[发明专利]一种两足式爬壁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑外墙清洁及维护设备，尤其涉及一种两足式爬壁机器人。

背景技术

随着城市化进程的快速发展，高楼建筑愈来愈多，而城市化建筑也以高楼和玻璃幕墙为主，然而高层幕墙的清洁及维护为一项量大面广的作业，目前，如何高效地、安全地清洗自己的生活家园和工作环境，进行高层玻璃幕墙或各式各样的墙面清洁及维护作业逐渐被人们关注，就目前的市场应用而言，最常见的清洁维护方式是由专业的高层清洁维护人员从楼顶悬吊于高层建筑物的外墙表面进行人工清洁维护，然而这种清洗方式不仅工作强度大，劳动效率低，而且非常不安全，常出现清洁维护人员坠下伤亡的情况。

当然市场上也出现了一些替代人工清洁维护的高层幕墙清洁维护机器人，但大多数机器人都是通过绳索进行上下牵引，行动不够灵活，不能实现跨越式的清洗，这就使得建筑的直角，墙饰条或分隔缝处难以实现有效清洗，且现有的机器人结构复杂，在牵引端需要人员进行控制，设备的吸附设计安全冗余低，使用不灵活且不能普遍适用于各种建筑外墙。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供能够有效吸附，且能实现跨越式行走的两足式爬壁机器人。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种两足式爬壁机器人，包括支持装置，机器人本体以及连接所述机器人本体与所述支持装置的连接缆绳，所述机器人本体为两足式结构，具体包括左右对称的两个机械臂和机械脚，其中：

左右两个机械臂通过顶部轴承铰接，且臂膀之间设有顶部推杆，伸缩控制左右两个机械臂绕顶部轴承转动；

所述机械脚通过脚轴承铰接在机械臂端部，且在机械脚与机械臂之间安装有推杆，伸缩控制机械脚绕脚轴承转动；

所述机械脚为矩形框架结构，包括矩形框架，安装在矩形框架两长边上的吸盘固定支架，安装在框架中心轴上的滚刷，安装在框架侧边驱动滚刷转动的电机，及等间隔安装在吸盘固定支架上的复数吸盘，所述吸盘中心设有吸嘴，各个吸嘴之间通过真空管相互连通，所述矩形框架上端面中心安装有固定盘，所述固定盘上端面安装有控制器，所述控制器与压缩机及电机电连接，所述固定盘底面安装有带喷头的喷水管，且喷水管位于滚刷与矩形框架之间的空隙处，实现先喷水再滚刷。

所述支持装置包括供水装置，供电装置，线缆缠绕装置，真空泵及卷扬机。

所述连接缆绳包括牵引绳，供水管，气管及电缆，所述牵引绳连接卷扬机与机器人本体的顶部轴承，所述供水管连接供水装置与喷水管，所述电缆连接所述供电装置与控制器，所述气管连接真空泵与真空管。

所述机械脚四个角上安装有超声波传感器，与控制器连接，用以反馈机械脚距离墙面的距离，辅助机器人移动。

还包括远程控制终端，所述远程控制终端与所述机器人本体有线或无线连接，用于检测并控制所述机器人本体。

还包括安装在机械臂上的多角度摄像头与控制器连接，用于监测所述机器人本体及周围环境，进行障碍物数据采集。

所述机械脚上还安装有与控制器连接的环境数据采集装置及姿态数据采集装置，所述环境数据采集装置包括温湿度传感器，大气压传感器，所述姿态数据采集装置包括超声波传感器及陀螺仪。

还包括安装在所述固定盘上表面的转动装置，具体结构包括转盘，第一推杆及第二推杆，所述第一推杆和第二推杆一端分别安装在转盘相对的两端，所述第一推杆和第二推杆的安装在框架的两个斜对角上，通过控制第一推杆及第二推杆实现转盘不同角度的转动。

本发明所揭示的机器人清扫时，一只机械脚吸附于墙面之上，另一只脚距墙面固定距离且平行于墙面来回运动，同时其中清扫机构工作：喷水口喷水、滚刷转动。超声传感器判定机械脚到墙面距离，并进行修正。该区域清扫完成后，机械脚清扫停止并水平向前运动到指定位置，吸盘吸附到墙面，另一只脚吸盘吹气抬起，距墙面固定距离切平行于墙面来回运动，清扫机构工作，如此交替反复。其中真空传感器反映吸盘是否全部吸住墙面。多角度摄像头监控清扫环境，对于直角边缘处的清扫，一只机械脚吸附于直角的一面墙上，控制顶部推杆使得另一只机械脚位于另一面墙上方，调节推杆使得机械脚下端面平行于墙面进行清扫，由于本发明结构中两个机械臂之间为铰接，机械臂与机械脚之间也为铰接，所以可以实现跨越式的多角度的操作，不受墙壁结构限制。