[发明专利]一种带有多种支撑轮的攀壁作业机器

说明书

一种带有多种支撑轮的攀壁机。主要包括攀壁机本体、安装在攀壁机本体上的多个支撑轮、多个螺旋桨以及螺旋桨驱动装置、姿态调整电动关节、与攀壁机本体相连的牵引系统。通过姿态调整电动关节对攀壁机本体的姿态进行调整，可以使不同的支撑轮（横向转动支撑轮或纵向转动支撑轮）与所攀附的墙体接触或分离，从而实现攀壁机本体灵活地水平或竖直运动。

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。

攀壁机能够正常作业的一个重要基础是：攀壁机本体应当能够灵活地进行上下左右移动。而提高攀壁机在某一个方向上的运动灵活性的有效方式是设置相应的支撑轮，将支撑轮的边沿抵在墙壁上，在支撑轮的支撑下灵活移动。采用以万向轮作为支撑轮的方式，需要通过墙壁的摩擦力实现轮子转向，这就存在着转向不顺畅以及转向过程中攀壁机本体晃动的问题；而如果采用以全向轮作为支撑轮的方式，存在着全向轮边沿不平整，导致攀壁机本体上下或作用移动时的振动问题。因此，为了能够在上下左右两个方向上灵活移动，应当设置分别沿纵向和横向转动的支撑轮，同时设计相应的机制，使攀壁机在沿某方向移动时，顺着该方向转动的支撑轮接触墙壁，而其他的支撑轮则远离墙壁。

以公知的技术，尚不能实现上述功能。

发明内容

为了实现攀壁机本体灵活地进行上下左右移动，本发明具有两组分别沿纵向和横向转动的支撑轮的攀壁机。该攀壁机带有姿态调整电动关节，通过姿态调整电动关节对攀壁机本体姿态的调整，可以使攀壁机两组支撑轮中的一组与攀壁机所攀附的竖直墙面接触，或者使两组支撑轮同时接触或脱离竖直墙面。从而能够容易地实现攀壁机本体灵活地进行上下左右移动。

本发明提供的攀壁机，主要包括攀壁机本体、安装在攀壁机本体上的多个支撑轮、安装在攀壁机本体上的螺旋桨系统、安装在攀壁机本体上的姿态调整电动关节、与攀壁机本体相连的牵引系统。

所述牵引系统可以是电动机拖动装置。该装置包括了牵引绳，还可以包括其他连接结构（如挂钩）。

所述多个支撑轮分为两组：一组是横向转动的支撑轮，即支撑轮的转动平面与攀壁机所攀附的竖直墙面的交线为水平直线；另一组是纵向支撑轮，即支撑轮的转动平面与攀壁机所攀附的竖直墙面的交线为垂线。这两组支撑轮在攀壁机本体上的安装位置处于不同的高度，通过姿态调整电动关节对攀壁机本体的俯仰角进行调节，可以使这两组支撑轮中的一组与攀壁机所攀附的竖直墙面接触，或者使两组支撑轮同时接触或脱离竖直墙面。具体实现方式见具体实施例。

横向转动的支撑轮可以设置转动信号传感器，如编码器、磁铁-霍尔元件组合、电位计等，其信号用于对攀壁机的横向位置进行反馈控制。攀壁机的横向移动的动力可以由倾斜安装的螺旋桨提供。

所述螺旋桨系统包括螺旋桨以及螺旋桨驱动装置，其中螺旋桨驱动装置可以是外转子式无刷电机及相应的电机驱动（即电子调速器）。螺旋桨可以直接安装在驱动装置上，也可以通过传动装置（如传动皮带）与驱动装置间接相连。