吸附在障礙的另一側(cè)。
[0033]本發(fā)明可用于高樓外壁(瓷磚、玻璃幕墻或敷設(shè)鋁塑板結(jié)構(gòu))的清洗。由于該機(jī)器人的四連桿可拆卸和更換，可以適應(yīng)不同尺寸的障礙物。可將清潔裝置換成噴涂裝置和檢測(cè)裝置等其它裝置，以完成管道噴涂、檢測(cè)等作業(yè)。
[0034]本發(fā)明也可用于自動(dòng)清潔樓梯，也可用于自動(dòng)清潔地面。
[0035]上述應(yīng)用實(shí)例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做出的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，機(jī)械本體由兩個(gè)吸盤(pán)(11)，包括上端蓋(5)和下 端蓋(9)，真空栗(4)，四連桿機(jī)構(gòu)(2)，兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)(10)及步進(jìn)電機(jī)減速器(8)，舵機(jī)支架 (3)，三個(gè)舵機(jī)(14)及舵機(jī)減速器(1)，清潔箱(13)、節(jié)流閥(7)、圓形外殼(12)、編碼器(6)和 安全繩索(15)組成;吸附力主要靠?jī)蓚€(gè)安裝在上端蓋(5)處的真空栗(4)提供，通過(guò)真空栗 使吸盤(pán)(11)內(nèi)形成負(fù)壓，依靠摩擦力將機(jī)器人吸附于壁面上；四連桿(2)通過(guò)鉸鏈與兩端的 三個(gè)舵機(jī)(14)分別連接在一起，其中舵機(jī)安裝在固定在上端蓋(9)上的舵機(jī)支架(3)上，以 上部分構(gòu)成機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu);工作初始狀態(tài)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗(4)使兩端的吸盤(pán)(11)均 吸附在壁面上，此時(shí)兩圓形外殼(12)距離處于最短狀態(tài)，清潔工作開(kāi)始時(shí)，保持首端的吸盤(pán) (11)固定在壁面上，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗(4)將尾端吸盤(pán)(11)的吸力減小，使吸盤(pán)以較小壓力貼 在壁面上，此時(shí)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(10)和步進(jìn)電機(jī)減速器(8)控制首端的吸盤(pán)(11)沿固定軌跡 小幅度往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)通過(guò)舵機(jī)(14)使舵機(jī)減速器(1)控制四連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，增大兩箱體之間距 離，使尾端吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)螺旋式前進(jìn)，該過(guò)程中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)尾端吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)其下面的清潔 布(15)進(jìn)行螺旋式清潔；當(dāng)兩圓形外殼距離達(dá)到最長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗，使尾端的吸盤(pán)吸 附在壁面上，然后通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗將首端吸盤(pán)處的吸力減小，使首端吸盤(pán)以較小壓力貼在 壁面上，此時(shí)控制首端的吸盤(pán)在固定位置小幅度往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí)控制四連桿不斷縮短，使首 端吸盤(pán)實(shí)現(xiàn)螺旋式前進(jìn)，該過(guò)程中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)首端吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使其下面的清潔布進(jìn)行螺 旋式清潔，直到運(yùn)動(dòng)至兩圓形外殼距離最短，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗，使首端的吸盤(pán)也固定在壁面 上，與初始工作狀態(tài)一致;然后重復(fù)上述過(guò)程，對(duì)壁面進(jìn)行清潔；當(dāng)通過(guò)紅外傳感器檢測(cè)到 框架障礙時(shí)，尾端的真空栗逐漸停止工作，壓力減小，另一側(cè)舵機(jī)帶動(dòng)連桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)，把首 端的吸盤(pán)通過(guò)行走機(jī)構(gòu)抬到指定高度(可根據(jù)障礙高度估定)，使其大于最高的障礙物高 度，此時(shí)尾端吸盤(pán)處的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，越過(guò)障礙物，舵機(jī)帶動(dòng)連 桿逐漸向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使首端的吸盤(pán)落至接觸到壁面，真空栗開(kāi)始工作，使首端的吸盤(pán)吸附在障 礙的另一側(cè);此時(shí)，采用同樣的原理，使尾端的吸盤(pán)越過(guò)障礙，在此回到初始工作狀態(tài)，然后 進(jìn)行越障后的清潔；當(dāng)通過(guò)紅外傳感器檢測(cè)到樓宇邊界障礙時(shí)，調(diào)整過(guò)程與上述類似，只是 此時(shí)機(jī)器人先固定尾端，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，再固定首端，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，在此轉(zhuǎn)到下一行，回 到初始工作狀態(tài)，然后進(jìn)行越障轉(zhuǎn)彎后的清潔工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:包含由內(nèi)部 裝有大流量真空栗的兩個(gè)吸盤(pán)組成的吸附裝置;吸附力由真空栗提供，使吸盤(pán)內(nèi)形成負(fù)壓， 依靠摩擦力將機(jī)器人吸附于壁面上;雙吸盤(pán)及良好的密封圈保證了機(jī)器人具有穩(wěn)定的吸附 力。