一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人，包括：機器人本體，以及均安裝在機器人本體上的越障機構(gòu)和清潔機構(gòu)；所述越障機構(gòu)包括均設(shè)置在機器人本體上的越障行走裝置和爬行吸附裝置；所述越障行走裝置均勻分布在機器人本體的兩側(cè)；所述爬行吸附裝置包括前端吸附部件和底部吸附部件；所述前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端，底部吸附部件可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部。該越障式機器人越障能力強和靈活性高，從而實現(xiàn)越障式機器人在建筑外墻上進行靈活和穩(wěn)定地越障行走，以達到有效清潔建筑外墻的效果。本發(fā)明更進一步的目的在于提供一種清潔能力強和安全性能高的越障式機器人，從而對外墻進行全方位的有效清潔。
【專利說明】
一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及清潔機器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]在城市里，高樓大廈的外墻一般會采用陶瓷貼片外墻或者玻璃幕墻，需要定期進行清洗以保持整體的美觀。目前，一般使用繩索將人員吊在建筑外墻進行清潔作業(yè)，行業(yè)稱之為“蜘蛛人”。進行建筑外墻清潔的“蜘蛛人”是非常危險的工作，“蜘蛛人”在清潔作業(yè)過程中僅憑繩索吊在空中，不但工作環(huán)境十分危險，而且效率低下。特別是對陶瓷貼片外墻的清洗，清洗的工作量大且危險，“蜘蛛人”完成起來也非常困難。因此急需利用機器來替代人工進行高樓墻面的清洗工作。
[0003]現(xiàn)有使用的爬墻清潔機器人大多存在越障能力有限和靈活性差的問題，導(dǎo)致無法到達所有的墻面進行清潔作業(yè)，依然需要清洗人員進行高空清潔工作。具體的缺陷為以下幾點:
[0004]1、現(xiàn)有使用的爬墻清潔機器人大多依靠繩索牽引克服自身重力，清潔機器人移動方位受限導(dǎo)致靈活性差。而且，由于高樓墻壁的清洗作業(yè)對高度和越障的條件要求較高，因此，目前出現(xiàn)對建筑外墻清潔工作的爬墻清潔機器人大多存在越障能力有限，導(dǎo)致無法到達所有的墻面進行清潔作業(yè)。
[0005]2、現(xiàn)有用于清潔高樓墻壁的機器人大多采用刷輥與噴管配合作為清潔裝置，在機器人行走過程中，清潔裝置會跟隨機器人的行走軌跡對墻壁進行清洗。這些安裝在機器人上的清潔裝置雖然可起到一定的清潔作用，但是由于大部分清潔裝置是安裝在機器人底部的，因此當(dāng)機器人遇到障礙物時，底部的清潔裝置容易觸碰障礙物，導(dǎo)致影響機器人的越障功能和靈活性，從而大大降低機器人的越障能力。
[0006]3、現(xiàn)有使用的爬墻清潔機器人采用繩索是以固定的方式與機器人本體連接，使得機器人本體在外墻行走清潔過程中會受到繩索的束縛，從而不利于清潔機器人對外墻進行全方位的清潔，也大大影響機器人的越障功能和靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提供一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人，該越障式機器人越障能力強和靈活性高，從而實現(xiàn)越障式機器人在建筑外墻上進行靈活和穩(wěn)定地越障行走，以達到有效清潔建筑外墻的效果。本發(fā)明更進一步的目的在于提供一種清潔能力強和安全性能高的越障式機器人，從而對外墻進行全方位的有效清潔。
[0008]為了達到上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:包括:機器人本體，以及均安裝在機器人本體上的越障機構(gòu)和清潔機構(gòu);所述越障機構(gòu)包括均設(shè)置在機器人本體上的越障行走裝置和爬行吸附裝置；所述越障行走裝置均勻分布在機器人本體的兩側(cè);所述爬行吸附裝置包括前端吸附部件和底部吸附部件;所述前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端，底部吸附部件可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部。
[0009]通過上述方案，本發(fā)明的越障式機器人當(dāng)遇到障礙時，由于前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端，因此可控制前端吸附部件靈活抬起跨越障礙，同時移動機器人本體前行。在越障過程中，越障行走裝置不僅可增加機器人本體對墻壁的摩擦力，使得機器人本體不容易滑落;而且可跨越障礙。而底部吸附部件則可以伸縮避開障礙和靈活抬起跨越障礙。因此，本發(fā)明通過越障行走裝置和爬行吸附裝置來實現(xiàn)越障功能，可提高越障式機器人的越障能力和靈活性，從而實現(xiàn)越障式機器人在建筑外墻上進行靈活和穩(wěn)定地越障行走，以達到有效清潔建筑外墻的效果。
[0010]具體地說，所述越障行走裝置為三角行星輪式履帶輪;所述越障行走裝置包括保持架一，均安裝在保持架一上的中心齒輪、過渡齒輪、驅(qū)動齒輪和履帶輪，履帶以及電機；所述中心齒輪與電機連接并與過渡齒輪嚙合連接;所述驅(qū)動齒輪與履帶輪同軸連接，并與過渡齒輪嚙合連接;所述履帶包覆在履帶輪上。
[0011]本發(fā)明采用三角行星輪式履帶輪作為越障行走裝置，是通過驅(qū)動齒輪帶動履帶輪，而履帶輪驅(qū)動履帶的，因此具有很好的越障能力，再配合應(yīng)用履帶，能夠避免提高機器人主體底盤高度以跨越更高的障礙，從而提高了越障式機器人的越障性能。此外履帶結(jié)構(gòu)形式比三角輪式附著性能更優(yōu)越，增加機器人對墻壁的摩擦力，以至使機器人不容易滑落。
[0012]所述前端吸附部件包括前端吸盤、連桿和前端吸盤桿;所述前端吸盤桿一端與前端吸盤連接，另一端與連桿鉸接;所述連桿遠離前端吸盤桿的一端與機器人本體鉸接；
[0013]所述前端吸附部件還包括角度舵機一和角度舵機二;所述角度舵機一設(shè)置在機器人本體的前端，并與連桿和機器人本體的鉸接點連接;所述角度舵機二設(shè)置在連桿上，并與連桿和前端吸盤桿的鉸接點連接；
