[发明专利]高层建筑外壁面清洁机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种高层建筑外壁面的清洗装置，尤其是涉及一种高层建筑外壁面清洁机器人。

背景技术

高层建筑外壁面清洁包括高层建筑擦窗、高层建筑外墙面清洁等作业，由于这种作业环境是不会按照机器人功能和技术的要求改变的，而且，具体的作业环境也会经常发生变化(如窗户的开闭、外挂设备(空调等)的装拆和移动等)，因此在机器人技术中称此为非结构化环境作业。高层建筑外壁面清洁属于空中作业，目前主要依靠人工完成，无疑这种作业方式的作业环境非常危险和恶劣、且作业效率低、人工成本高，不言而喻，这种作业方式亟待应用自动化技术和机器人技术取而代之。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便的高层建筑外壁面清洁机器人。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器，而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。

所述的飞行器可以为氦气球也可以为飞艇，且氦气球或者飞艇可以为多个。

在所述的飞行器的下部还设置有机器人视觉跟踪系统。

上述的清洁机构为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。

上述的吸附结构为吸附盘或者是抓持手。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便，其能达到的性能指标为：承载能力小于1000kg、飞行高度5～500m、供电电源36V～48V DC、功率小于5kW、压缩空气0.5MPa、2m³、供水量5m³、擦洗效率10m²/min(取决于清洁器回转盘直径或滚筒几何尺寸)、可擦洗水平、倾斜、垂直壁面等任意角度的壁面，且其越障能力(清洗滚筒或回转式清洁器)h≯180mm。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图；

图3为本发明所述的吸附机构吸附倾斜壁面的结构示意图；

图4为本发明所述的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；

图5为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；

图6为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图。

图中主要附图标记含义为：

1、机器人主体  2、清洗机构  3、壁面吸附机构  4、飞行器

5、牵引索      6、推进器    7、壁面

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：

图1为本发明一实施例的结构示意图。

如图1所示：高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体1、清洁机构2、壁面吸附机构3、机器人行走越障机构、机器人支援系统(提供水、电、气以及保护等)和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构2、壁面吸附机构3设置在机器人主体1上，而所述的机器人行走越障机构为飞行器4，飞行器4位于机器人主体1的上部，其通过下部的牵引索5与机器人主体1连接，飞行器4的下部还设置有推进器6，而所述的机器人支援系统(图中未示)则设置在飞行器4内。

上述飞行器的牵引索5不仅可作为清洗机构2的牵引装置，而且可以作为水、电、气管路的依附和支撑，同时提供了高空作业必须的保护功能。

所述的飞行器4可以为氦气球也可以为飞艇，且氦气球或者飞艇可以为多个，在本实施例中，使用的是氦气球，且多个氦气球组成交叉牵引悬挂的方式，不仅方便飞行的制导(类似于制导翼伞和风筝的控制)，而且可防止个别氦气球失效而发生坠落事故。

在所述的飞行器4的下部还设置有机器人视觉跟踪系统(图中未示)，以便对机器人的模式识别的实时图像进行处理。

图2为本发明所述的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图；图3为本发明所述的吸附机构吸附倾斜壁面的结构示意图；图4为本发明所述的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；图5为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；图6为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图。