CN113925408A - 墙壁作业机器人及其作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了墙壁作业机器人及其作业方法，涉及智能作业技术领域，包括驱动件、安装架、卷带组和机器人作业本体，其中：所述卷带组一端活动安装在安装架上，卷带组另一端与机器人作业本体连接；所述驱动件与卷带组连接，驱动卷带组移动；所述卷带组包括多个卷带，相邻卷带互相连接构成卷带组。机器人作业本体在卷带组的带动下沿着墙壁运动，不需要额外铺设导轨，当机器人作业本体与墙壁的距离合适时，机器人作业本体对墙壁进行清洗，相对于人工作业，本作业装置更安全，连续作业能力更强，且不受环境气候的限制。
Description
技术领域
本发明涉及智能作业技术领域，具体涉及墙壁作业机器人及其作业方法。
背景技术
都市中的外墙常年经历风吹雨淋日晒，通常情况下会被空气中的灰尘附着表面。为了城市的整体美观，在现代都市中一种新兴的行业，高空清洗。从事这种行业的人员为专业经过培训的高空操作工人，利用高空操作绳、安全绳、高空吊篮对大楼外墙材料进行自上而下的刷洗清洁工作。这种工作风险性极大，一旦工作人员不慎掉落，将会威胁生命。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对人工清洗高空墙壁风险极大的技术问题，本发明提供了墙壁作业机器人及其作业方法，它更安全，连续作业能力更强，且不受环境气候的限制。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：一种墙壁作业机器人，包括驱动件、安装架、卷带组和机器人作业本体，其中：所述卷带组一端活动安装在安装架上，卷带组另一端与机器人作业本体连接；所述驱动件与卷带组连接，驱动卷带组移动；所述卷带组包括多个卷带，相邻卷带之间互相连接并与机器人作业本体连接。
可选的，所述安装架包括支座和设置在支座上的环形支架，所述卷带转动安装在环形支架上。
可选的，所述环形支架活动安装在支座上，所述支座水平或者倾斜设置在安装处，所述环形支架沿支座移动。
可选的，所述安装架设有滚轮或者滑块，所述滚轮用于安装处的轨道滚动配合，所述滑块用于与安装处的轨道滑动配合。
可选的，所述机器人作业本体的壳体朝向墙体的一面安装有导轮。
可选的，所述导轮包括弹性臂和滚轮，所述弹性臂一端安装在壳体上，弹性臂另一端与滚轮连接。
可选的，所述卷带呈环状分布，构成卷带组的容纳腔。
可选的，所述卷带包括第一卷片和第二卷片，所述第一卷片和第二卷片沿安装架环状分布。
可选的，所述第一卷片和第二卷片间隔设置，第一卷片的两侧设有限位卡凸，第二卷片的两侧设有与限位卡凸配合的限位凹槽。
本发明还公开了一种上文所述的墙壁作业机器人的作业方法，包括以下步骤：卷带组一端在驱动件的驱动下绕着安装架移动，卷带组另一端带动机器人作业本体移动；当机器人作业本体到达目标位置，机器人作业本体上的吸盘伸出吸住带作业的墙壁，机器人作业本体开始作业；作业结束后，吸盘缩回，卷带组继续转动，进行下一处作业；当完成一个区域内的墙壁作业，安装架沿安装处水平或倾斜移动，或者安装架上的环形支架沿支座水平或倾斜移动，进行另外一个区域的作业。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本申请实施例提出的墙壁作业机器人，机器人作业本体在可伸缩卷带组的带动下沿着墙壁运动，当机器人作业本体与墙壁的距离合适时，机器人作业本体对墙壁进行清洗，相对于人工作业，本作业装置更安全，连续作业能力更强，且不受环境气候的限制。
(2)本申请实施例提出的墙壁作业机器人，机器人作业本体随着卷带的升降而升降，不需要铺设导向杆，不仅节约成本，当一个作业区域的墙体被清洗干净之后，移动安装架即可，操作非常便捷。卷带组组成的中空轨道中安装有与机器人作业本体连接的电缆、水管、回收管、真空管、气管等管路，使作业装置的结构更简洁，能源(电力)、清洗物料及废物可以通过管路输送，不需要机器人作业本体存储。
(3)本申请实施例提出的墙壁作业机器人，当吸盘伸出吸附墙体时，弹性臂收缩，便于缩短壳体与墙体之间的距离，当吸盘收缩，弹性臂在自身的弹性下复位，拉开壳体与墙体之间的距离，便于机器人作业本体移动。本实施例中的弹性臂为V字型结构，当吸盘收缩解除吸附，V字型结构由于自身具有向两端伸展的趋势，更加容易实现复位。
