CN109645905A - 一种负压吸附式爬墙清扫机器人 - Google Patents

一种负压吸附式爬墙清扫机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种负压吸附式爬墙清扫机器人，包括主体框架，主体框架用于清扫墙面的一端设有清扫部件、将自身吸附在墙面上的负压***、使自身在墙面上作前进和后退以及转弯的驱动部件，主体框架上安装有可360°旋转的摄像机，主体框架内设有与清扫部件、负压***、驱动部件、摄像机相连的电路控制***。本发明可防止整机从墙面上脱离，提高整机的安全性，整机移动灵活性更强、稳定性更高，还可以实现远程操控和360度摄像观察，操作更方便，有效减轻劳动强度，提高墙面清扫的工作效率。

Description

一种负压吸附式爬墙清扫机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体的说是一种负压吸附式爬墙清扫机器人。
背景技术
工业机器人，作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。其中，由于现代高质量的生活和生产，很多高楼大厦以及特殊用途且垂直高度很高的建筑根据需要被建造出，面对这种大型建筑的卫生清扫工作，传统运用单纯的人工清洁已力不从心，且清扫人员处于外墙会有很多不确定的危险发生。这时，我们需要寻找其它的清洁方式来解决这些问题，而机械清扫工具在未来的发展前景是很乐观的。
目前，众多机械清扫墙面工具中，爬墙清扫机器人是当下的热门研究课题之一，爬墙机器人作为自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，从而可以协助或取代人类的工作，显著降低了人工清扫工作的危险性。因此，迫切需要一种结合爬墙机器人进行清扫的装置。
发明内容
为了避免和解决上述技术问题，本发明提出了一种负压吸附式爬墙清扫机器人。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种负压吸附式爬墙清扫机器人，包括主体框架，所述主体框架用于清扫墙面的一端设有清扫部件、将自身吸附在墙面上的负压***、使自身在墙面上作前进和后退以及转弯的驱动部件，所述主体框架上安装有可360°旋转的摄像机，所述主体框架内设有与清扫部件、负压***、驱动部件、摄像机相连的电路控制***。
进一步的，所述主体框架包括底板、安装在底板上的负压仓、固定在负压仓上的保压罩、固定在保压罩上的防护罩、固定在底板的底部且设置一圈的密封幅裙。
进一步的，所述负压***包括安装在负压仓上的负压风机、密布在底板上用于负压风机将空气抽出的孔洞，所述负压风机具有防止气体回流和形成高速气流的聚风口。
进一步的，所述负压***设置为两组，每个负压***均对应一个密封幅裙。
进一步的，所述电路控制***安装在保压罩的上端面，从而通过负压风机和聚风口产生的高速气流实现物理降温。
进一步的，所述电路控制***包括电机驱动器和PLC电路板。
进一步的，所述电路控制***通过信号线或无线传输方式与外部手持终端相连。
进一步的，所述驱动部件为三组，且分别安装在主体框架的任意两边角和对边的中心处。
进一步的，所述驱动部件包括固定板、电机、与电机相连的麦克纳姆轮。
进一步的，所述清扫部件包括安装板、若干个固定在安装板上的气动马达、与气动马达的输出轴相连的圆筒刷。
本发明的有益效果是：本发明通过两套负压***，可防止整机从墙面上脱离，提高整机的安全性，而且能够实现多个方向的运动，整机移动灵活性更强、稳定性更高，还可以实现远程操控和360度摄像观察，操作更方便，有效减轻劳动强度，提高墙面清扫的工作效率，具有体积小、质量轻、功能强大的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明局部的内部结构示意图一；
图3为本发明局部的内部结构示意图二；
图4为本发明驱动部件的结构组成剖视图；
图5为本发明清扫部件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图5所示，一种负压吸附式爬墙清扫机器人，包括主体框架1，所述主体框架1用于清扫墙面的一端设有清扫部件4、将自身吸附在墙面上的负压***、使自身在墙面上作前进和后退以及转弯的驱动部件3，所述主体框架1上安装有可360°旋转的摄像机2，所述主体框架1内设有与清扫部件4、负压***、驱动部件3、摄像机2相连的电路控制***12。
所述主体框架1包括底板15、安装在底板15上的负压仓19、固定在负压仓19上的保压罩13、固定在保压罩13上的防护罩11、固定在底板15的底部且设置一圈的密封幅裙18。其中，所述保压罩13连接有用于固定在负压仓19上的支撑柱17。
所述负压***包括安装在负压仓19上的负压风机14、密布在底板15上用于负压风机14将空气抽出的孔洞15a，所述孔洞15a设置在底板15与负压风机14对应的区域，所述负压风机14具有防止气体回流和形成高速气流的聚风口16。工作时，负压风机14经孔洞15a抽取空气并在聚风口16处形成高速气流，该高速气流在保压罩13的边缘位置流出并冲击在密封幅裙18上，使密封幅裙18稳定的与墙面保持一定距离，从而产生负压吸附能力。
所述负压***设置为两组，每个负压***均对应一个密封幅裙18。所述负压仓19的中部设有将两个负压风机14隔开的隔板110，隔板110使负压仓19隔成两个分仓，使得负压风机14、负压仓19、密封幅裙18相互配合形成两个独立存在的负压***，单个负压***已能保证机器人稳定的吸附于墙面上，实际工作时两套负压***同时工作，通过调节负压风机14的转速来调节吸附力，这样就保证了机器人运行过程中即便其中一组负压***失效而机器人也不会跌落。
