[发明专利]一种带有姿态调整电动关节的攀壁机

说明书

一种带有姿态调整电动关节的攀壁机。主要包括本体、螺旋桨系统、姿态调整关节。攀壁机本体包括一段刚性结构，刚性结构与牵引绳相连，同时通过姿态调整关节与本体的其他部分相连。刚性结构在牵引绳的上拉力和攀壁机本体的下拉力作用下保持姿态固定，因此当姿态调整关节转动时，可以以刚性结构为基准对攀壁机本体的其他部分进行精确快速的姿态调整。从而可以利用俯仰姿态的调整实现作业工具或支撑轮与所攀附的墙壁的接触与分离，从而提高攀壁机操作的灵活性与便利性。而采用攀壁机上部与下部交替与墙面接触的方式，实现攀壁机的便捷越障。此外，实现了攀壁机本体横滚角度的自动调整，便可以只用单根牵引绳进行牵引，降低了系统的复杂性。

技术领域

本发明涉及机械电子设备。

背景技术

公知的高空墙壁作业，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已完成作业，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。

为了提高攀壁机的运动灵活性，攀壁机本体应当具有姿态调节机制。具体来讲，调整攀壁机本体的姿态角度的作用是：可以将攀壁机的作业工具（如清洁擦等）设置在攀壁机本体的顶部，同时在攀壁机本体的底部设置万向轮以作为支撑轮，通过调整攀壁机本体的俯仰角度，可以实现作业工具与所攀附的墙体的接触与分离。当攀壁机前倾时，作业工具抵在墙体上，此时可以实现相应作业（如墙体或幕墙的清洗）；当攀壁机后仰时，作业工具与所攀附的墙体分离，攀壁机以其支撑轮与墙体接触，此时可以实现攀壁机本体的灵活移动。此外，需要保证作业工具的姿态端正不倾斜，需要对攀壁机本体的横滚角度进行实时调整。因此，攀壁机本体需要具备精确调整姿态的机制及相应的系统装置。

一旦实现了俯仰姿态的调整，便可以将作业工具固定在攀壁机本体的顶部，利用俯仰姿态的调整实现作业工具或支撑轮与所攀附的墙壁的接触与分离，从而提高攀壁机操作的灵活性与便利性。

此外，一旦实现了俯仰姿态的调整，便可以采用攀壁机上部与下部交替与所攀附的墙面接触的方式，在无需其他辅助装置的情况下，实现攀壁机的越障功能。

此外，公知的攀壁作业机器人，通常采用两根牵引绳进行牵引，以实现本体的横滚角度的控制，以避免横向倾斜。而如果能够实现攀壁机本体横滚角度的自动调整，便可以只用单根牵引绳进行牵引，降低了系统的复杂性。

一种实现攀壁机本体的俯仰和横滚角度的自动调整的方法是：利用螺旋桨所产生的力矩。其原理类似于多旋翼无人机。然而这种利用空气推力的方法所进行的姿态角度调整，其精度、速度及稳定性难以满足要求。

因此，以公知的技术，尚不能实现攀壁机姿态的快速精确的姿态调整。

发明内容

为了实现对攀壁机本体的姿态角度进行快速精确地调节，本发明提供了一种带有姿态调整电动关节的攀壁机。该攀壁机的本体包含一段刚性结构，所述刚性结构设置在牵引绳与攀壁机本体（除所述刚性结构之外）的其他结构之间，所述刚性结构与牵引绳相连，同时与攀壁机本体的其他结构之间通过姿态调整电动关节相连，姿态调整电动关节带有驱动电机。刚性结构在攀壁机的其他结构对其施加的下拉力以及牵引绳对其施加的上拉力的作用下保持姿态不变，姿态调整关节在驱动电机的作用下转动，从而可以以刚性结构为支撑物对攀壁机本体（除刚性结构之外的）的其他部分进行姿态调整。将攀壁机的作业工具（如清洁擦等）以及支撑轮等设置在攀壁机本体的可以进行姿态调整的部分上，以利用所述姿态调整功能实现与所攀附的墙体的接触与分离。