[发明专利]一种吸盘式墙面作业机器人

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，特别地涉及一种吸盘式墙面作业机器人。

背景技术

随着我国城市化进程的加快，城市高大型建筑、标志性建筑、酒店、高层住宅、机关及企事业单位办公大厦等建筑物的增多增高，建筑物外墙清洗、广告安装、火警救援、安全求助、反恐等常规工作及突发事件越来越多，且越来越难以操作和实施。比如，为保持城市清洁卫生和良好的市容市貌，高大型建筑、标志性建筑、机关及企事业单位办公大厦、酒店等建筑物墙面必须定期清洗。目前，清洗作业均为人工操作，由一专业人员攀沿吊索清洗二人看护、协作完成。操作十分危险，容易酿成人身伤亡事故，且清洗效率低，成本高，作业人员工作环境恶劣、精神压力大、劳动强度大，国内外尚无能够攀沿墙面的机械手、机器人替代人工实施该类作业及处理火警救援、安全求助、反恐等突发事件。

因此，提高一种可以在建筑物外墙作业的吸盘式墙面作业机器人是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种吸盘式墙面作业机器人。

为了实现上述目的，本发明提供一种吸盘式墙面作业机器人，用于在建筑物外墙进行作业，包括工作平台、行走机构、机器人本体、气动系统和电控系统；

行走机构包括四个行走吸盘、工作吸盘、行走电机、四个摇杆、连杆、摆动电机，行走吸盘与气动系统动力连接，行走吸盘与行走电机驱动连接，四个行走吸盘之间通过连杆连接，上述每个连杆两端通过四个摇杆分别与摆动电机驱动连接，工作吸盘安装在工作平台上并与气动系统动力连接；

机器人本体包括机器人底盘和机械臂，机械臂安装在机器人底盘上，机器人底盘安装在工作平台上；

气动系统、机械臂、行走电机、摆动电机均与电控系统通讯连接。

优选地，机械臂包括依次连接的机械手末端、腕关节、小臂、小臂关节、中臂、中臂旋转关节、中臂摆动关节、大臂和大臂关节，大臂关节安装在机器人底座上。

优选地，电控系统包括微型高能电源、控制单元、摄像头、图像分析处理器、遥控接收器，摄像头与图像分析处理器通讯连接，图像分析处理器和遥控接收器均与控制单元通讯连接，气动系统、机械臂、行走电机、摆动电机均与控制单元通讯连接。

优选地，气动系统包括高压系统和真空系统，其中，高压系统包括高压气泵和高压储气罐，真空系统包括真空泵和真空罐，高压气泵与高压储气罐管路连通，真空泵和真空罐管路连通。

与现有技术相比，本发明所提供的吸盘式墙面作业机器人，以工作吸盘、行走吸盘、摇杆等构成的行走机构和由以机器人底座、机械臂构成的机器人本体通过工作平台连接而成，由气动系统和电控系统驱动；电控系统包括微型高能电源、机器人控制系统、摄像头、图像分析处理器、遥控接收器，通过控制行走机构和机器人本体实现机器人全方位作业；气动系统包括由高压气泵、高压储气罐构成的高压系统以及由真空泵、真空罐构成的真空系统，气动系统适时为工作吸盘和行走吸盘提供高压能、真空能；摇杆、连杆、摆动电机、行走电机构成平行四边形摇杆机构，四根摇杆的一端以平面圆柱铰连接在机器人底座上，另一端分别与四个行走吸盘以球铰连接，工作吸盘与工作平台以球面万向节连接，球铰及球面万向节确保行走吸盘、工作盘适应墙面高低不平的变化而紧密吸附在墙面；机器人底座与工作平台通过平面圆柱铰连接，机器人底座在电控系统的控制下可在与墙面平行的平面内360°旋转，并可沿与墙面垂直方向移动一定距离，机器人大臂、中臂、小臂、机械手在电控系统的控制下绕各个关节转动而完成各种作业；行走吸盘、工作吸盘、摆动电机、行走电机等可在电控系统、气动系统的控制下遵循一定的程序和步骤带动整个机器人朝各个方向行走。

综上所述，本发明所提供的吸盘式墙面作业机器人，能够在建筑物外墙进行作业。

附图说明

图1为本发明所公开的吸盘式墙面作业机器人的一种实施例的结构示意图；

图2为机器人准备状态示意图；

图3为工作盘吸附机器人工作状态示意图；

图4为机器人整体抬高状态示意图；

图5为摇杆上摆状态示意图；

图6为机器人铅垂面旋转状态示意图；

图7为机器人复位状态示意图；

图8为行走盘吸附工作盘松开状态示意图；

图9为机器人行走状态示意图；

图10为行走盘松开工作盘吸附状态示意图；

图11为工作盘吸附机器人工作状态示意图。

具体实施方式