[0014]所述前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端是指:所述角度舵機一驅(qū)動連桿轉(zhuǎn)動，角度舵機二驅(qū)動前端吸盤桿轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)前端吸盤可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端；
[0015]所述越障機構(gòu)包括至少兩個前端吸附部件、用于使得各前端吸附部件中連桿同步動作的橫桿一以及用于使得各前端吸附部件中前端吸盤桿同步動作的橫桿二;所述橫桿一分別與各前端吸附部件中的連桿連接;所述橫桿二分別與各前端吸附部件中的前端吸盤桿連接。橫桿一和橫桿二的設(shè)置可提高多個前端吸附部件的同步性。
[0016]本發(fā)明通過連桿與前端吸盤桿鉸接，以及與機器人本體鉸接以實現(xiàn)前端吸盤靈活抬起爬行，從而輕易跨越障礙物。該角度舵機一是用于控制連桿的轉(zhuǎn)動角度，而角度舵機二是用于控制前端吸盤桿的轉(zhuǎn)動角度，從而進一步提高越障式機器人的靈活性和越障能力。
[0017]所述底部吸附部件包括設(shè)置在機器人本體底部中端和后端的中端吸附部件和后端吸附部件;所述中端吸附部件和后端吸附部件均包括吸盤、用于驅(qū)動吸盤伸縮的氣桿和吸盤鉸鏈;所述吸盤與氣桿連接，并通過氣桿設(shè)置在機器人本體的底部;所述吸盤鉸鏈與吸盤鉸接；
[0018]所述底部吸附部件可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部是指:所述氣桿驅(qū)動吸盤伸縮，吸盤與吸盤鉸鏈鉸接實現(xiàn)吸盤可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部。
[0019]所述清潔機構(gòu)包括用于將外墻上的灰塵或污垢擦除的滾筒裝置、水刮和噴水裝置;所述噴水裝置安裝在機器人本體的前端;所述滾筒裝置安裝在機器人本體前端兩側(cè)越障行走裝置連線的正下方;所述水刮安裝在機器人本體的后端底部，并包括刮除裝置，所述刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮上。
[0020]本發(fā)明的滾筒裝置安裝在機器人本體前端兩側(cè)越障行走裝置連線的正下方，以避免滾筒裝置在機器人越障過程中與障礙物發(fā)生碰撞。同時，刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮上，不僅使得刮除裝置始終壓在外墻上，可大大增強越障式機器人對高樓墻壁的清潔效果，而且在機器人在越障過程中，刮除裝置能夠壓著障礙物實現(xiàn)越障，能夠避免障礙物對其發(fā)生剛性碰撞，從而大大提高越障機器人的越障能力和靈活性。
[0021]所述水刮還包括支撐架和彈簧;所述支撐架一端與機器人本體后端底部連接，另一端與刮除裝置連接;所述刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮上是指:所述彈簧設(shè)置在支撐架與刮除裝置之間，刮除裝置通過彈簧的壓縮或復(fù)位實現(xiàn)可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮的支撐架上。本發(fā)明在刮除裝置與支撐架之間加裝彈簧，使得刮除裝置有一定的轉(zhuǎn)動角度，在彈簧力的作用下，刮除裝置始終壓在墻上，在越障過程中，刮除裝置能夠壓著障礙物實現(xiàn)越障，在越障的用能夠避免障礙物對其發(fā)生剛性碰撞。
[0022]所述刮除裝置包括保持架二和刮板;所述刮板一端與保持架二內(nèi)部連接，另一端伸出保持架二外;所述彈簧一端與刮板連接，另一端伸出保持架二外部并與支撐架相抵；
[0023]所述支撐架包括架體，架體一端設(shè)置有用于與機器人本體固定的螺母，另一端設(shè)置有用于與刮除裝置卡合連接的卡件;所述卡件的橫截面呈圓弧形，卡件兩端部作為刮除裝置轉(zhuǎn)動的限位件。
[0024]本發(fā)明的刮板一端與保持架二連接，另一端伸出保持架二外用于把外墻壁上的污水或污垢刮除。本發(fā)明通過卡件的兩個端部來對刮除裝置的轉(zhuǎn)動角度進行有效限位。
[0025]本發(fā)明還包括安裝在機器人本體上的保護機構(gòu);所述保護機構(gòu)包括安裝在機器人本體上的保持架三、保護殼、繩索和用于對繩索進行釋放或回收的繩索控制裝置;所述保護殼可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上，并設(shè)置有導(dǎo)線孔;所述繩索控制裝置安裝在建筑的樓頂;所述繩索一端與繩索控制裝置連接，另一端穿過導(dǎo)線孔與保護殼連接；
[0026]所述保護殼設(shè)置有容納腔，容納腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線輪和橫桿;所述導(dǎo)線輪通過橫桿安裝在容納腔體內(nèi)；所述繩索一端與繩索控制裝置連接，另一端穿過導(dǎo)線孔與保護殼連接是指:所述繩索一端與繩索控制裝置連接，另一端穿過導(dǎo)線孔與導(dǎo)線輪纏繞實現(xiàn)與保護殼連接。
[0027]本發(fā)明的繩索控制裝置可對繩索進行釋放或回收，而保護殼與安裝在機器人本體的保持架三連接，從而當(dāng)機器人墜落時，該保護機構(gòu)可有效防止機器人高空墜落，起到保護作用，提高安全性能。同時，保護殼可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上，使得繩索不會對機器人進行固定方向的束縛，從而不影響機器人在外墻上行走，有利于機器人對外墻進行全方位的清潔，大大提高機器人對高樓墻壁的清潔質(zhì)量。而導(dǎo)線輪用于對繩索移動過程中的方向其引導(dǎo)作用，從而減少繩索對機器人的束縛。
[0028]所述保護殼可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上是指:還包括固定件;所述固定件一端穿過保持架三，保護殼底部設(shè)置有安裝孔，安裝孔套設(shè)在固定件的一端，實現(xiàn)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上；