(4)本申请实施例提出的墙壁作业机器人，当卷带转动时，第一卷片的侧边和第二卷片的侧边相互连接形成轨道，限位卡凸和限位凹槽的设置使第一卷片和第二卷片配合的更加紧密，增加轨道的稳定性，确保本作业装置在运行中的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例提出的墙壁作业机器人的结构示意图。
图2为本发明实施例提出的墙壁作业机器人的第一卷带和第二卷带配合的示意图。
图3为本发明实施例提出的墙壁作业机器人的第一卷片的示意图。
图4为本发明实施例提出的墙壁作业机器人第二卷片的示意图。
各附图中的标记为：1、安装架；11、支座；12、环形支架；2、卷带组；21、卷带；211、第一卷片；2111、限位卡凸；212、第二卷片；2121、限位凹槽；213、通孔；22、容纳腔；3、机器人作业本体；31、壳体；32、刷盘；33、吸盘；34、导轮；341、弹性臂；342、滚轮；4、管路。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，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。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
实施例1
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，包括驱动件、安装架1、卷带组2和机器人作业本体3，其中：所述卷带组2一端活动安装在安装架1上，卷带组2另一端与机器人作业本体3连接；所述驱动件与卷带组2连接，驱动卷带组2移动；所述卷带组2包括多个卷带21，相邻卷带21之间互相连接并与机器人作业本体3连接。安装架1可水平或者倾斜安装在楼顶或者窗口处，卷带21的侧边与相邻卷带21的侧边相互连接以支撑机器人作业本体3移动，当卷带21一端绕安装架1顺时针(逆时针)转动，卷带21另一端带动机器人作业本体3沿墙壁延伸，当卷带21一端绕安装架1逆时针(顺时针)转动，卷带21另一端带动机器人作业本体3沿墙壁收缩，使机器人作业本体3完成高空清洗工作，本实施例中的卷带21卷带21为刚性材质，多个卷带21的一端沿安装件1环状分布，卷带21另一端相互连接组成导轨，具有较强的支撑力，可以带动机器人作业本体3竖直或者倾斜移动，不需要额外铺设轨道，不仅节约成本，当一个目标区域的墙体被清洗干净之后，移动安装架1即可，操作非常便捷。卷带21与卷带21连接的内部或者外部安装有与机器人作业本体3连接的电缆、水管、回收管、真空管、气管等管路4，使作业装置的结构更简洁，能源(电力)、清洗物料及废物可以通过管路4输送，不需要机器人作业本体3存储。用户可根据作业任务对机器人作业本体3进行远程、自动操作，使机器人作业本体3对墙体进行擦洗、刮擦、冲洗或者喷涂工作，并通过状态信息、巡检数据判别操作是否有效，直至所有任务执行完毕，实现操作的智能化。
实施例2
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述安装架1包括支座11和设置在支座11上的环形支架12，所述卷带21转动安装在环形支架12上。所述支座11用于安装在墙体上，所述卷带21转动安装在环形支架12上。所述环形支架12为圆环或者方环，卷带21绕环形支架12分布，便于形成中空的容纳腔22。
实施例3
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1或2的技术方案相比，可改进如下：所述环形支架12活动安装在支座11上，所述支座11水平或者倾斜设置在安装处，所述环形支架12沿支座11移动。安装处可为楼顶或者墙体中的窗户处，卷带21与支座11相互垂直，当机器人作业本体3将一个竖直或者倾斜方向的墙体区域作业完毕之后，环形支架12沿支座11移动，使机器人作业本体3相对于墙体水平或者倾斜移动，便于对下一个墙体区域进行作业。
实施例4
