CN110089973A - 一种用于玻璃幕墙清洗的机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,包括机体主壳体及内部控制结构,所述机体主壳体结构包括吸盘、履带、轮子集成为一体,所述履带内侧有凸起,用于与轮子连接,传递动力,通过轮子带动行走,通过内部控制结构带动清扫头运动清扫,刮板为倾斜放置便于将污水回收储存,实现了大面积的清洁幕墙,有效提高清洁效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种幕墙养护装置,特别是一种用于玻璃幕墙清洗的机器人。
背景技术
幕墙是建筑的外墙维护,它不承重、如同幕布一般,且具有较好的装饰效果,是现代大型和高层建筑常用的轻质墙体;幕墙的质量较轻,方便安装和设计,能够满足建筑师各种造型要求,且能够呈现不同的颜色,能够与周围环境协调的配合,使得建筑物与环境融为一体,减少高楼带来的压迫感;此外,幕墙还具有较好的抗震效果;诸多优势使得幕墙成为现代建筑的宠儿;目前幕墙的养护清洁在日常的清洗时,绝大多数的目前都是进行人工清洗。所用的方法就是将人从楼顶用绳索连接后放下。如果是人工操作的话,危险系数是非常高的,有很多的不可控因素,而且人在清洗操作时效率低下。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,该幕墙清洁机器人能够大面积、高效的清洁幕墙表面,有效保护清洁工人的人身安全;清洁过程高效、快捷,不影响建筑楼内员工正常工作。
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案是:一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,包括机体主壳体及内部控制结构,所述内部控制结构密封于机体主壳体内,所述机体主壳体的两侧均布置有履带,所述履带包覆于轮子上,通过轮子带动行走,所述两侧履带上均设置有多组吸盘,所述机体主壳体前端设有至少一个传感器模块组件;所述机体主壳体的上端面设有通信模块,所述机体主壳体的底部设有前驱动轴、后从动轴、喷水器、清扫头及刮板,所述内部控制结构包括蓄水箱,污水箱,所述污水箱设置在后从动轴下方,刮板将清扫后的污水回收至污水箱;所述蓄水箱下方设置有前驱动轴,所述前驱动轴连接驱动传动箱,所述驱动传动箱连接驱动电机,所述内部控制结构还包括有控制器、导航模块、转速控制器、减速箱及清扫头电机,所述控制器连接有驱动电机、转速控制器和导航模块,所述转速控制器连接清扫头电机用于控制清扫头的转速,所述清扫头电机连接减速箱。
所述机体主壳体上端面还设有上水口,用于蓄水箱上水,前端面设有安全保护装置,用于连接安全绳,防止机器人高空坠落;所述机体主壳体两侧还设有扶手用来搬运机器人,前端底部还设有异物传感器用来探测墙面的洁净情况,将采集的状况传送给控制器分析。
所述履带两侧设有挡板起到保护作用。
所述机体主壳体后端面设有电源插头,用于机器人的充电;USB接口用于与外部设备连接传输数据;航空接头,用于双向传输机器人的内部数据;机器人开关接口用于控制电源开关的闭合;污水口用于排放机器人收集回来的污水。
所述减速箱包括直齿锥齿轮啮合的输入轴与输出轴,所述输入轴连接清扫头电机,输出轴连接清扫头。
所述安全保护装置为棘轮机构。
所述内部控制结构还包括水泵用于将清洁液从前端喷口喷出;蓄电池用于提供机器人以及清扫头的动力。
所述刮板为倾斜放置,便于将污水回收储存。
所述履带内侧有凸起,用于与轮子连接,传递动力,所述吸盘、履带、轮子集成为一体。
本发明的有益效果是:所述吸盘、履带、轮子集成为一体,所述履带内侧有凸起,用于与轮子连接,传递动力,通过轮子带动行走,通过内部控制结构带动清扫头运动清扫,刮板为倾斜放置便于将污水回收储存,实现了大面积的清洁幕墙,有效提高清洁效率。在清洁过程中,由于吸盘的设置,能够始终保持清洗机器人紧贴幕墙表面,从而提高清洁带与幕墙之间的清洁力度,实现深度清洁,有效提高清洁效果,同时该结构能够适应各种倾斜角度的幕墙,可根据幕墙倾斜角度,自动调节壳体靠近时的速度,保证幕墙清洁机器人柔和、稳定的吸附在幕墙表面,既保护幕墙,又不会产生噪音及影响内部员工工作。
附图说明
图1为本发明机体主壳体外部结构示意图;
图2为本发明机体主壳体底部结构示意图;
图3为本发明机体主壳体后端面结构示意图;
图4为本发明内部控制结构示意图;
图5为本发明减速箱内部结构示意图;
图6为本发明安全保护装置结构示意图;
附图标记:1. 传感器模块组件,2.通信模块,3.上水口,4.扶手,5.吸盘,6.挡板,7.履带,8.异物传感器,9.轮子,10.安全保护装置,11. 前驱动轴,12.喷水器,13.清扫头,14.刮板,15. 后从动轴,16.擦布模块,17.电源插头,18.USB接口,19.航空接头,20.机器人开关接口,21.污水口,22.蓄水箱,23.驱动传动箱,24. 前驱动轴,25.驱动电机,26.导航模块,27.水泵,28.控制器,29.转速控制器,30.减速箱,31.清扫电机,32.安全保护装置,33.蓄电池,34. 后从动轴,35.污水箱,36.输入轴,37.输出轴,38. 直齿锥齿轮。
具体实施方式