[0029]所述固定件的桿部從保持架三的底部穿過保持架三，桿部作為保護殼轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸;所述保護殼由兩個對稱的殼體拼接組成;兩個殼體底部均開設(shè)有半圓孔;所述安裝孔由兩個對稱殼體底部的半圓孔拼接形成。
[0030]本發(fā)明的保護殼可直接套設(shè)在固定件上，并隨著繩索的拉動實現(xiàn)在保持架上轉(zhuǎn)動，從而使得繩索不影響機器人在外墻上的行走。而且該設(shè)計十分巧妙和簡單，采用固定件即可作為保護殼安裝在保持架三上的安裝件，也可作為保護殼轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸。而且，該設(shè)計可大大簡化保護機構(gòu)的安裝步驟:當(dāng)安裝好固定件后，直接通過兩個殼體拼接則可方便實現(xiàn)保護殼套設(shè)在固定件的桿部上。
[0031]本發(fā)明還包括用于檢測墻壁灰度值的灰度傳感器、用于檢測障礙物或墻壁邊緣的超聲波傳感器、用于檢測機器人本體是否處于水平狀態(tài)的陀螺儀傳感器、以及分別與越障機構(gòu)和清潔機構(gòu)信號連接的控制器;所述灰度傳感器設(shè)置在機器人本體的前端并與控制器信號連接;所述超聲波傳感器通過支桿與機器人本體連接并設(shè)置在前端吸附部件的前方，超聲波傳感器與控制器信號連接;所述陀螺儀傳感器設(shè)置在機器人本體上并與控制器信號連接。
[0032]本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的越障機構(gòu)中前端吸盤、底部吸附部件的吸盤均由一個控氣閥控制吸盤的工作與否，即控制是否產(chǎn)生真空。該用于清潔建筑外墻越障式機器人的越障機構(gòu)是這樣工作的:
[0033]1、前端吸附部件:本發(fā)明通過連桿與前端吸盤桿鉸接，以及與機器人本體鉸接以實現(xiàn)前端吸盤靈活抬起爬行，從而輕易跨越障礙物。而角度舵機一是用于控制連桿的轉(zhuǎn)動角度，角度舵機二是用于控制前端吸盤桿的轉(zhuǎn)動角度，從而進一步提高越障式機器人的靈活性和越障能力。
[0034]2、底部吸附部件:在越障過程中，機器人本體會與墻壁傾斜成一定的角度，吸盤也會隨著機器人本體成一定的角度，為了使吸盤表面始終與墻壁平行，因此在設(shè)計吸盤的時候加設(shè)一個吸盤鉸鏈，讓吸盤能夠有一定的轉(zhuǎn)動角度，越障時以保持吸附墻壁。而氣桿的作用是使吸盤具有伸縮功能，在越障的過程中，為了確保避免吸盤碰撞障礙物，吸盤不工作時收回至機器人本體底部，工作時伸至與越障行走裝置平行。
[0035]3、越障行走裝置:由電機帶動中心齒輪轉(zhuǎn)動，通過齒輪嚙合帶動過渡齒輪和驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪帶動履帶輪圍繞齒輪軸同軸轉(zhuǎn)動。在傳動系統(tǒng)中驅(qū)動齒輪和履帶輪通過齒輪軸相連接，最終達到履帶輪圍繞中心齒輪轉(zhuǎn)動。越障式機器人在正常行駛時，輪系中任意兩個履帶輪同時接觸墻壁(即保持架一相對于墻壁不轉(zhuǎn)動，履帶輪帶動履帶轉(zhuǎn)動)，以實現(xiàn)直線行走。當(dāng)機器人遇到障礙物的時候，根據(jù)齒輪傳動關(guān)系，保持架一帶動整個輪系圍繞中心齒輪旋轉(zhuǎn)，中心齒輪形成的繞輪系與障礙物接觸點旋轉(zhuǎn)，(即保持架一與履帶輪同時相對于墻壁發(fā)生轉(zhuǎn)動)，此時驅(qū)動齒輪形成的輪系演變成行星輪系，完成翻轉(zhuǎn)障礙運動。
[0036]本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的越障過程是這樣的:
[0037]1、當(dāng)超聲波傳感器檢測到有障礙時，控制器控制該機器人進入越障操作。通過角度舵機一和角度舵機二控制前端吸盤的轉(zhuǎn)動，使前端吸盤抬起前至高于障礙物的高度。此時電機同時驅(qū)動中心齒輪，機器人通過越障行走裝置前行。待前端吸盤越過障礙物時，角度舵機一和角度舵機二控制前端吸盤的轉(zhuǎn)動，使前端吸盤重新靠近墻壁，直至前端吸盤底面回至與墻壁重合時，控氣閥打開，前端吸盤吸附墻壁。此過程中，中端吸附部件和后端吸附部件的吸盤均吸附在墻壁上。
[0038]2、機器人本體通過越障行走裝置繼續(xù)前進。
[0039]3、當(dāng)前端的越障行走裝置將近觸碰障礙時，控氣閥關(guān)閉中端吸附部件的吸盤，同時該兩吸盤的氣桿工作，驅(qū)動吸盤收縮到機器人本體的底部，機器人本體通過前端的越障行走裝置進行障礙物的跨越。此過程中，前端吸盤和后端吸附部件的吸盤均吸附在墻壁上。機器人本體通過前端的越障行走裝置越過障礙后，中端吸附部件的吸盤通過氣桿驅(qū)動伸長回至與墻壁重合，控氣閥打開，中端吸附部件的吸盤吸附墻壁。
[0040]4、當(dāng)后端的越障行走裝置將近觸碰障礙時，控氣閥關(guān)閉后端吸附部件的吸盤，同時該兩吸盤的氣桿工作，驅(qū)動吸盤收縮到機器人本體的底部，機器人本體通過后端的越障行走裝置進行障礙物的跨越。此過程中，前端吸盤和中端吸附部件的吸盤均吸附在墻壁上。機器人本體通過后端的越障行走裝置越過障礙后，后端吸附部件的吸盤通過氣桿驅(qū)動伸長回至與墻壁重合，控氣閥打開，后端吸附部件的吸盤吸附墻壁。
[0041]因此，本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人在越障的任意時刻都能夠至少有4個吸盤進行工作，從而大大提高機器人在高空進行清潔的穩(wěn)定性和可靠性。
[0042]另外，本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人還具有以下功能:
[0043]1、當(dāng)墻壁較臟時顏色會比潔凈的地方深，通過灰度傳感器檢測墻壁灰度值的高低，來判斷墻壁潔凈度是否達到預(yù)定數(shù)值:若檢測到墻壁的顏色低于預(yù)定值，則通過減慢越障行走裝置中的電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)減緩機器人前行的速度來延長清潔時間，以提高墻壁的清潔質(zhì)量。
