一种高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法技术

本发明专利技术公开了一种高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法，属于爬壁机器人领域。本发明专利技术的高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法，利用外吸附行走机构和内吸附行走机构交替吸附在幕墙上来实现整个清洗机器人的横向和纵向移动，并且利用内吸附行走机构的旋转运动可使幕墙清洗机器人自如转向，实现360°全方位移动，对于特殊形状的幕墙也能够实现无死角清洗；同时，外吸附行走机构和内吸附行走机构中的吸盘均具有伸缩功能，使幕墙清洗机器人具有良好的越障功能，能够适用于中高层无框玻璃幕墙和有框玻璃幕墙的清洗；并且清洗机构能够抬起或压下，能够更好地贴合幕墙表面，达到更佳的清洗效果，在清洗机构抬起后，幕墙清洗机器人能够更加灵活地在幕墙上行走和越障。

Cleaning robot for high-rise building curtain wall and cleaning method thereof

The invention discloses a cleaning robot for high-rise building curtain wall and the cleaning method thereof, belonging to the field of wall climbing robot. Building curtain wall cleaning robot of the invention and a cleaning method, using the adsorption walking mechanism and adsorption walking mechanism to achieve the alternate adsorption cleaning robot moving in the horizontal and vertical walls, and the use of rotary motion in the adsorption of the walking mechanism can make Mu Qiangqing washing robot freely steering, 360 degrees move in all directions, for special shape the curtain wall can be realized without dead cleaning; at the same time, the adsorption mechanism and the inner sucker walking outside the adsorption walking mechanism has the telescopic function, wall cleaning robot has good function obstacle, can be applied to high-rise frameless glass curtain wall and frame glass curtain wall cleaning and cleaning; mechanism can be lifted or lowered. To better fit the wall surface, to achieve the cleaning effect is better, raised in the cleaning mechanism, wall cleaning robot More flexible walking on the curtain wall and obstacle.

【技术实现步骤摘要】
一种高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法
