[实用新型]擦拭机器人

说明书

本实用新型涉及一种用于清洗高层建筑外墙表面的擦拭机器人。

随着高层建筑的不断增加，建筑物的外围结构为了采光及美观的原因，大多采用了玻璃幕墙或彩色外墙的形式。随着时间的增加和环境污染的因素造成了建筑物外墙表面积蓄了大量灰尘和污垢，使其外观及城市环境非常不美观，这就需要经常的对其表面进行清洗。它是一项既繁重又危险的工作。目前除了人工清洗外还有一种擦洗机械手，这种机械手主要是由四连杆机构制成工作臂和操作臂，擦洗时需要人在室内拉动操作臂擦拭窗户，这种机械臂对于那些远离窗户的外墙壁来说就无能为力了；而另外一种微盘阀体的擦洗装置，虽然能够爬行，但是它不能逾越障碍，只能擦洗那些平整表面的窗户和墙壁，如遇到窗框及凹凸不平的墙面则不能使用。

本实用新型的目的是，制造一种能够在遇到窗框及凹凸不平的墙面时同样能够使用的擦拭机器人。

本实用新型的技术解决方案是，由擦洗、行走主体、楼顶安全保护装置和地面支援小车组成，其擦洗行走主体的骨架是由两根相互垂直的一侧带有齿条和齿轮的X向气缸和Y向气缸组成，两气缸之间用中间腰关节连成一体，X向、Y向气缸两端分别通过X气缸接头和Y气缸接头安装Z向气缸，Z向气缸的下端装有相应的X吸盘支架和Y吸盘支架；X吸盘支架和Y吸盘支架的下端安装有各自的吸盘；X向气缸的两侧各装有刷子气缸，气缸的前端设置超声传感器，下端连接擦拭刷子。

本实用新型采用全气动、吸盘吸附、多传感器融合计算机智能控制的技术，能在垂直或斜面的墙面上自主爬行，对窗框或胶条能自动检测、越障，并能对墙面按照预定的运动轨迹自动擦洗，擦洗过程中对污水进行回收处理，不会污染环境。由于本实用新型采用了结构骨架与驱动元件一体化，清洗机构与爬行机构一体化，全气动及方位自动旋转的结构形式，故重量轻行动灵活，使用简便。

图1为本实用新型擦洗、行走主体结构示意图。

图中的主骨架由两根相互垂直的气缸：X向气缸7与Y向气缸5通过中间旋转装置6连成一体；在X向、Y向气缸两端分别通过X气缸接头9与Y气缸接头4安装Z向气缸3与10(仅以一侧结构为例说明，另一侧与之相同，左右对称)，Z向气缸3下端装有Y吸盘支架2，Z向气缸10下端装有X吸盘支架13；在X向气缸7与Y向气缸5的侧边都装有齿条16与相应的齿轮15，齿轮15的轴上装有光码盘，籍此来检测机器人在X、Y方向上的位移以便精确控制机器人本体的位置；Y吸盘支架2与X吸盘支架13分别装有4个吸盘1和14，X气缸接头9的侧面安装有驱动刷子8的气缸11，气缸11的上端装有超声传感器12。

当机器人在墙面工作时，Z向气缸3、10的驱动可使吸盘向下吸附墙面或向上脱离墙面，通过X向气缸7和Y向气缸5的交替运动以及它们下端相应吸盘的交替吸附能够实现机器人在墙面上的爬行运动；如机器人需在Y方向运动，则Y向气缸5两端的Z向气缸3驱动Y向吸盘1吸附墙面，X向气缸7两端的Z向气缸10驱动X向吸盘14脱离墙面向上抬起，Y气缸5驱动使得X向气缸7沿Y轴方向运动；当需要擦洗时，X向气缸7两侧的气缸11驱动清洗刷子8压紧墙面，此时X向气缸7往复运动，实现清洗刷子8对墙面的擦洗；反之，若Y向气缸5整体沿X方向移动，此时则需驱动X向气缸7使得Y向气缸5沿X轴方向运动，Z向气缸10驱动X向吸盘14吸附墙面，Z向气缸3驱驱动Y向吸盘1脱离墙面，使得机器人本体能在墙面运动。

当主体受到外界各种干扰时，如风力、偏心重力、管缆拖带力等因素的影响致使机器人偏离原设定的运动方向，中间旋转装置6能纠正不应有的偏差。超声传感器12用来检测窗框或胶条等障碍，遇到障碍时，靠Z向气缸3、10将吸盘提升脱离墙面来实现。