[0044]2、超聲波傳感器的超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，當(dāng)前方出現(xiàn)障礙物時，超聲波與墻壁的距離發(fā)生改變，此時回波也隨著發(fā)生改變，運用此原理，以實現(xiàn)對前方障礙物的檢測。當(dāng)檢測墻壁邊緣時，應(yīng)用方式同理。機器人通過超聲波傳感器自動檢測墻壁邊緣，當(dāng)檢測到盡頭或者懸空時，機器人能夠智能決策進行，預(yù)留足夠的空間進行掉頭，進行下一列的清潔。
[0045]3、為了使機器人能夠達到直線行走以保證清潔質(zhì)量，機器人中內(nèi)置加設(shè)一個陀螺儀傳感器，能夠?qū)崟r對機器人的水平狀態(tài)進行監(jiān)控，當(dāng)機器人前端朝向偏出預(yù)定值的時候，傳感器則會反饋給控制器，控制器對越障行走裝置中的電機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，以確保機器人保持直線行走清潔。
[0046]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0047]1、本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人越障能力強和靈活性高，從而實現(xiàn)越障式機器人在建筑外墻上進行靈活和穩(wěn)定地越障行走，以達到有效清潔建筑外墻的效果。
[0048]2、本發(fā)明越障式機器人的清潔機構(gòu)不僅可大大增強越障式機器人對高樓墻壁的清潔效果，而且具有越障功能，能夠避免障礙物對其發(fā)生剛性碰撞，從而大大提高越障機器人的越障能力和靈活性。
[0049]3、本發(fā)明越障式機器人的保護機構(gòu)不僅可有效防止機器人高空墜落，從而起到保護作用，提高機器人的安全性能;而且不影響機器人在外墻上行走，有利于機器人對外墻進行全方位的清潔，從而大大提高機器人對高樓墻壁的清潔質(zhì)量。
【附圖說明】
[0050]圖1是本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的示意圖；
[0051]圖2是本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的內(nèi)部示意圖；
[0052]圖3是本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的底部示意圖；
[0053]圖4是本發(fā)明越障式機器人中越障行走裝置的爆炸圖；
[0054]圖5是本發(fā)明越障式機器人中越障行走裝置的結(jié)構(gòu)簡圖一；
[0055]圖6是本發(fā)明越障式機器人中越障行走裝置的結(jié)構(gòu)簡圖二；
[0056]圖7是本發(fā)明越障式機器人中底部吸附部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖8是本發(fā)明越障式機器人中清潔機構(gòu)的水刮示意圖；
[0058]圖9是本發(fā)明越障式機器人中清潔機構(gòu)的水刮內(nèi)部示意圖；
[0059]圖10是本發(fā)明越障式機器人中滾筒裝置與越障行走裝置的位置示意圖；
[0060]圖11是本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的爬行過程示意圖；
[0061]圖12是本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人工作過程示意圖；
[0062]圖13是本發(fā)明越障式機器人中保護殼和保持架二的示意圖；
[0063]圖14是實施例一中越障式機器人的保護殼和保持架二的爆炸圖；
[0064]圖15是本發(fā)明越障式機器人保護機構(gòu)中繩索控制裝置的示意圖；
[0065]圖16(a)_16(h)是本發(fā)明越障式機器人越障過程圖；
[0066]圖17是實施例二中越障式機器人的保護殼和保持架二的內(nèi)部示意圖；
[0067]其中，I為機器人本體、2為越障機構(gòu)、2.2為保持架一、2.3為中心齒輪、2.4為過渡齒輪、2.5為驅(qū)動齒輪、2.6為履帶輪、2.7為履帶、2.8為電機一、2.9為前端吸盤、2.10為連桿、2.11為前端吸盤桿、2.12為鉸鏈、2.13為角度舵機一、2.14為角度舵機二、2.15為橫桿一、2.16為橫桿二、2.17為吸盤、2.18為氣桿、2.19為吸盤鉸鏈、2.20為齒輪軸、3為清潔機構(gòu)、3.2為滾筒裝置、3.3為水刮、3.4為支撐架、3.5為彈簧、3.6為保持架二、3.7為刮板、3.8為螺母、3.9為卡件、3.10為限位件、3.11為噴水裝置、4為保護機構(gòu)、4.2為保持架三、4.3為保護殼、4.4為繩索、4.5為繩索控制裝置、4.6為導(dǎo)線孔、4.7為導(dǎo)線輪、4.8為橫桿、4.9為固定件、4.10為安裝孔、4.11為外墻、4.12為法蘭螺栓、4.13為外殼、4.14為滾筒二、4.15為電機三、4.16為信號接收器、4.17為墊片一、4.18為墊片二、5為灰度傳感器、6為超聲波傳感器、7為陀螺儀傳感器、8為支桿、9為障礙物。
【具體實施方式】
[0068]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0069]實施例一
[0070]如圖1至15所示，本發(fā)明一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人包括:機器人本體I，以及均安裝在機器人本體I上的越障機構(gòu)2和清潔機構(gòu)3，還包括用于檢測墻壁灰度值的灰度傳感器5、用于檢測障礙物或墻壁邊緣的超聲波傳感器6、用于檢測機器人本體I是否處于水平狀態(tài)的陀螺儀傳感器7、以及分別與越障機構(gòu)2和清潔機構(gòu)3信號連接的控制器。其中，越障機構(gòu)2包括均設(shè)置在機器人本體I上的四個越障行走裝置和爬行吸附裝置。四個越障行走裝置均勻分布在機器人本體I的兩側(cè)，爬行吸附裝置包括兩個前端吸附部件和四個底部吸附部件，其中，兩個前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體I的前端，四個底部吸附部件可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體I的底部?；叶葌鞲衅?設(shè)置在機器人本體I的前端并與控制器信號連接，超聲波傳感器6通過支桿8與機器人本體I連接并設(shè)置在兩個前端吸附部件的前方，超聲波傳感器6與控制器信號連接，而陀螺儀傳感器7設(shè)置在機器人本體I上并與控制器信號連接。
