[发明专利]一种可越障的玻璃幕墙清洁机器人

摘要

本发明提供了一种可越障的玻璃幕墙清洁机器人，属于特种机器人领域。其特征包括:吸附装置、行走越障装置、动力装置、控制装置、清洁装置和安全装置。吸附装置主要由真空泵和吸盘组成，行进越障主要依靠吸盘和吸盘顶升机构及吸盘推进机构协同配合完成，机器人的动力由步进电机提供，控制装置包括单片机和传感器，传感器主要有角度传感器和红外传感器，清洁装置主要包括清洁箱、清洁布和节流阀等。该清洁机器人主要通过吸盘使机器人整体吸附在壁面上，通过吸盘推进机构实现机器人的前进擦拭,通过吸盘顶升机构实现机器人越障。本高楼玻璃幕墙清洁机器人可进行安全高效的清洁作业，具有吸附力稳定、越障能力强、擦拭效率高、抗风载荷能力强、重量轻、结构简单稳定的特点。

主权项

一种可越障的玻璃幕墙清洁机器人，机械本体由两个由真空泵（8）和两个吸盘（9）包括下端盖（5）、真空腔（6）和上端盖（7）组成的吸附装置，由支撑轨道（2）、丝杠（1）和安装支架（3）组成的吸盘顶升机构，由丝杠（1）和支撑轨道（2）以及安装支架（3）组成的吸盘推进机构，5步进电机（13），2个直流电机（11），2个编码器（12），水箱（4）和安全绳（10）组成；吸附力主要靠两个安装在上端盖（7）处的真空泵（8）提供，通过真空泵（8）使真空腔（6）内形成负压，依靠吸盘与壁面的摩擦力将机器人吸附于壁面上；吸盘顶升机构由安装在吸盘上端盖上的支撑轨道（2）、丝杠（1）和固定在螺母上的安装支架（3）组成；吸盘推进机构由安装在安装支架（3）上的丝杠（1）及支撑轨道（2）组成；工作初始状态时，通过调节真空泵（8）使两端的吸盘（9）均吸附在壁面上，此时吸盘顶升机构中的固定在螺母上的安装支架（3）处于丝杠（2）的根部，整个机器人处于最矮状态，清洁工作开始时，保持一端（定为首端）吸盘固定在壁面上，通过调节真空泵（8）将尾端吸盘的吸力减小，使吸盘以较小压力贴在壁面上，此时步进电机（13）控制首端的吸盘在固定位置小幅度往复摆动，同时通过步进电机控制吸盘推进装置中的丝杠（1）转动，分别固定在丝杠和螺母上的安装支架（3）相对移动从而带动尾端顶升机构及吸盘整体向前移动，从而使尾端吸盘螺旋式前进，该过程中直流电机（11）驱动尾端吸盘转动，带动其下面的清洁布进行螺旋式清洁；当固定在螺母上的安装支架（3）运动到极限位置时，尾端吸盘伸出到设定的最远位置，此时通过分别调节首位两个真空泵使尾端的吸盘以大的吸附力吸附在壁面上，首端吸盘以较小压力贴在壁面上，此时控制尾端的吸盘在固定位置小幅度往复摆动，同时丝杠螺母机构不断缩短，使首端吸盘实现螺旋式前进，该过程中直流电机（13）驱动首端吸盘转动，使其下面的清洁布进行螺旋式清洁，直到运动至丝杠螺母设置的最短极限位置，通过调节真空泵，使首尾两端的吸盘同时固定在壁面上，恢复初始工作状态；然后重复上述过程，对壁面进行清洁；当通过红外传感器检测到框架障碍时，首端吸盘固定并通过吸盘推进装置控制尾端吸盘运动到一定的位置，然后与首端吸盘连接的顶升装置中的步进电机带动丝杠（1）转动将固定在螺母上的安装支架（2）抬高，从而将吸盘推进装置以及尾端吸盘整体抬高到指定高度（可根据障碍高度估定），使其大于最高的障碍物高度，此时首端推进装置安装支架（3）处的步进电机转动，使机器人逆时针转动180°，越过障碍物，首端吸盘处吸盘顶升装置中的步进电机带动丝杠反向转动，使尾端的吸盘落至接触壁面，尾端真空泵开始工作，使尾端的吸盘吸附在障碍的另一侧；此时，采用同样的原理，使首端吸盘越过障碍，再次回到初始工作状态，然后进行越障后的清洁；当通过红外传感器检测到楼宇边界障碍时，调整过程与上述类似，只是此时机器人逆时针旋转90°，再次回到初始工作状态，然后进行越障转弯后的清洁工作。