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1-3任一项技术方案相比，可改进如下：所述安装架1设有滚轮342或者滑块，所述滚轮342用于安装处的轨道滚动配合，所述滑块用于与安装处的轨道滑动配合。楼顶或者窗口处可沿水平或者倾斜方向铺设有轨道，安装架1的滚轮342或滑块与轨道配合，当机器人作业本体3将一个竖直或倾斜方向的墙体区域作业完毕之后，安装架1沿轨道移动，使机器人作业本体3相对于墙体水平或者倾斜移动，便于对下一个墙体区域进行作业。机器人作业本体3包括壳体31、刷盘32、水泵以及吸盘33，所述刷盘32、吸盘33、水泵均安装在壳体31内部，所述吸盘33朝向墙壁方向伸缩。
实施例5
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1-4任一项技术方案相比，可改进如下：所述机器人作业本体3的壳体31朝向墙体的一面安装有导轮34。导轮34可为多个，沿壳体31朝向墙体的一面对称设置，导轮34可减小壳体31与墙体之间的摩擦，增加机器人作业本体3的移动效率。
实施例6
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1-5任一项技术方案相比，可改进如下：所述导轮34包括弹性臂341和滚轮342，所述弹性臂341一端安装在壳体31上，弹性臂341另一端与滚轮342连接。机器人作业本体3具有吸盘33，当吸盘33伸出吸附墙体时，弹性臂341收缩，便于缩短壳体31与墙体之间的距离，当吸盘33收缩，弹性臂341在自身的弹性下复位，拉开壳体31与墙体之间的距离，便于机器人作业本体3移动。本实施例中的弹性臂341为V字型结构，当吸盘33收缩解除吸附，V字型结构由于自身具有向两端伸展的趋势，更加容易实现复位。于其他实施例中，弹性臂341可为弹簧。
实施例7
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1-6任一项技术方案相比，可改进如下：所述卷带21呈环状分布，构成卷带组2的容纳腔22。具有容纳腔22的卷带组2呈中空状，容纳腔22内部可安装有与机器人作业本体3连接的电缆、水管、回收管、真空管、气管等管路4，使作业装置的结构更简洁，能源(电力)、清洗物料及废物可以通过管路4输送，不需要机器人作业本体3存储。管路4也可设于容纳腔22外部。电缆用于给机器人作业本体3供电，水管用于给机器人作业本体3供水，当吸盘33向着墙壁伸出时，真空管对吸盘33抽取真空，使吸盘33吸附在墙体上，当吸盘33背离墙壁缩回时，气管对吸盘33进行充气，解除吸盘33的吸附，电缆、水管、气管、真空管等管路4在机器人作业本体3内部的具体设置方式可参见专利(201710036401.6)一种高空吸附清洗装置。所述刷盘32上安装有刷头、喷头、刮板或者涂料泵。刷头用于擦洗墙体上的污渍，喷头用于对擦洗后的污渍进行冲洗，当污渍粘贴的比较牢固时，刮板可以进行刮擦，刮板也可用于粉刷墙体，涂料泵可以用于对墙体进行喷漆或者喷绘图案，刷头、喷头、刮板、涂料泵可以根据用户需求进行使用。
实施例8
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1-7任一项技术方案相比，可改进如下：所述卷带21包括第一卷片211和第二卷片212，所述第一卷片211和第二卷片212沿安装架1环状分布。第一卷片211的一端和第二卷片212的一端分别活动安装在安装架1上，第一卷片211的另一端和第二卷片212的另一端相互连接组成导轨，支撑机器人作业本体3竖直或者倾斜移动，操作便捷。
实施例9
结合附图1-4，本实施例的墙壁作业机器人，与实施例1-8任一项技术方案相比，可改进如下：所述第一卷片211和第二卷片212间隔设置，第一卷片211的两侧设有限位卡凸2111，第二卷片212的两侧设有与限位卡凸2111配合的限位凹槽2121。当卷带21转动时，第一卷片211的侧边和第二卷片212的侧边相互连接形成容纳腔22，限位卡凸2111和限位凹槽2121的设置使第一卷片211和第二卷片212配合的更加紧密，结构更加稳定，增加支撑机器人作业本体3的稳定性，确保本作业装置在运行中的安全性。
实施例10
