CN106889957A - 一种爬墙清扫机器人 - Google Patents

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李笑扬
周道谋
王文荷
陈青欣
郑晓
聂良益
汪泉
孙金风
任军
魏琼
游颖
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Abstract

一种爬墙清扫机器人，包括机身，机身由机身板(13)和机臂板(5)组成；减速电机(12)设置在机身板(13)的正中间，减速电机(12)与丝杠螺母(3)相连，带动清扫组件做升降运动；两个微型真空泵(10)对称设置在减速电机(12)两侧；两个双输出轴运动舵机(9)分别水平安装在机身两侧机臂板(5)上端；两个单输出轴运动舵机(6)分别垂直安装在机身两侧机臂板(5)下端，单输出轴运动舵机(6)下方设置有真空吸盘(4)，真空吸盘(4)通过软气管和微型真空泵(10)相连。本发明模仿人体手臂关节结构并运用丝杆螺母结构，使得机器人可以越过一定障碍，克服了一般墙面行走机器人越障能力不足的问题。该机器人特别适合高层建筑玻璃墙面的清扫。

Description

一种爬墙清扫机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体来说涉及一种爬墙清扫机器人。
背景技术
由于高层建筑的越来越多，玻璃的光滑壁面在建筑中运用也越来越广，高空墙面清扫也将会受到人们的重视，具有广阔的应用前景和社会，经济效益。
公告号为CN202080361的实用新型专利公开了“一种用于玻璃幕墙爬墙机器人的爬行机构”，所述的机器人移动距离大、灵活和快速，但其机身高度有限，对障碍的跨越也很有限，在玻璃幕墙上遇到结合横梁等连接处时就可能无法跨越。再如公开号为CN104015832A的发明专利申请公开了一种“气动爬墙机器人”。所述爬墙机器人由前隔板、中间运动板、后安装结构板、前后导向机构、气缸、左右导向机构、舵机、吸盘组件和驱动控制组件，该机器人虽然机动性较好，但移动速度较慢。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种爬墙清扫机器人，结构简单合理，通过吸附作用实现在光滑玻璃墙面上行走并能完成清扫和监视等任务。
一种爬墙清扫机器人，包括机身，机身由机身板13和机臂板5组成；减速电机12设置在机身板13的正中间，输出轴朝下，减速电机12与丝杠螺母3相连，带动清扫组件做升降运动；
两个微型真空泵10对称设置在减速电机12两侧，微型真空泵10的底座11安装在机身板13上；
两个双输出轴运动舵机9分别水平安装在机身两侧机臂板5上端，双输出轴运动舵机9的双输出轴通过联轴盘8和机身两侧相连，带动机身板13转动；
两个单输出轴运动舵机6分别垂直安装在机身两侧机臂板5下端，输出轴方向朝下，单输出轴运动舵机6下方设置有真空吸盘4，真空吸盘4通过软气管和微型真空泵10相连；
单输出轴运动舵机6与双输出轴运动舵机9的输出轴方向垂直。
所述机身板13还设置有升降槽14，用于与清扫组件相配合。
所述清扫组件包括清扫舵机2、雨刷座15和刷子1。
所述机臂板5上还设置有摄像头7。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
一、本发明的机器人采用控制两个吸气泵的吸气与排气使一机器臂固定，另一机器臂在双输出轴舵机的带动下使整个机身抬起，丝杠螺母带动清扫装置升降，实现机器人跨过障碍的功能。该越障方式结构简单灵活、方便。
二、本发明的机器人采用控制两个吸气泵的吸气与停止吸气来使两个吸盘交替吸附达到运动的目的，结构简单，制作成本低。
三、采用清扫舵机带动刷子使其左右摆动可以完成光滑玻璃墙面的清扫。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图。
图2为机臂结构示意图。
图3为越障状态示意图。
图4为升降槽的结构示意图。
图5为真空泵底座的结构示意图。
图6为雨刷座的结构示意图。
图7为机臂板的结构示意图。
图8为真空吸盘的结构示意图。
图9为联轴盘的结构示意图。
图中，1为刷子，2为清扫舵机，3为丝杠螺母，4为真空吸盘，5为机臂板，6为单输出轴运动舵机，7为摄像头，8为联轴盘，9为双输出轴运动舵机，10为微型真空泵，11为底座，12为减速电机，13为机身板，14为升降槽，15为雨刷座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。如图1-图9所示，一种爬墙清扫机器人，包括机身，机身由机身板13和机臂板5组成；减速电机12设置在机身板13的正中间，输出轴朝下，减速电机12与丝杠螺母3相连，带动清扫组件做升降运动；
两个微型真空泵10对称设置在减速电机12两侧，微型真空泵10的底座11安装在机身板13上；
两个双输出轴运动舵机9分别水平安装在机身两侧机臂板5上端，双输出轴运动舵机9的双输出轴通过联轴盘8和机身两侧相连，带动机身板13转动；
两个单输出轴运动舵机6分别垂直安装在机身两侧机臂板5下端，输出轴方向朝下，单输出轴运动舵机6下方设置有真空吸盘4，真空吸盘4通过软气管和微型真空泵10相连；
单输出轴运动舵机6与双输出轴运动舵机9的输出轴方向垂直。
所述机身板13还设置有升降槽14，用于与清扫组件相配合。
所述清扫组件包括清扫舵机2、雨刷座15和刷子1。
所述机臂板5上还设置有摄像头7。
本发明是这样实现的：
两个微型真空泵10与两个真空吸盘4由软管连接，通过控制两个微型真空泵10的得失电状态，来完成真空泵对吸盘4的抽气与排气，从而保证爬墙清扫机器人可以靠真空吸盘4吸附在光滑的玻璃墙面上。
运动的具体方案：第一步，当一侧微型真空泵10得电使真空吸盘4吸附玻璃墙面后，该侧机臂板5上端双输出轴运动舵机9旋转使另一侧未吸附端抬起，然后未吸附端机臂板5下端单输出轴运动舵机6旋转，使机身前进；第二步，未吸附端真空泵10得电抽气，使真空吸盘4吸附墙面，重复第一步，如此实现往复交替吸附前进。
越障的具体方案：在遇到障碍时，机器人一侧由真空吸盘4固定，该侧运动舵机9使机器人的另一侧抬起并由运动舵机6旋转使未吸附端先越过障碍，当未吸附侧越过障碍并由真空吸盘4吸住墙面后，再以同样的方式使原吸附侧越过障碍。
对于清扫组件前进遇阻，可使减速电机12工作通过丝杆螺母3来提升清扫舵机2和刷子1越过障碍，在完成越障后再通过丝杆螺母3降低清扫组件的高度便于完成后续清扫工作。