本专利技术涉及一种幕墙清洗机器人及其清洗方法，更具体地说，涉及一种具有360°全方位移动、越障功能的高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法。
技术介绍
随着社会的不断发展和科技的不断进步，玻璃幕墙以其美丽的外观、开阔的视野等优势成为了当今世界建筑的主流。我国在上个世纪的80年代开始尝试把玻璃幕墙这一技术应用到建筑当中，而欧美等发达国家早在1917年就开始在建筑中采用玻璃幕墙。虽然我国玻璃幕墙的发展相比较于欧美等西方发达国家较晚，但是发展的速度却十分惊人。目前，我国已经成为了世界上最大的玻璃幕墙生产国和使用国。据了解，目前玻璃幕墙的清洗方式主要是人工清洗，玻璃幕墙的范围一般较大，并且处在比较危险的高处，周围并没有可以用来支撑的支架，所以清洗工人一般需搭吊篮或者腰系绳索才能对高处的幕墙进行清洗工作，一旦操作不当或遇恶劣天气就会酿成事故，造成人员伤亡，财产损失。另外这种人工擦洗方式劳动强度大，危险系数高，效率低下，价格高昂，属于高危职业。因此，急需一种自动化程度高的智能化清洗机器人代替人工进行危险的玻璃幕墙清洗工作。随着幕墙清洗的需求越来越大，国内外也涌现出了许多类型的幕墙爬壁机器人，这些幕墙爬壁机器人大都是将移动、吸附、清洗三大机构组合起来实现的，吸附机构一般可分为两大类：一类是适用于在燃气罐、船舶等铁制结构物的壁面上移动的磁铁吸附方式；另一类是适用于在不能采用磁吸附的平滑表面上移动的负压吸附方式。对于玻璃幕墙的清洗，一般采用第二种负压吸附的方式。然而，现有的幕墙清洗机器人的运动机构都较为复杂，成本高昂；而有些结构简单的机器人大都只能上下行走，机器人的作用行走需要依靠起吊装置，并且没有稳定地越障功能，使用局限性大，清洗过程也容易留下死角，幕墙清洗效果不佳。如中国专利号ZL201520339818.6，授权公告日为2015年11月11日，专利技术创造名称为：一种往复式高空玻璃清洗机器人，该申请案涉及一种往复式高空玻璃清洗机器人，包括控制柜、气泵、水泵、悬吊升降设备和往复式清洗机构，所述的控制柜安装在悬吊升降设备上，所述的控制柜上连接有控制线，所述的往复式清洗机构吊挂在悬吊升降设备的下方。该申请案能够代替人工清洗高空幕墙玻璃，但存在以下缺陷：(1)往复式清洗机构完全依赖于楼顶的悬吊升降设备的牵引实现上下左右移动，在移动过程中，往复式清洗机构需要反复脱离幕墙，导致移动位置无法精确控制，从而造成清洗死角等问题；(2)清洗毛刷每次只能清洗框架限定的部分，清洗完成后再通过悬吊升降设备移动到其他位置进行清洗，一方面往复式清洗机构的移动位置难以准确定位，另一方便清洗效率非常低；(3)越障能力差，对于有框的幕墙的清洗非常困难。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有玻璃幕墙清洗机器人存在的上述不足，提供一种高楼幕墙清洗机器人及其清洗方法，采用本专利技术的技术方案，利用外吸附行走机构和内吸附行走机构交替吸附在幕墙上来实现整个清洗机器人的横向和纵向移动，并且利用内吸附行走机构的旋转运动可使幕墙清洗机器人自如转向，实现360°全方位移动，对于特殊形状的幕墙也能够实现无死角清洗，清洗效果好，清洗效率高；同时，外吸附行走机构和内吸附行走机构中的吸盘均具有伸缩功能，从而使幕墙清洗机器人具有良好的越障功能，不仅适用于中高层无框玻璃幕墙的清洗，还能够很好地适用于有框玻璃幕墙的清洗，适用性强；并且清洗机构能够抬起或压下，能够更好地贴合幕墙表面，达到更佳的清洗效果，在清洗机构抬起后，幕墙清洗机器人能够更加灵活地在幕墙上行走和越障。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种高楼幕墙清洗机器人，包括外吸附行走机构、内吸附行走机构、纵向驱动机构、横向驱动机构和清扫机构，所述的内吸附行走机构通过纵向驱动机构和横向驱动机构安装于外吸附行走机构的内侧，使内吸附行走机构能够在外吸附行走机构的内侧沿纵向和横向移动，所述的清扫机构安装于内吸附行走机构上，随内吸附行走机构移动而对幕墙表面进行清扫；其中，所述的外吸附行走机构包括外框架和设于外框架上的若干组外吸盘组件，所述的外吸盘组件能够伸缩吸附于幕墙表面上；所述的内吸附行走机构包括转向驱动组件、承载架、内伸缩驱动器和内吸盘组件，所述的转向驱动组件通过纵向驱动机构和横向驱动机构安装于外吸附行走机构的内侧，且转向驱动组件的驱动端与承载架相连接，用于带动承载架转动，所述的内吸盘组件通过内伸缩驱动器安装于承载架的底部，能够伸缩吸附于幕墙表面上；所述的清扫机构包括摆臂驱动组件、摆臂和清扫组件，所述的摆臂驱动组件固定安装于承载架上，所述的摆臂的一端通过摆臂轴转动安装于承载架上，且摆臂驱动组件的驱动端与摆臂的摆臂轴相连接，用于驱动摆臂摆动，所述的摆臂的另一端与清扫组件相连接。