[0071 ]本發(fā)明的每個越障行走裝置為三角行星輪式履帶輪，并包括保持架一 2.2，均安裝在保持架一 2.2上的中心齒輪2.3、過渡齒輪2.4、驅(qū)動齒輪2.5和履帶輪2.6，履帶2.7以及電機一2.8，其中，中心齒輪2.3與電機一2.8連接并與過渡齒輪2.4嚙合連接，驅(qū)動齒輪2.5與履帶輪2.6通過齒輪軸2.20同軸連接，并與過渡齒輪2.4嚙合連接，而履帶2.7包覆在履帶輪2.6上，過渡齒輪2.4以中心齒輪2.3為中心均勻分布在中心齒輪2.3的圓周上。
[0072]而每個前端吸附部件包括前端吸盤2.9、連桿2.10和前端吸盤桿2.11，其中，前端吸盤桿2.11—端與前端吸盤2.9連接，另一端通過鉸鏈2.12與連桿2.10鉸接，連桿2.10遠離前端吸盤桿2.11的一端通過鉸鏈2.12與機器人本體I鉸接。前端吸附部件還包括角度舵機一 2.13、角度舵機二 2.14、用于使得各前端吸附部件中連桿2.10同步動作的橫桿一 2.15以及用于使得各前端吸附部件中前端吸盤桿2.11同步動作的橫桿二2.16，其中，角度舵機一2.13設(shè)置在機器人本體I的前端，并與連桿2.10和機器人本體I的鉸接點連接，角度舵機二2.14設(shè)置在連桿2.10上，并與連桿2.10和前端吸盤桿11的鉸接點連接，這樣，角度舵機一2.13驅(qū)動連桿2.10轉(zhuǎn)動，角度舵機二2.14驅(qū)動前端吸盤桿2.11轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)前端吸盤2.9可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體I的前端。橫桿一 2.15分別與各前端吸附部件中的連桿2.10連接，橫桿二 2.16分別與各前端吸附部件中的前端吸盤桿2.11連接，從而可提高兩個前端吸附部件的同步性。
[0073]本發(fā)明的底部吸附部件包括設(shè)置在機器人本體I底部中端和后端的中端吸附部件和后端吸附部件，該中端吸附部件和后端吸附部件均包括吸盤2.17、用于驅(qū)動吸盤2.17伸縮的氣桿2.18和吸盤鉸鏈2.19，其中，吸盤2.17與氣桿2.18連接，并通過氣桿2.18設(shè)置在機器人本體I的底部，而吸盤鉸鏈2.19與吸盤2.17鉸接，這樣，氣桿2.18驅(qū)動吸盤2.17伸縮，吸盤2.17與吸盤鉸鏈2.19鉸接實現(xiàn)吸盤2.17可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體I的底部。本實施例采用外置真空栗通過氣管來連接及控制吸盤2.17。
[0074]本發(fā)明清潔機構(gòu)3包括用于將外墻上的灰塵或污垢擦除的滾筒裝置3.2、水刮3.3和噴水裝置3.11，其中，噴水裝置3.11安裝在機器人本體I的前端，滾筒裝置3.2安裝在機器人本體I前端兩側(cè)越障行走裝置連線的正下方，水刮3.3安裝在機器人本體I的后端底部，并包括刮除裝置，該刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮3.3上。
[0075]本發(fā)明的水刮3.3還包括支撐架3.4和彈簧3.5，支撐架3.4一端與機器人本體I后端底部連接，另一端與刮除裝置連接。而上述刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮3.3上是指:彈簧3.5設(shè)置在支撐架3.4與刮除裝置之間，刮除裝置通過彈簧3.5的壓縮或復(fù)位實現(xiàn)可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮3.3的支撐架3.4上。
[0076]其中，刮除裝置包括保持架二3.6和刮板3.7，刮板3.7—端與保持架二3.6內(nèi)部連接，另一端伸出保持架二 3.6外。支撐架3.4包括架體，架體一端設(shè)置有用于與機器人本體I固定的螺母3.8，另一端設(shè)置有用于與刮除裝置卡合連接的卡件3.9?？?.9的橫截面呈圓弧形，卡件3.9兩端部作為刮除裝置轉(zhuǎn)動的限位件3.1O0而彈簧3.5—端與刮板3.7連接，另一端伸出保持架二 3.6外部并與支撐架3.4的卡件3.9內(nèi)壁相抵。
[0077]本發(fā)明的滾筒裝置3.2包括滾筒一和用于驅(qū)動滾筒一轉(zhuǎn)動的電機二，電機二與滾筒一連接。該滾筒一可為海綿抹布滾刷，或者滾筒一可為硬纖維滾刷。本發(fā)明的噴水裝置3.11為噴霧式噴水管，并安裝在機器人本體I的前端，該噴水裝置3.11的出水口朝下，這樣則可對外墻進行灑水后，通過滾筒裝置3.2進行刷洗，最后通過機器人本體I后端底部的水刮3.3將污垢或污水刮除。
[0078]本發(fā)明的滾筒裝置3.2安裝在機器人本體I的前端行走軸的正下方，以避免滾筒裝置3.2在機器人越障過程中與障礙物發(fā)生碰撞。其原理是這樣的:如圖10所示，當(dāng)機器人本體I跨越障礙后，機器人的越障行走裝置在翻越障礙時，滾筒裝置3.2始終保持在虛線的圈內(nèi)，即越障行走裝置在翻越障礙時，能夠保證滾筒裝置3.2不與障礙物發(fā)生碰撞。同時，刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮3.3上，不僅使得刮除裝置始終壓在外墻上，可大大增強越障式機器人對高樓墻壁的清潔效果，而且在機器人在越障過程中，刮除裝置能夠壓著障礙物實現(xiàn)越障，能夠避免障礙物對其發(fā)生剛性碰撞，從而大大提高越障機器人的越障能力和靈活性。
[0079]本發(fā)明的機器人還包括安裝在機器人本體I上的保護機構(gòu)4，該保護機構(gòu)4包括安裝在機器人本體I上的保持架三4.2、保護殼4.3、繩索4.4和用于對繩索4.4進行釋放或回收的繩索控制裝置4.5，其中，保護殼4.3可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三4.2上，并設(shè)置有導(dǎo)線孔4.6，繩索控制裝置4.5安裝在建筑的樓頂，繩索4.4 一端與繩索控制裝置4.5連接，另一端穿過導(dǎo)線孔4.6與保護殼4.3連接。而保護殼4.3設(shè)置有容納腔，容納腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線輪4.7和橫桿4.8，導(dǎo)線，4.7通過橫桿4.8安裝在容納腔內(nèi)。繩索4.4一端與繩索控制裝置4.5連接，另一端穿過導(dǎo)線孔4.6與保護殼4.3連接是指:繩索4.4一端與繩索控制裝置4.5連接，另一端穿過導(dǎo)線孔4.6與導(dǎo)線輪4.7纏繞實現(xiàn)與保護殼4.3連接。