所述电路控制***12安装在保压罩13的上端面，从而通过负压风机14和聚风口16产生的高速气流实现物理降温。
所述电路控制***12包括电机驱动器和PLC电路板。所述电路控制***12通过信号线或无线传输方式与外部手持终端相连。所述保压罩13上安装有无线收发装置111，通过该无线收发装置111可以远程进行控制机器人运动，减少机器人外接线缆数量，从而提高整机运动的稳定性。
所述摄像机2为即可通手动调整360°旋转和角度偏摆，也可以通过手持终端进行远程控制。
所述驱动部件3为三组，且分别安装在主体框架1的任意两边角和对边的中心处。所述主体框架1上安装驱动部件3的两个边角以及对边的中心处配备三套快插母头5，驱动部件3则配备有快插公头35与快插母头5连接，从而实现整机通过电缆连接由外部进行供电，不需要自带电池以减轻整机重量，同时还能保证机器人在不使用时减小占地面积，其中快插母头5的排布原理如下：经过三个快插母头5端面的平面所生成的立体相交面的横截面为正三角形。
所述驱动部件3包括固定板31、电机34、与电机34相连的麦克纳姆轮33。还包括与电机34的输出轴和麦克纳姆轮33相连的连接轴33、连接在固定板31底部的快插公头35，从而通过快插公头35将电机34的电源线和信号线与主体框架1连接，电源接通后电机34带动麦克纳姆轮33旋转，再通过手持终端控制三组电机34不同的转速和转动方向来完成机器人的前进、后退、侧移、旋转运动。
所述清扫部件4包括安装板42、若干个固定在安装板42上的气动马达41、与气动马达41的输出轴相连的圆筒刷43。清扫部件4是由气动马达41带动圆筒刷43做圆周旋转运动以达到清扫工作，若一组圆筒刷无法满足机器人前进方面所覆盖的面积，则通过安装板42将多组圆筒刷43并排设置在一起进行清扫。此外，需要说明的是，本发明中清扫部件4为可更换部件，可以针对不同的墙面环境选择不同的清扫部件4，上述为仅为其中的一种实施方式。
使用时，通过外部手持终端启动整机，经PLC电路板控制负压风机14工作，将气流通过保压罩13吹向密封幅裙18形成负压***将主体框架1吸附于墙面上，操作者可通过摄像机2观察墙面情况，然后气动马达41启动并带动圆筒刷43清扫墙面，当该区域的墙面清理干净后，操作手持终端上按钮，此时电机驱动器将控制驱动部件3中的电机34启动并带动麦克纳姆轮33，然后可控制整机在墙面上作前进、后退、侧移、旋转运动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：包括主体框架(1)，所述主体框架(1)用于清扫墙面的一端设有清扫部件(4)、将自身吸附在墙面上的负压***、使自身在墙面上作前进和后退以及转弯的驱动部件(3)，所述主体框架(1)上安装有可360°旋转的摄像机(2)，所述主体框架(1)内设有与清扫部件(4)、负压***、驱动部件(3)、摄像机(2)相连的电路控制***(12)。
2.根据权利要求1所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述主体框架(1)包括底板(15)、安装在底板(15)上的负压仓(19)、固定在负压仓(19)上的保压罩(13)、固定在保压罩(13)上的防护罩(11)、固定在底板(15)的底部且设置一圈的密封幅裙(18)。
3.根据权利要求2所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述负压***包括安装在负压仓(19)上的负压风机(14)、密布在底板(15)上用于负压风机(14)将空气抽出的孔洞(15a)，所述负压风机(14)具有防止气体回流和形成高速气流的聚风口(16)。
4.根据权利要求3所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述负压***设置为两组，每个负压***均对应一个密封幅裙(18)。
5.根据权利要求3所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述电路控制***(12)安装在保压罩(13)的上端面，从而通过负压风机(14)和聚风口(16)产生的高速气流实现物理降温。
6.根据权利要求1或5所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述电路控制***(12)包括电机驱动器和PLC电路板。
7.根据权利要求1或5所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述电路控制***(12)通过信号线或无线传输方式与外部手持终端相连。
8.根据权利要求1所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述驱动部件(3)为三组，且分别安装在主体框架(1)的任意两边角和对边的中心处。
9.根据权利要求1所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述驱动部件(3)包括固定板(31)、电机(34)、与电机(34)的驱动轴相连的麦克纳姆轮(33)。
10.根据权利要求1所述的一种负压吸附式爬墙清扫机器人，其特征在于：所述清扫部件(4)包括安装板(42)、若干个固定在安装板(42)上的气动马达(41)、与气动马达(41)相连的圆筒刷(43)。
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