更进一步地，所述的外框架为矩形框架，且外框架的至少四个角上设有外吸盘组件；所述的外吸盘组件包括外伸缩气缸和外吸盘，所述的外伸缩气缸固定于外框架上，所述的外吸盘与外伸缩气缸的活塞杆相连接。更进一步地，所述的内吸盘组件包括内吸盘安装板和内吸盘，所述的内吸盘在内吸盘安装板上均匀分布有多个。更进一步地，所述的清扫组件包括滚刷和罩设在滚刷上部的挡水罩，所述的摆臂上还设有滚刷驱动组件，所述的滚刷驱动组件的驱动端与滚刷传动连接。更进一步地，所述的转向驱动组件与承载架之间还设有万向转盘。更进一步地，所述的内伸缩驱动器采用双杆气缸。更进一步地，所述的摆臂驱动组件与摆臂轴之间采用齿轮传动机构传动连接。更进一步地，所述的纵向驱动机构包括纵向运动电机、纵向驱动同步带机构和纵向导轨，所述的纵向运动电机固定安装于外框架上，且纵向运动电机与纵向驱动同步带机构中的带轮传动连接，所述的横向驱动机构滑动安装于纵向导轨上，且横向驱动机构与纵向驱动同步带机构中的同步带相连接；所述的横向驱动机构包括横向运动电机、横向驱动同步带机构和横向导轨，所述的横向运动电机与横向驱动同步带机构中的带轮传动连接，所述的内吸附行走机构滑动安装于横向导轨上，且内吸附行走机构与横向驱动同步带机构中的同步带相连接。更进一步地，所述的纵向驱动同步带机构设于外框架的侧边上，所述的纵向运动电机通过中间同步带机构与纵向驱动同步带机构传动连接。本专利技术的一种上述的高楼幕墙清洗机器人的清洗方法，其运动过程如下：清洗时，所述的外吸附行走机构的外吸盘组件吸附在幕墙表面上，所述的清扫机构的清扫组件在摆臂驱动组件的作用下紧密接触幕墙表面，所述的纵向驱动机构和横向驱动机构带动内吸附行走机构在外框架内侧往复移动，从而带动清扫组件对幕墙表面进行清洗；纵向运动时，所述的外吸附行走机构的外吸盘组件吸附在幕墙表面上，所述的纵向驱动机构带动内吸附行走机构沿上下方向移动，到达设定位置后，内吸附行走机构的内吸盘组件吸附在幕墙表面上，同时外吸附行走机构的外吸盘组件松开，纵向驱动机构反向运动带动外吸附行走机构在纵向运动；横向运动时，所述的外吸附行走机构的外吸盘组件吸附在幕墙表面上，所述的横向驱动机构带动内吸附行走机构沿左右方向移动，到达设定位置后，内吸附行走机构的内吸盘组件吸附在幕墙表面上，同时外吸附行走机构的外吸盘组件松开，横向驱动机构反向运动带动外吸附行走机构在横向运动；转向运动时，所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：包括外吸附行走机构(1)、内吸附行走机构(2)、纵向驱动机构(3)、横向驱动机构(4)和清扫机构(5)，所述的内吸附行走机构(2)通过纵向驱动机构(3)和横向驱动机构(4)安装于外吸附行走机构(1)的内侧，使内吸附行走机构(2)能够在外吸附行走机构(1)的内侧沿纵向和横向移动，所述的清扫机构(5)安装于内吸附行走机构(2)上，随内吸附行走机构(2)移动而对幕墙表面进行清扫；其中，所述的外吸附行走机构(1)包括外框架(1‑1)和设于外框架(1‑1)上的若干组外吸盘组件(1‑2)，所述的外吸盘组件(1‑2)能够伸缩吸附于幕墙表面上；所述的内吸附行走机构(2)包括转向驱动组件(2‑1)、承载架(2‑3)、内伸缩驱动器(2‑4)和内吸盘组件(2‑5)，所述的转向驱动组件(2‑1)通过纵向驱动机构(3)和横向驱动机构(4)安装于外吸附行走机构(1)的内侧，且转向驱动组件(2‑1)的驱动端与承载架(2‑3)相连接，用于带动承载架(2‑3)转动，所述的内吸盘组件(2‑5)通过内伸缩驱动器(2‑4)安装于承载架(2‑3)的底部，能够伸缩吸附于幕墙表面上；所述的清扫机构(5)包括摆臂驱动组件(5‑1)、摆臂(5‑4)和清扫组件(5‑5)，所述的摆臂驱动组件(