本发明的描述中,还需要说明的是,术语“上”和“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位,以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设有”,“安装”,“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。可以是机械连接,也可以是电连接。可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1至图4,本发明一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,包括机体主壳体及内部控制结构,所述内部控制结构密封于机体主壳体内,所述机体主壳体的两侧均布置有履带(7),所述履带(7)包覆于轮子(9)上,通过轮子(9)带动行走,所述两侧履带(7)上均设置有多组吸盘(5),所述机体主壳体前端设有至少一个传感器模块组件(1);所述机体主壳体的上端面设有通信模块(2),所述机体主壳体的底部设有前驱动轴(11)、后从动轴(15)、喷水器(12)、清扫头(13)及刮板(14),所述内部控制结构包括蓄水箱(22),污水箱(35),所述污水箱(35)设置在后从动轴(15)下方,刮板(14)将清扫后的污水回收至污水箱;所述蓄水箱(22)下方设置有前驱动轴(11),所述前驱动轴(11)连接驱动传动箱(23),所述驱动传动箱(23)连接驱动电机(25),所述内部控制结构还包括有控制器(28)、导航模块(26)、转速控制器(29)、减速箱(30)及清扫头电机(31),所述控制器(28)连接有驱动电机(25)、转速控制器(29)和导航模块(26),所述转速控制器(29)连接清扫头电机(31)用于控制清扫头(13)的转速,所述清扫头电机(31)连接减速箱(30)。
所述机体主壳体上端面还设有上水口(3),用于蓄水箱(22)上水,前端面设有安全保护装置(10),用于连接安全绳,防止机器人高空坠落;所述机体主壳体两侧还设有扶手(4)用来搬运机器人,前端底部还设有异物传感器(8)用来探测墙面的洁净情况,将采集的状况传送给控制器分析。
所述履带(7)两侧设有挡板(6)起到保护作用。
所述机体主壳体后端面设有电源插头(17),用于机器人的充电;USB接口(18)用于与外部设备连接传输数据;航空接头(19),用于双向传输机器人的内部数据;机器人开关接口(20)用于控制电源开关的闭合;污水口(21)用于排放机器人收集回来的污水。
如图5所示,所述减速箱(30)包括直齿锥齿轮(38)啮合的输入轴(36)与输出轴(37),所述输入轴连接清扫头电机(31),输出轴连接清扫头(13)。
如图6所示,所述安全保护装置(10)为棘轮机构。
所述内部控制结构还包括水泵(27)用于将清洁液从前端喷口喷出;蓄电池(33)用于提供机器人以及清扫头的动力。
所述刮板(14)为倾斜放置,便于将污水回收储存。
所述履带(7)内侧设有凸起,用于与轮子(9)连接,传递动力。
对其中涉及的部件结构做功能说明:
1.传感器模块组件:其中集成有红外距离传感器,双目摄像头;
2.通信模块:用来接收遥控器传来的指令信息,并将自己本身的机器运行状况以及视频画面传输给遥控器;
3.上水口:用来补给机器人水箱的水;
4.扶手:用来搬运机器人,或需要靠外力移动机器人时的力承载区域;
5.吸盘:靠自身吸附力来将机器人固定在墙面;
6.挡板:用来保护传动***不受外界伤害;
7.履带:一方面作为吸盘的载体,另一方面传递轮子的驱动力;
8.异物传感器:用来探测墙面的洁净情况,将采集的状况传送给控制器分析;
9.轮子:用来传递动力,控制机器人移动;
10.安全保护装置:连接安全绳用来防止机器人高空意外坠落;
11.前驱动轴:驱动轴,用来驱动整个机器运转;
12.喷水器:将带有清洁剂的液体喷至墙体表面;
13.清扫头:用于清扫玻璃表面的污渍;
14.刮板:将清扫后的污水用挡板回收至污水箱;
15.后从动轴:属于从动轴,并无驱动力;
16.擦布模块:可以承载各种材质的擦布;
17.电源插头:用于机器人的充电;
18.USB接口:用于与外部设备连接传输数据;
19.航空接头:可以双向传输机器人的各种内部数据,也可用连接控制其运动;
20.机器人开关接口:用于打开/关闭机器人的电源开关;
21.污水口:用于排放机器人收集回来的污水;
22.蓄水箱:用于储存清洁液体;
23.驱动传动箱:用于传递电机的动力;
24. 前驱动轴:将联轴器与前轴连为一体,进行导向及移动控制;
25.驱动电机:直流异步电机;
26.导航模块:用于分析规划行进路线;
27.水泵:用于将清洁液从前端喷口喷出;
28.控制器:分析收集来的各种信息,进行分析后输出指令,控制器用于控制整个机器人的行进方式,行进路线,以及清扫方式;
29.转速控制器:用于控制清扫头的转速;
30. 减速箱:清扫头的传动装置;
31.清扫电机:给清扫头提供旋转动力;
32.安全保护装置:棘轮机构,用于保护机器人,以防意外坠落;
33.蓄电池:用于提供机器人以及清扫头的动力;
34. 后从动轴:从动轮,保持机构平衡;
35.污水箱:用于回收墙面留下的污水。
其中,所述清扫头13中多束刷毛以阵列方式均匀设置于所述清扫头表面。需要说明的是,本实施例中,所述的刷毛设置方式还可以有其他,本实施例对此不作限制。