Claims (4)

1.一种爬墙清扫机器人，包括机身，机身由机身板(13)和机臂板(5)组成；其特征在于：减速电机(12)设置在机身板(13)的正中间，输出轴朝下，减速电机(12)与丝杠螺母(3)相连，带动清扫组件做升降运动；
两个微型真空泵(10)对称设置在减速电机(12)两侧，微型真空泵(10)的底座(11)安装在机身板(13)上；
两个双输出轴运动舵机(9)分别水平安装在机身两侧机臂板(5)上端，双输出轴运动舵机(9)的双输出轴通过联轴盘(8)和机身两侧相连，带动机身板(13)转动；
两个单输出轴运动舵机(6)分别垂直安装在机身两侧机臂板(5)下端，输出轴方向朝下，单输出轴运动舵机(6)下方设置有真空吸盘(4)，真空吸盘(4)通过软气管和微型真空泵(10)相连；
单输出轴运动舵机(6)与双输出轴运动舵机(9)的输出轴方向垂直。
2.如权利要求1所述的爬墙清扫机器人，其特征在于：所述机身板(13)还设置有升降槽(14)，用于与清扫组件相配合。
3.如权利要求1所述的爬墙清扫机器人，其特征在于：所述清扫组件包括清扫舵机(2)、雨刷座(15)和刷子(1)。
4.如权利要求1所述的爬墙清扫机器人，其特征在于：所述机臂板(5)上还设置有摄像头(7)。
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