[发明专利]一种仿壁虎擦玻璃机器人及擦玻璃方法

说明书

本发明公开了一种仿壁虎擦玻璃机器人及擦玻璃方法，包括躯干和对称安装在躯干两端的前工作部和后工作部，所述前工作部和后工作部的结构相同，所述前工作部包括前弯板、擦拭结构、仿生掌和对称安装在擦拭结构上的两个腿部结构，所述擦拭结构和两个腿部结构均安装在前弯板上；能够代替人类完成高空危险环境下的玻璃清洁任务。躯干采用弹性金属片，结构简单，采用吸附式而不是气压式仿生掌，使得机器人更加轻巧、灵活，将擦拭机构与仿壁虎机器人结合，使其能应用于高空危险环境下的玻璃清洁任务。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种仿壁虎擦玻璃机器人及擦玻璃方法。

背景技术

仿壁虎机器人是科学家依据壁虎的运动方式设计研发的新型爬壁机器人。仿壁虎机器人运用范围较广，因其体积小，重量轻，行动灵活而广泛被应用于航天检测、船舶检测、医疗、搜索救援、军事、反恐等行业中，因此，仿壁虎机器人的各项研究技术在国际上备受关注。

随着现代化城市的发展，许多高楼大厦出现，房屋在设计之初就考虑到了使用过程中的采光问题，平房在设法改善用户采光问题时，设计人员想到了增大墙壁上窗户的数目和面积，楼房也同理，除了增大楼间距，目前比较可行的且广泛应用在建筑行业的方法就是增大窗户数目和面积。伴之而来的是高层建筑的玻璃清洁作业的危险性问题。目前，家政公司针对玻璃清洁的费用昂贵，且都是靠人工操作完成，危险性极高。因此需要提出一种可以像壁虎一样能在竖直墙面上移动和停留的机器人，实现擦玻璃的功能。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种可用于高空作业的仿壁虎机器人及擦玻璃方法，代替人类完成高空危险环境下的玻璃清洁任务。其核心创新点在于本机器人躯干采用弹性金属片，结构简单，采用吸附式而不是气压式仿生掌，使得机器人更加轻巧、灵活，将擦拭机构与仿壁虎机器人结合，使其能应用于高空危险环境下的玻璃清洁任务。

为达到上述目的，本发明一种仿壁虎擦玻璃机器人，包括躯干和对称安装在躯干两端的前工作部和后工作部，前工作部和后工作部的结构相同，前工作部包括前弯板、擦拭结构、仿生掌和对称安装在擦拭结构上的两个腿部结构，擦拭结构和两个腿部结构均安装在前弯板上；前弯板上安装有驱动大腿根转动的第一舵机，大腿根上安装有驱动大腿转动的第二舵机，大腿上安装有驱动小腿转动的第三舵机，小腿上安装有驱动仿生掌上的拉绳动作的第四舵机；仿生掌包括掌部和固定在掌部上的多个指部，每个指部中插有一个弹性片，仿生掌的掌心设置有微纳米粘附阵列。

进一步的，擦拭结构包括盘形零件，盘形零件上固定有转轴，盘形零件上端面边缘均匀布置有多个用于固定抹布的挂钩；抹布通过挂钩安装在盘形零件上。

进一步的，躯干采用65Mn材料制成，躯干的厚度为0.2mm±0.1mm。

进一步的，躯干上固定有安全绳。

进一步的，小腿与仿生掌连接的一端设置弹簧装置，弹簧装置包括壳体、弹簧芯轴、弹簧、插丝和弹簧顶盘，壳体固定在小腿上，弹簧芯轴穿过壳体，下端与仿生掌固定连接，上端伸出壳体顶部，插丝穿过弹簧芯轴上部以防止弹簧芯轴与小腿脱离，弹簧芯轴下部位于壳体外处固定有弹簧顶盘，弹簧芯轴上套有压缩弹簧，压缩弹簧下部伸出壳体，当压缩弹簧压缩时被弹簧顶盘顶住。

进一步的，弹性片靠近顶端处与拉绳的下端固定连接，拉绳的上端固定在第二舵机连接件上，第二舵机连接件安装在第四舵机的旋转轴上。

进一步的，第三舵机的旋转轴与第一舵机连接件固定连接，第一舵机连接件通过紧固件与小腿固定。

一种基于上述的仿壁虎擦玻璃机器人的擦玻璃方法，包括以下步骤：

步骤1：将机器人粘在玻璃上；

步骤2：启动机器人对角方向的两个小腿上的舵机，使对角方向的两个仿生掌离开玻璃表面；本步骤中的两个小腿记为第一小腿和第二小腿；