所述导航模块采用高仙GS-SR模块化自主定位导航***,所述异物传感器采用红外测距的方式。
所述控制器28用于控制驱动电机25,清扫电机31的工作状态。本实施例中,所述控制器28可以是一种具有信号处理能力的集成电路芯片,也可以是通用处理器,还可以是专用集成电路(ASIC),分立门或者晶体管逻辑器件,分立硬件组件。此外,通用处理器可以是微处理器(MCU)也可以是任何常规控制器等。
所述安全保护装置10,其内部采用棘轮结构,由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。绳子由图6所示,安全保护装置的孔前端***经过棘轮夹住,棘轮逆时针转动随着绳子从后孔穿出。由于棘爪的作用将棘轮顺时针的转动锁住,使绳子只能从孔的前端进入,后端传出,所以在出现意外情况时,安全绳可以第一时间将机器人拉住。
本发明玻璃幕墙清洗机器人工作过程:机器人开始作业时,工人扶住扶手4将机器人按压在玻璃幕墙底部,两排吸盘5将紧紧吸附到墙面上,清扫头13被紧紧压在玻璃幕墙上面,打开电源开关20开动机器人。机器人水泵27打开,驱动电机25与清扫头电机31开始工作,机器人传感器模块组件1开始工作将采集的视频信息处理后传递给导航模块26,导航模块规划机器人行进路线后,将路线传递给控制器28,因吸盘吸附力的作用可将清扫头13,刮板14与擦布模块16上的擦布紧紧压在墙面上,机器人按照规定路线开始清洗,驱动电机25驱动前驱动轴24带动轮子9转动,喷水头12开始喷水,顽固污渍由清扫头13清扫。刮板14可将污水从墙面刮下,经过水槽回流至污水箱35。最后由擦布模块16上的擦布进行最后清洁擦干。
Claims (9)
1.一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,包括机体主壳体及内部控制结构,所述内部控制结构密封于机体主壳体内,其特征在于,所述机体主壳体的两侧均布置有履带(7),所述履带(7)包覆于轮子(9)上,通过轮子(9)带动行走,所述两侧履带(7)上均设置有多组吸盘(5),所述机体主壳体前端设有至少一个传感器模块组件(1);所述机体主壳体的上端面设有通信模块(2),所述机体主壳体的底部设有前驱动轴(11)、后从动轴(15)、喷水器(12)、清扫头(13)及刮板(14);所述内部控制结构包括蓄水箱(22),污水箱(35),所述污水箱(35)设置在后从动轴(15)下方,刮板(14)将清扫后的污水回收至污水箱;所述蓄水箱(22)下方设置有前驱动轴(11),所述前驱动轴(11)连接驱动传动箱(23),所述驱动传动箱(23)连接驱动电机(25),所述内部控制结构还包括有控制器(28)、导航模块(26)、转速控制器(29)、减速箱(30)及清扫头电机(31),所述控制器(28)连接有驱动电机(25)、转速控制器(29)和导航模块(26),所述转速控制器(29)连接清扫头电机(31)用于控制清扫头(13)的转速,所述清扫头电机(31)连接减速箱(30)。
2.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述机体主壳体上端面还设有上水口(3),用于蓄水箱(22)上水,前端面设有安全保护装置(10),用于连接安全绳,防止机器人高空坠落;所述机体主壳体两侧还设有扶手(4)用来搬运机器人,前端底部还设有异物传感器(8)用来探测墙面的洁净情况,将采集的状况传送给控制器分析。
3.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述履带(7)两侧设有挡板(6)起到保护作用。
4.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述机体主壳体后端面设有电源插头(17),用于机器人的充电;USB接口(18)用于与外部设备连接传输数据;航空接头(19),用于双向传输机器人的内部数据;机器人开关接口(20)用于控制电源开关的闭合;污水口(21)用于排放机器人收集回来的污水。
5.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述减速箱(30)包括直齿锥齿轮(38)啮合的输入轴(36)与输出轴(37),所述输入轴连接清扫头电机(31),输出轴连接清扫头(13)。
6.根据权利要求2所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述安全保护装置(10)为棘轮机构。
7.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述内部控制结构还包括水泵(27)用于将清洁液从前端喷口喷出;蓄电池(33)用于提供机器人以及清扫头的动力。
8.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述刮板(14)为倾斜放置,便于将污水回收储存。
9.根据权利要求1所述的一种用于玻璃幕墙清洗的机器人,其特征在于,所述履带(7)内侧设有凸起,用于与轮子(9)连接,传递动力。
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