[0080]本發(fā)明的保護殼4.3可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三4.2上是指:還包括固定件4.9，固定件4.9一端穿過保持架三4.2，保護殼4.3底部設(shè)置有安裝孔4.10，安裝孔4.10套設(shè)在固定件4.9的一端，實現(xiàn)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三4.2上。保護殼4.3可直接套設(shè)在固定件4.9上，并隨著繩索4.4的拉動實現(xiàn)在保持架三4.2上轉(zhuǎn)動，從而使得繩索4.4不影響機器人在外墻4.11上的行走。本發(fā)明的固定件4.9的桿部從保持架三4.2的底部穿過保持架三4.2，桿部作為保護殼4.3轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，這樣固定件4.9即可作為保護殼4.3安裝在保持架三4.2上的安裝件，也可作為保護殼4.3轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸。而保護殼4.3由兩個對稱的殼體拼接組成，兩個殼體底部均開設(shè)有半圓孔，安裝孔4.10由兩個對稱殼體底部的半圓孔拼接形成。該設(shè)計可大大簡化保護機構(gòu)的安裝步驟:當(dāng)安裝好固定件4.9后，直接通過兩個殼體拼接則可方便實現(xiàn)保護殼4.3套設(shè)在固定件4.9的桿部上。
[0081]本實施例的繩索控制裝置4.5包括外殼4.13、纏繞有繩索4.4的滾筒二4.14、用于驅(qū)動滾筒二 4.14轉(zhuǎn)動的電機三4.15和用于接收繩索4.4釋放信息或繩索4回收信息的信號接收器4.16，其中，滾筒二4.14設(shè)置在外殼4.13上并與電機三4.15連接，信號接收器4.16與電機三4.15連接，用于接收機器人本體I發(fā)出的信號來控制電機三4.15的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。繩索控制裝置4.5通過信號接收器4.16接收繩索釋放信號或繩索回收信號，來控制電機三4.15的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動滾筒二 4.14正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)實現(xiàn)對繩索4.4進行釋放或回收。當(dāng)機器人處于上行過程，該繩索控制裝置4.5可回收多余長度的繩索4.4，放至機器人墮下較長的高度才被繩索4.4牽引，致使撞擊樓層表面；同樣，機器人下行清潔過程，該繩索控制裝置4.5可釋放繩索4.4。在收回和釋放繩索4.4的過程中，應(yīng)保證繩索4.4有I米左右的余量長度，以防繩索4.4繃緊，影響機器人正常工作。
[0082]本發(fā)明的繩索控制裝置4.5可對繩索4.4進行釋放或回收，而保護殼4.3與安裝在機器人本體I的保持架三4.2連接，從而當(dāng)機器人墜落時，該保護機構(gòu)可有效防止機器人高空墜落，起到保護作用。同時，保護殼4.3可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三4.2上，使得繩索4.4不會對機器人進行固定方向的束縛，從而不影響機器人在外墻4.11上行走，有利于機器人對外墻4.11進行全方位的清潔，大大提高機器人對高樓墻壁的清潔質(zhì)量。
[0083]本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的越障機構(gòu)中前端吸盤9、底部吸附部件的吸盤17均由一個控氣閥控制吸盤的工作與否，即控制是否產(chǎn)生真空。該用于清潔建筑外墻越障式機器人的越障機構(gòu)是這樣工作的:
[0084]1、前端吸附部件:本發(fā)明通過連桿2.10與前端吸盤桿2.11鉸接，以及與機器人本體I鉸接以實現(xiàn)前端吸盤2.9靈活抬起爬行，從而輕易跨越障礙物。而角度舵機一 2.13是用于控制連桿2.10的轉(zhuǎn)動角度，角度舵機二 2.14是用于控制前端吸盤桿2.11的轉(zhuǎn)動角度，從而進一步提高越障式機器人的靈活性和越障能力。
[0085]2、底部吸附部件:在越障過程中，機器人本體I會與墻壁傾斜成一定的角度，吸盤2.17也會隨著機器人本體I成一定的角度，為了使吸盤2.17表面始終與墻壁平行，因此在設(shè)計吸盤2.17的時候加設(shè)一個吸盤鉸鏈2.19，讓吸盤2.17能夠有一定的轉(zhuǎn)動角度，越障時以保持吸附墻壁。而氣桿2.18的作用是使吸盤2.17具有伸縮功能，在越障的過程中，為了確保避免吸盤2.17碰撞障礙物，吸盤2.17不工作時收回至機器人本體I底部，工作時伸至與越障行走裝置平行。
[0086]3、越障行走裝置:由電機一2.8帶動中心齒輪2.3轉(zhuǎn)動，通過齒輪嚙合帶動過渡齒輪2.4和驅(qū)動齒輪2.5轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪2.5帶動履帶輪2.6圍繞齒輪軸2.20同軸轉(zhuǎn)動。在傳動系統(tǒng)中驅(qū)動齒輪2.5和履帶輪2.6通過齒輪軸2.20相連接，最終達到履帶輪2.6圍繞中心齒輪2.3轉(zhuǎn)動。越障式機器人在正常行駛時，輪系中任意兩個履帶輪2.6同時接觸墻壁(即保持架一2.2相對于墻壁不轉(zhuǎn)動，履帶輪2.6帶動履帶2.7轉(zhuǎn)動)，以實現(xiàn)直線行走。當(dāng)機器人遇到障礙物的時候，根據(jù)齒輪傳動關(guān)系，保持架一 2.2帶動整個輪系圍繞中心齒輪2.3旋轉(zhuǎn)，中心齒輪2.3形成的繞輪系與障礙物接觸點旋轉(zhuǎn)，(即保持架一2.2與履帶輪2.6同時相對于墻壁發(fā)生轉(zhuǎn)動)，此時驅(qū)動齒輪2.5形成的輪系演變成行星輪系，完成翻轉(zhuǎn)障礙運動。
