[发明专利]一种具有螺旋桨旋转面角度调整装置的攀壁机

说明书

技术领域

本发明涉及机械电子设备。

背景技术

公知的墙壁作业，如幕墙清洗等，尚无成熟的自动化设备以替代人工进行半空作业。而当前公知的墙壁作业设备，需要将人工吊挂在半空以完成作业，这不仅增大了作业成本，而且导致人身安全问题。

为了实现采用自动化设备代替人工实现高空墙壁作业的目的，曾有技术人员在研制攀壁机方面作了大量努力。目前相关的公知技术包括：采用卷扬机（即固定在高处的电机拖动设备）通过线缆对攀壁机进行拖动，实现攀壁机的上下移动，即纵向位置控制；采用螺旋桨产生的风力，使攀壁机稳定地依附在墙壁上；在攀壁机上设置轮子，以实现攀壁机顺利地上下移动。

然而，除了精确的纵向位置控制，精确的横向位置控制，也是攀壁机所必不可少的一项功能。例如，攀壁机作业时通常会遇到横风等外部干扰，在这些干扰的作用下需要保持横向位置的稳定；当完成某一特定区域的作业，需要平移到两侧相邻的区域时，便需要精确的横向位置移动。因此，对于攀壁机的实用化而言，精确的横向位置控制，是需要解决的一个重要的技术问题。

为了实现横向位置控制，首先需要解决的是横向动力问题。通过平移卷扬机带动攀壁机水平移动，难以实现精确移动，这是由于卷扬机与攀壁机间的牵引绳较长，牵引绳自身的晃动会造成攀壁机水平位置的晃动。另外一种做法是在攀壁机上设置旋转面与墙面垂直的螺旋桨，利用该螺旋桨的横向推力，实现攀壁机的横向移动，然而实际应用中，由于该螺旋桨离墙面较远，因此以攀壁机与墙面的接触点为支点，该螺旋桨所产生的推力具有较大的力矩，容易造成攀壁机的横向倾翻，而且造成攀壁机结构过于复杂，因此并不实用。

发明内容

为了为攀壁机的横向移动提供可靠的横向动力，本发明提供了一种带有螺旋桨旋转面倾角调整装置的攀壁机，从而可以通过调整螺旋桨旋转面的朝向，使攀壁机获得侧向移动的动力，进行横向位置调整。

本发明提供的攀壁机，主要包括：

攀壁机本体结构；

安装在所述攀壁机本体结构上的螺旋桨旋转面倾角调整装置；

安装在所述螺旋桨旋转面倾角调整装置上的多个螺旋桨驱动装置；

安装在所述螺旋桨驱动装置上的螺旋桨；

拖动装置以及连接拖动装置与攀壁机本体结构的牵引连接结构。

可选地，所述牵引连接结构可以是牵引绳，也可以是牵引绳和其他连接结构（如挂钩）的组合。

可选地，攀壁机本体可以是一个框架式结构。在该框架式结构所围成的空间内部布置多个螺旋桨。这种结构在保证轻便的同时，可以为螺旋桨提供防护。此外，还可以在框架式结构上固定防护网，以进一步提高防护效果；可以在侧面加装防护板，以提高结构的牢固性。框架式结构可以由碳纤维杆通过相关的连接组件（如管夹、碳纤维板）构成。

螺旋桨驱动装置可以是盘形外转子式无刷直流电动机系统，也可以是发动机。

攀壁机通过设置于高处（如楼顶）的拖动装置的上下拖动实现竖直方向上的移动。在实际工作中，攀壁机本体通过牵引绳与拖动装置相连接，拖动装置利用牵引绳对攀壁机本体进行拖动。

可选地，拖动装置可以是以电动机为驱动源的电动机拖动装置。电动机拖动装置的驱动电机系统可以固定在墙体高处的固定位置处，通过牵引绳与攀壁机本体相连接。

电动机拖动装置上设置有电子调速系统和卡位装置以及减速结构。其中电子调速系统可以通过导线或无线电接收相应调速指令信号，并根据接收到的指令信号对拖动装置的运行速度的大小和方向进行实时调整。卡位装置可以参照公知的绞盘机上的卡位机械结构进行设计。卡位装置的作用是防止攀壁机本体坠落以及在攀壁机本体固定不动时停止电动机拖动装置中的电机的运转，以节省电能以及进行电机降温。减速结构可以由一系列齿轮构成，其作用是对电机的输出力矩进行放大。

为了使攀壁机能够附着在墙壁上且能够轻松移动，本发明所提供的攀壁机上设置了支撑轮，支撑轮的转轴位于攀壁机上，支撑轮通过其转轴与攀壁机本体相连。同时为了实现攀壁机移动方向的调整，可以为支撑轮设置转向装置，转向装置可以由电动机和转轴构成。

螺旋桨系统包括螺旋桨和螺旋桨驱动装置。螺旋桨的驱动装置固定在攀壁机本体上。实际工作中，攀壁机的螺旋桨所产生的推力将攀壁机本体推向墙壁，攀壁机通过其支撑轮的边缘抵在墙壁上，从而使攀壁机本体稳定地附着在墙壁上且能够轻松移动。