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:機(jī)器人的主 要運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括前進(jìn)和越障兩個(gè)部分，因此動(dòng)力提供裝置，主要設(shè)計(jì)為吸盤(pán)處放置步進(jìn)電 機(jī)，控制吸盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿處放有舵機(jī)，控制連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，由于前進(jìn)擦拭需要有一個(gè)連桿作 為主動(dòng)件，而越障時(shí)需要兩個(gè)連桿作為主動(dòng)件分別控制運(yùn)動(dòng)吸盤(pán)位置和姿態(tài)；因此，有三個(gè) 桿件處放置有舵機(jī)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中協(xié)同配合，完成前進(jìn)清潔和越障動(dòng)作。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔機(jī)器人 在壁面上的平面部分移動(dòng)時(shí)，一端吸盤(pán)固定在壁面上，通過(guò)調(diào)節(jié)真空栗使另一端吸盤(pán)以較 小壓力貼在壁面上，此時(shí)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制活動(dòng)端吸盤(pán)沿固定軌跡小幅度往復(fù)擺動(dòng)，同時(shí) 通過(guò)舵機(jī)控制四連桿不斷伸長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)螺旋式前進(jìn)，該過(guò)程中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)其下面的清潔布進(jìn)行螺旋式清潔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:對(duì)于整個(gè)待 清潔的樓宇壁面而言，該清潔機(jī)器人自上而下，從左至右，再?gòu)挠抑磷?，循環(huán)往復(fù)進(jìn)行螺旋 式清潔，且同一塊區(qū)域可重復(fù)清潔，在保證清潔質(zhì)量的基礎(chǔ)上，該清潔方式大大減少了能量 消耗，提高了清潔效率。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:當(dāng)清潔機(jī)器 人遇到障礙時(shí)，需控制離障礙較近端的吸盤(pán)吸附在壁面上，通過(guò)舵機(jī)控制連桿向上轉(zhuǎn)動(dòng)，將 離障礙較遠(yuǎn)端的吸盤(pán)抬起到一定高度，然后使吸盤(pán)處的步進(jìn)電機(jī)控制吸盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)至越過(guò) 障礙后，在通過(guò)舵機(jī)控制連桿向下轉(zhuǎn)動(dòng)，使吸盤(pán)接觸壁面，同時(shí)調(diào)節(jié)真空栗使吸盤(pán)吸附與壁 面上，然后抬起另一端吸盤(pán)，采用同樣的方式進(jìn)行越障。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:清潔布布置 在吸盤(pán)下側(cè)，當(dāng)吸盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，清潔布開(kāi)始擦拭壁面，且清潔布外側(cè)套有橡膠環(huán)，一方面增大 與玻璃接觸時(shí)的摩擦力，另一方面起到清潔作用。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:兩個(gè)對(duì)稱分 布的清潔箱安裝在外殼圓筒內(nèi)部，清潔箱內(nèi)部裝有清潔液，清潔箱的安裝方式能夠保證清 潔液在任意時(shí)刻均能在重力的作用下流出，清潔箱外部連帶有節(jié)流閥的細(xì)管道，可以控制 清潔液流出的速度，保證清潔液以小流速滲至清潔布。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:吸盤(pán)與連接 桿的耦合位置，放置在真空栗上端，一方面便于安裝舵機(jī)，另一方面能夠使連桿下部分的空 間更大，便于越障，且無(wú)需增加桿長(zhǎng)，而導(dǎo)致電機(jī)扭矩增大。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:前進(jìn)或越 障時(shí)，舵機(jī)控制對(duì)應(yīng)的連桿協(xié)調(diào)配合，各桿控制旋轉(zhuǎn)的角度已經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確計(jì)算，來(lái)保證前進(jìn)和 越障時(shí)，正確配合。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:該機(jī)器人 配有安全裝置，安全環(huán)扣外殼圓筒處，安全環(huán)處連有繩索，一方面保證機(jī)器人脫離壁面后不 會(huì)翻轉(zhuǎn)，與壁面發(fā)生碰撞，另一方面保證機(jī)器人不會(huì)墜落到地面，引起事故。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙吸盤(pán)連桿式壁面清潔機(jī)器人，其特征在于:需要外接 電源，并內(nèi)置鋰電池用作斷電保護(hù)；電源線即使意外被切斷也不會(huì)造成機(jī)器人脫落，保證了 高空作業(yè)的安全性。
【文檔編號(hào)】E04G23/00GK105962856SQ201610337874
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月22日
【發(fā)明人】柯文, 李喜艷, 屈春雷, 李超, 肖力凡, 陳俊, 方凡濤, 盧昱華, 陳建友
【申請(qǐng)人】武漢市享昱科技有限公司