[0087]本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人的越障過程是這樣的(如圖16(a)_16(h)):
[0088]1、當(dāng)超聲波傳感器6檢測到有障礙時，控制器控制該機器人進入越障操作。通過角度舵機一 2.13和角度舵機二 2.14控制前端吸盤2.9的轉(zhuǎn)動，使前端吸盤2.9抬起前至高于障礙物的高度。此時電機一 2.8同時驅(qū)動中心齒輪2.3，機器人通過越障行走裝置前行。待前端吸盤2.9越過障礙物時，角度舵機一2.13和角度舵機二2.14控制前端吸盤2.9的轉(zhuǎn)動，使前端吸盤2.9重新靠近墻壁，直至前端吸盤2.9底面回至與墻壁重合時，控氣閥打開，前端吸盤2.9吸附墻壁。此過程中，中端吸附部件和后端吸附部件的吸盤2.17均吸附在墻壁上。
[0089]2、機器人本體I通過越障行走裝置繼續(xù)前進。
[0090]3、當(dāng)前端的越障行走裝置將近觸碰障礙時，控氣閥關(guān)閉中端吸附部件的吸盤2.17，同時該兩吸盤2.17的氣桿2.18工作，驅(qū)動吸盤2.17收縮到機器人本體I的底部，機器人本體I通過前端的越障行走裝置進行障礙物的跨越。此過程中，前端吸盤2.9和后端吸附部件的吸盤2.17均吸附在墻壁上。機器人本體I通過前端的越障行走裝置越過障礙后，中端吸附部件的吸盤2.17通過氣桿2.18驅(qū)動伸長回至與墻壁重合，控氣閥打開，中端吸附部件的吸盤2.17吸附墻壁。
[0091]4、當(dāng)后端的越障行走裝置將近觸碰障礙時，控氣閥關(guān)閉后端吸附部件的吸盤2.17，同時該兩吸盤2.17的氣桿2.18工作，驅(qū)動吸盤2.17收縮到機器人本體I的底部，機器人本體I通過后端的越障行走裝置進行障礙物的跨越。此過程中，前端吸盤2.9和中端吸附部件的吸盤2.17均吸附在墻壁上。機器人本體I通過后端的越障行走裝置越過障礙后，后端吸附部件的吸盤2.17通過氣桿2.18驅(qū)動伸長回至與墻壁重合，控氣閥打開，后端吸附部件的吸盤2.17吸附墻壁。
[0092]因此，本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人在越障的任意時刻都能夠至少有4個吸盤進行工作，從而大大提高機器人在高空進行清潔的穩(wěn)定性和可靠性。
[0093]另外，本發(fā)明用于清潔建筑外墻越障式機器人還具有以下功能:
[0094]1、當(dāng)墻壁較臟時顏色會比潔凈的地方深，通過灰度傳感器5檢測墻壁灰度值的高低，來判斷墻壁潔凈度是否達到預(yù)定數(shù)值:若檢測到墻壁的顏色低于預(yù)定值，則通過減慢越障行走裝置中的電機一2.8轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)減緩機器人前行的速度來延長清潔時間，以提高墻壁的清潔質(zhì)量。
[0095]2、超聲波傳感器6的超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，當(dāng)前方出現(xiàn)障礙物時，超聲波與墻壁的距離發(fā)生改變，此時回波也隨著發(fā)生改變，運用此原理，以實現(xiàn)對前方障礙物的檢測。當(dāng)檢測墻壁邊緣時，應(yīng)用方式同理。機器人通過超聲波傳感器6自動檢測墻壁邊緣，當(dāng)檢測到盡頭或者懸空時，機器人能夠智能決策進行，預(yù)留足夠的空間進行掉頭，進行下一列的清潔。
[0096]3、為了使機器人能夠達到直線行走以保證清潔質(zhì)量，機器人中內(nèi)置加設(shè)一個陀螺儀傳感器7，能夠?qū)崟r對機器人的水平狀態(tài)進行監(jiān)控，當(dāng)機器人前端朝向偏出預(yù)定值的時候，陀螺儀傳感器7則會反饋給控制器，控制器對越障行走裝置中的電機一 2.8的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，以確保機器人保持直線行走清潔。
[0097]實施例二
[0098]本實施例與實施例一不同之處僅在于:如圖17所示，本發(fā)明的保護機構(gòu)還包括用于固定保護殼4.3并限制保護殼4.3沿軸向方向移動的法蘭螺栓4.12、用于調(diào)整法蘭螺栓4.12與保護殼4.3間隙的墊片一4.17、以及用于減小保護殼4.3和保持架三4.2之間摩擦的墊片二 4.18，其中，法蘭螺栓4.12與固定件4.9螺紋連接并壓緊保護殼4.3，墊片一 4.17設(shè)置在法蘭螺栓4.12與保護殼4.3之間，以防止兩者之間間隙過大引起晃蕩。而墊片二4.18設(shè)置在保護殼4.3和保持架三4.2之間，以避免保護殼4.3轉(zhuǎn)動時與保持架三4.2直接接觸。
[0099]本實施例的其它結(jié)構(gòu)與實施例——致。
[0100]實施例三
[0101]本實施例與實施例一不同之處僅在于:本實施例可根據(jù)機器人本體的大小設(shè)置兩個、六個或八個以上的越障行走裝置，越障行走裝置均勻分布在機器人本體的兩側(cè)。同時，也可根據(jù)實際需求設(shè)置一個或三個以上的前端吸附部件，設(shè)置兩個或六個以上的底部吸附部件。
[0102]本實施例的其它結(jié)構(gòu)與實施例——致。
[0103]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:包括:機器人本體，以及均安裝在機器人本體上的越障機構(gòu)和清潔機構(gòu);所述越障機構(gòu)包括均設(shè)置在機器人本體上的越障行走裝置和爬行吸附裝置;所述越障行走裝置均勻分布在機器人本體的兩側(cè);所述爬行吸附裝置包括前端吸附部件和底部吸附部件;所述前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端，底部吸附部件可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述越障行走裝置為三角行星輪式履帶輪;所述越障行走裝置包括保持架一，均安裝在保持架一上的中心齒輪、過渡齒輪、驅(qū)動齒輪和履帶輪，履帶以及電機;所述中心齒輪與電機連接并與過渡齒輪嚙合連接;所述驅(qū)動齒輪與履帶輪同軸連接，并與過渡齒輪嚙合連接;所述履帶包覆在履帶輪上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述前端吸附部件包括前端吸盤、連桿和前端吸盤桿;所述前端吸盤桿一端與前端吸盤連接，另一端與連桿鉸接;所述連桿遠離前端吸盤桿的一端與機器人本體鉸接； 