5‑1)固定安装于承载架(2‑3)上，所述的摆臂(5‑4)的一端通过摆臂轴(5‑3)转动安装于承载架(2‑3)上，且摆臂驱动组件(5‑1)的驱动端与摆臂(5‑4)的摆臂轴(5‑3)相连接，用于驱动摆臂(5‑4)摆动，所述的摆臂(5‑4)的另一端与清扫组件(5‑5)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：包括外吸附行走机构(1)、内吸附行走机构(2)、纵向驱动机构(3)、横向驱动机构(4)和清扫机构(5)，所述的内吸附行走机构(2)通过纵向驱动机构(3)和横向驱动机构(4)安装于外吸附行走机构(1)的内侧，使内吸附行走机构(2)能够在外吸附行走机构(1)的内侧沿纵向和横向移动，所述的清扫机构(5)安装于内吸附行走机构(2)上，随内吸附行走机构(2)移动而对幕墙表面进行清扫；其中，所述的外吸附行走机构(1)包括外框架(1-1)和设于外框架(1-1)上的若干组外吸盘组件(1-2)，所述的外吸盘组件(1-2)能够伸缩吸附于幕墙表面上；所述的内吸附行走机构(2)包括转向驱动组件(2-1)、承载架(2-3)、内伸缩驱动器(2-4)和内吸盘组件(2-5)，所述的转向驱动组件(2-1)通过纵向驱动机构(3)和横向驱动机构(4)安装于外吸附行走机构(1)的内侧，且转向驱动组件(2-1)的驱动端与承载架(2-3)相连接，用于带动承载架(2-3)转动，所述的内吸盘组件(2-5)通过内伸缩驱动器(2-4)安装于承载架(2-3)的底部，能够伸缩吸附于幕墙表面上；所述的清扫机构(5)包括摆臂驱动组件(5-1)、摆臂(5-4)和清扫组件(5-5)，所述的摆臂驱动组件(5-1)固定安装于承载架(2-3)上，所述的摆臂(5-4)的一端通过摆臂轴(5-3)转动安装于承载架(2-3)上，且摆臂驱动组件(5-1)的驱动端与摆臂(5-4)的摆臂轴(5-3)相连接，用于驱动摆臂(5-4)摆动，所述的摆臂(5-4)的另一端与清扫组件(5-5)相连接。2.根据权利要求1所述的一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的外框架(1-1)为矩形框架，且外框架(1-1)的至少四个角上设有外吸盘组件(1-2)；所述的外吸盘组件(1-2)包括外伸缩气缸(1-2-1)和外吸盘(1-2-2)，所述的外伸缩气缸(1-2-1)固定于外框架(1-1)上，所述的外吸盘(1-2-2)与外伸缩气缸(1-2-1)的活塞杆相连接。3.根据权利要求1所述的一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的内吸盘组件(2-5)包括内吸盘安装板(2-5-1)和内吸盘(2-5-2)，所述的内吸盘(2-5-2)在内吸盘安装板(2-5-1)上均匀分布有多个。4.根据权利要求1所述的一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的清扫组件(5-5)包括滚刷(5-5-1)和罩设在滚刷(5-5-1)上部的挡水罩(5-5-2)，所述的摆臂(5-4)上还设有滚刷驱动组件(5-6)，所述的滚刷驱动组件(5-6)的驱动端与滚刷(5-5-1)传动连接。5.根据权利要求1所述的一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的转向驱动组件(2-1)与承载架(2-3)之间还设有万向转盘(2-2)。6.根据权利要求1所述的一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的内伸缩驱动器(2-4)采用双杆气缸。7.根据权利要求1所述的一种高楼幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的摆臂驱动组件(5-1)与摆臂轴(5-3)之间采用齿轮传动机构(5-2)传动连接。8.根据权利要求1至7任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辉，张亚锋，孔维鹏，余昊，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32