[实用新型]真空吸附式履带爬壁清洁机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及服务类机器人技术领域，具体涉及真空吸附式履带爬壁清洁机器人。

背景技术

科学技术的飞速发展，给人类的社会生活带来了很大的变化，各种自动化设备成为人类社会生活中不可或缺的一部分，各类机械设备的工作领域日益广泛，设备性能也由单一化向多元化不断发展。从深海探测到宇宙探索，机器人广泛应用在各种人工无法作业的极限环境中，为人类社会的发展提供了重要的帮助。建筑形状新奇多样的现代都市，越建越高的摩天大楼，都成为了繁华都市的标志。随之而来的就是繁华都市的汽车尾气，人口集中等问题所导致的城市环境污染，于此同时，各类建筑的清洗工作越来越复杂，频率越来越高。现如今大部分高楼玻璃幕墙的清洗都是由人工完成的，人类需要依靠升降机平台或吊索来逐层地清洗高楼壁面，既危险、工作效率又低，而且因工作环境相对恶劣极易发生事故，对清洁工人身安全有很大的威胁性，高空清洗事故频频发生。

伴随着时代的不断进步，世界范围内各个学科都处于高速发展的状态，机器人技术的在国内外研究与应用范围更为深远，人类渐渐意识到工业机器人可以作为一种生产的工具应用到实际生活中。机器人的应用在制造业、装配及新兴的各种工业行业中取得了很大的进步，有着更大的发展空间。

BVE公司（日本）多年前成功研制出一种新型固定轨道式自动擦窗机器人。机器人的固定轨道和吊索安装在建筑物的楼顶，固定导槽安装在建筑物的壁面，清洁机器人根据轨道和吊索确定位置，对准需要清洗的窗户，沿着固定导槽可以垂直上下移动，并对窗户进行自动的清洗。但该设备的价格比较很昂贵，因为清洗设备带有多个旋转刷盘，高效便捷，并具有很高的自动化作业能力。同时，由于该设备依赖于固定轨道进行移动清洁，针对不同的建筑物都要铺设相应的固定轨道，如果建筑物使用此种清洁机构，就要求设计者在建筑物设计之初就要将擦窗系统辅助机构考虑进去，对机器人的使用范围产生了一定的限制和影响。

我国机械行业也进行了深入的研究，使爬壁清洁机器人的研发不断得以完善。CLR-II型壁面清洗机器人是我国哈尔滨工业大学所研制的一款用于清洗玻璃壁面的自动化机器人，移动机构为轮式移动机构、吸附方式采用了单吸盘吸附，具有快捷灵敏的移动速度、较高的清洗效率，同时清洗的效果也很好、操作方式简单、成本较低等优点，其缺点是不容易跨越障碍，例如跨越窗框、具有缝隙的壁面。

Cleanbot-I、蓝天洁士-I型和Washman等一个系列的机器人是由北京航空航天大学机器人研究所研制的擦窗机器人，采用了足式真空吸附装置，可以使机器人能够适应在不同的壁面进行对幕墙的清洗。框架式移动机构采用全气动驱动方式，是此类清洁机器人的主要技术特征，利用多足多吸盘的吸附结构，使其可以适应凹凸的玻璃壁面，清洗效果良好、自动化程度高，便于人工操作。缺点是移动速度缓慢，从而影响清洁机的工作效率，机械结构相对复杂，导致制作成本高。

随着爬壁机器人研究的不断深入，轮式移动、履带式移动、多腿移动等移动方式，都是使机器人可以在垂直壁面安全移动的首选方案。爬壁机器人采用的较为常见的移动形式，是轮式移动或履带式移动，两种移动方式的特点是：移动速度相较于其他移动方式，速度比较快，移动结构相对简单，降低了机器人的复杂程度，但是这两种移动方式也有一定的局限性，他们在清洗有障碍物的玻璃幕墙时移动会受到一定的限制，难以智能的完成地面和墙壁之间的吸附移动。还有一种常见的多腿式移动方式，此类移动方式的优点是可以利用自身的多自由度的特点，灵活的自由移动，并且自动处理前方的障碍物。但由于爬壁机器人的自由度较多，导致其结构在运动学上很复杂，制作的成本较高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、操作方便、减少人工作业的劳动强度，提高工作效率，保证作业安全性的真空吸附式履带爬壁清洁机器人。