所述前端吸附部件還包括角度舵機一和角度舵機二;所述角度舵機一設(shè)置在機器人本體的前端，并與連桿和機器人本體的鉸接點連接;所述角度舵機二設(shè)置在連桿上，并與連桿和前端吸盤桿的鉸接點連接； 所述前端吸附部件可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端是指:所述角度舵機一驅(qū)動連桿轉(zhuǎn)動，角度舵機二驅(qū)動前端吸盤桿轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)前端吸盤可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的前端； 所述越障機構(gòu)包括至少兩個前端吸附部件、用于使得各前端吸附部件中連桿同步動作的橫桿一以及用于使得各前端吸附部件中前端吸盤桿同步動作的橫桿二;所述橫桿一分別與各前端吸附部件中的連桿連接;所述橫桿二分別與各前端吸附部件中的前端吸盤桿連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述底部吸附部件包括設(shè)置在機器人本體底部中端和后端的中端吸附部件和后端吸附部件;所述中端吸附部件和后端吸附部件均包括吸盤、用于驅(qū)動吸盤伸縮的氣桿和吸盤鉸鏈;所述吸盤與氣桿連接，并通過氣桿設(shè)置在機器人本體的底部;所述吸盤鉸鏈與吸盤鉸接； 所述底部吸附部件可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部是指:所述氣桿驅(qū)動吸盤伸縮，吸盤與吸盤鉸鏈鉸接實現(xiàn)吸盤可伸縮并轉(zhuǎn)動地設(shè)置在機器人本體的底部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述清潔機構(gòu)包括用于將外墻上的灰塵或污垢擦除的滾筒裝置、水刮和噴水裝置;所述噴水裝置安裝在機器人本體的前端;所述滾筒裝置安裝在機器人本體前端兩側(cè)越障行走裝置連線的正下方;所述水刮安裝在機器人本體的后端底部，并包括刮除裝置，所述刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述水刮還包括支撐架和彈簧;所述支撐架一端與機器人本體后端底部連接，另一端與刮除裝置連接；所述刮除裝置可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮上是指:所述彈簧設(shè)置在支撐架與刮除裝置之間，刮除裝置通過彈簧的壓縮或復(fù)位實現(xiàn)可彈性轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水刮的支撐架上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述刮除裝置包括保持架二和刮板;所述刮板一端與保持架二內(nèi)部連接，另一端伸出保持架二外;所述彈簧一端與刮板連接，另一端伸出保持架二外部并與支撐架相抵； 所述支撐架包括架體，架體一端設(shè)置有用于與機器人本體固定的螺母，另一端設(shè)置有用于與刮除裝置卡合連接的卡件;所述卡件的橫截面呈圓弧形，卡件兩端部作為刮除裝置轉(zhuǎn)動的限位件。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:還包括安裝在機器人本體上的保護機構(gòu);所述保護機構(gòu)包括安裝在機器人本體上的保持架三、保護殼、繩索和用于對繩索進行釋放或回收的繩索控制裝置;所述保護殼可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上，并設(shè)置有導(dǎo)線孔;所述繩索控制裝置安裝在建筑的樓頂;所述繩索一端與繩索控制裝置連接，另一端穿過導(dǎo)線孔與保護殼連接； 所述保護殼設(shè)置有容納腔，容納腔內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)線輪和橫桿;所述導(dǎo)線輪通過橫桿安裝在容納腔體內(nèi)；所述繩索一端與繩索控制裝置連接，另一端穿過導(dǎo)線孔與保護殼連接是指:所述繩索一端與繩索控制裝置連接，另一端穿過導(dǎo)線孔與導(dǎo)線輪纏繞實現(xiàn)與保護殼連接。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:所述保護殼可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上是指:還包括固定件;所述固定件一端穿過保持架三，保護殼底部設(shè)置有安裝孔，安裝孔套設(shè)在固定件的一端，實現(xiàn)可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在保持架三上； 所述固定件的桿部從保持架三的底部穿過保持架三，桿部作為保護殼轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸;所述保護殼由兩個對稱的殼體拼接組成;兩個殼體底部均開設(shè)有半圓孔;所述安裝孔由兩個對稱殼體底部的半圓孔拼接形成。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于清潔建筑外墻的越障式機器人，其特征在于:還包括用于檢測墻壁灰度值的灰度傳感器、用于檢測障礙物或墻壁邊緣的超聲波傳感器、用于檢測機器人本體是否處于水平狀態(tài)的陀螺儀傳感器、以及分別與越障機構(gòu)和清潔機構(gòu)信號連接的控制器;所述灰度傳感器設(shè)置在機器人本體的前端并與控制器信號連接;所述超聲波傳感器通過支桿與機器人本體連接并設(shè)置在前端吸附部件的前方，超聲波傳感器與控制器信號連接;所述陀螺儀傳感器設(shè)置在機器人本體上并與控制器信號連接。
【文檔編號】A47L1/02GK105962858SQ201610506212
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】盧清華, 黃銘賢, 孫海韻, 李錦豪, 林子榮, 柯國超
【申請人】佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院