结合附图1-4，本实施例的根据实施例1～9任一项技术方案所述的墙壁作业机器人的作业方法，包括以下步骤：卷带组2一端在驱动件的驱动下绕着安装架1移动，卷带组2另一端带动机器人作业本体3移动；当机器人作业本体3到达目标位置，机器人作业本体3上的吸盘33伸出吸住带作业的墙壁，机器人作业本体3开始作业；作业结束后，吸盘33缩回，卷带组2继续转动，进行下一处作业；当完成一个区域内的墙壁作业，安装架1沿安装处水平或倾斜移动，或者安装架1上的环形支架12沿支座11水平或倾斜移动，进行另外一个区域的作业。卷带21一端缠绕在安装架1上，卷带21另一端的侧边与相邻卷带21的侧边相互连接，以支撑起机器人作业本体3，当卷带21一端绕着安装架1转动时，卷带21另一端的长度增加或者减少，以实现机器人作业本体3在卷带21的带动下沿墙体水平或者倾斜移动，当机器人作业本体3到达目标位置，用户可根据作业任务对机器人作业本体3进行远程、自动操作，使机器人作业本体3对墙体进行擦洗、刮擦、冲洗或者喷涂工作，并通过状态信息、巡检数据判别操作是否有效，直至所有任务执行完毕，实现操作的智能化，卷带21与卷带21之间的容纳腔22内安装有与机器人作业本体3连接的电缆、水管、回收管、真空管、气管等管路4，使作业装置的结构更简洁，能源(电力)、清洗物料及废物可以通过管路4输送，不需要机器人作业本体3存储作业结束后，吸盘33缩回，卷带21继续转动，进行下一处作业；当完成一个区域内的墙壁作业，安装架1沿安装处水平或倾斜移动，或者安装架1上的环形支架12沿支座11水平或倾斜移动，进行另外一个区域的作业。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种墙壁作业机器人，其特征在于，包括驱动件、安装架、卷带组和机器人作业本体，其中：
所述卷带组一端活动安装在安装架上，卷带组另一端与机器人作业本体连接；
所述驱动件与卷带组连接，驱动卷带组移动；
所述卷带组包括多个卷带，相邻卷带之间互相连接并与机器人作业本体连接。
2.根据权利要求1所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述安装架包括支座和设置在支座上的环形支架，所述卷带转动安装在环形支架上。
3.根据权利要求2所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述环形支架活动安装在支座上，所述支座水平或者倾斜设置在安装处，所述环形支架沿支座移动。
4.根据权利要求2所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述安装架设有滚轮或者滑块，所述滚轮用于安装处的轨道滚动配合，所述滑块用于与安装处的轨道滑动配合。
5.根据权利要求1所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述机器人作业本体的壳体朝向墙体的一面安装有导轮。
6.根据权利要求5所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述导轮包括弹性臂和滚轮，所述弹性臂一端安装在壳体上，弹性臂另一端与滚轮连接。
7.根据权利要求1所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述卷带呈环状分布，构成卷带组的容纳腔。
8.根据权利要求1所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述卷带包括第一卷片和第二卷片，所述第一卷片和第二卷片沿安装架环状分布。
9.根据权利要求8所述的墙壁作业机器人，其特征在于，所述第一卷片和第二卷片间隔设置，第一卷片的两侧设有限位卡凸，第二卷片的两侧设有与限位卡凸配合的限位凹槽。
10.一种权利要求1～9任一项所述的墙壁作业机器人的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：卷带组一端在驱动件的驱动下绕着安装架移动，卷带组另一端带动机器人作业本体移动；当机器人作业本体到达目标位置，机器人作业本体上的吸盘伸出吸住带作业的墙壁，机器人作业本体开始作业；作业结束后，吸盘缩回，卷带组继续转动，进行下一处作业；当完成一个区域内的墙壁作业，安装架沿安装处水平或倾斜移动，或者安装架上的环形支架沿支座水平或倾斜移动，进行另外一个区域的作业。
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