一种高空玻璃幕墙擦洗机器人

技术领域

本发明公开了一种高空玻璃幕墙擦洗机器人。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

发明人发现目前的高空玻璃幕墙擦洗机器人，主要包括以下缺陷：

1.负压吸附式高空玻璃幕墙擦洗机器人，通过吸盘吸气，形成负压，是机器人吸附在玻璃表面，无法实现越障功能，当擦洗机器人翻越时，造成负压减少，容易发生坠落意外；

2.磁吸附式高空玻璃幕墙擦洗机器人，通过玻璃两侧强磁铁将机器人吸附在玻璃表面，也无法实现越障功能；

3.静电吸附式高空玻璃幕墙擦洗机器人，由于重量轻、体积小，无法实现大面积玻璃的高效清洗；

4.毛刷干擦式高空玻璃幕墙擦洗机器人，只能擦除玻璃表面灰尘，擦洗效果较差；

5.高压喷水式和刮板式等高空玻璃幕墙擦洗机器人，需要要考虑进水机构和排水机构，结构复杂，擦洗效率较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高空玻璃幕墙擦洗机器人，该高空玻璃幕墙擦洗机器人一方面可以实现高空玻璃幕墙擦洗机器人吸附功能的持续稳定性和可靠性；另一方面可以实现擦洗机器人在擦洗过程中移动速度，移动方向的精确自动控制；再一方面可以提高玻璃幕墙擦洗机器人擦洗效率。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种高空玻璃幕墙擦洗机器人；包括副箱体和擦洗车，所述的副箱体和擦洗车之间通过绳索相连；所述的副箱体内部设有放置控制装置和玻璃水的空间；所述的擦洗车包括车架，在所述的车架底部设有车轮，所述的车轮与第一电机相连，车架上设有风扇、擦洗装置以及喷嘴；所述的风扇、擦洗装置、喷嘴、第一电机均与控制装置相连；所述的风扇向外排气从而利用反作用力将小车通过挤压作用使之吸附在玻璃幕墙上。

作为进一步的技术方案，所述的擦洗装置通过挡板伸缩结构与车架相连。

作为进一步的技术方案，还包括第二电机，所述的第二电机通过传动轮驱动所述的擦洗装置转动。

作为进一步的技术方案，所述的擦洗装置包括多个，多个擦洗装置排成一排。

作为进一步的技术方案，所述的风扇包括多个，多个风扇对称设置在车架内。

作为进一步的技术方案，沿着擦洗车工作时的移动方向，所述的喷嘴设置在擦洗装置的前方。

作为进一步的技术方案，所述的喷嘴设置多个，多个喷嘴排成一排或者多排。

作为进一步的技术方案，所述的副箱体内部被分成了两个封闭独立的空间，其中一个空间用于安装控制装置，另一空间用于盛装玻璃水。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1.通过小车风扇推力作用，使得小车能实现在玻璃幕墙上的吸附作用，现有技术主要是通过风扇向外排气形成负压区或通过吸盘作用从而使小车能够吸附在玻璃幕墙上，负压区的稳定是小车实现吸附功能的重要决定条件，而在高空玻璃幕墙擦洗过程中，并不能保证负压区一直处于稳定状态，这样的话就不能保证小车在玻璃幕墙上吸附的可靠性与安全性，本发明专利提供的方法是通过风扇的推力作用，第一可以使小车实现吸附功能，第二还可以使车轮与玻璃幕墙之间产生摩擦力，保证小车车轮的正常移动。

2.通过单片机编程，从而实现对四个车轮的四个减速直流电机电机进行精准控制，从而使得小车由上而下的移动在高空作业期间实现较强的可控性，保证小车能够正常的进行高空玻璃幕墙擦洗工作。

3.本发明专利对于擦洗装置提供一种分体式擦洗方式，与现有技术的一体式擦洗装置形成对比，现有技术的擦洗装置不能方便对擦洗工具进行清洗，降低了擦洗效率。而本发明专利提供的思路是通过将可拆卸的擦洗工具套在固定的机械结构上，实现擦洗功能，对于已经工作过一段时间的擦洗工具能够较为方便的从装置上拆卸下来进行清洗，提高清洗效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明公开的高空玻璃幕墙擦洗机器人；

图2是本发明公开的高空玻璃幕墙擦洗机器人；

图3是本发明公开的高空玻璃幕墙擦洗机器人；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

1绳索、2传动链条、3从动齿轮、4风扇、5电动喷头、6电动喷头、7风扇、8风扇、9电动喷头、10风扇、11从动轮、12从动轮、13电机、14从动轮、15绳索、16擦洗装置、17擦洗装置、18车轮、19直流减速电机、20车轮、21直流减速电机、22直流减速电机、23车轮、24直流减速电机、25车轮、26擦洗装置、27擦洗装置、28副箱体、29挡板伸缩结构、30挡板伸缩结构、31挡板伸缩结构、32挡板伸缩结构。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅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设备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。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种高空玻璃幕墙擦洗机器人。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，本实施例提出的高空玻璃幕墙擦洗机器人，包括副箱体和擦洗车，所述的副箱体和擦洗车之间通过绳索相连；具体的，小车是通过与绳索1、绳索15与副箱体相连；在要进行擦洗工作的楼顶，通过绳索1、绳索15将图1所示副箱体28与擦洗机器人工作小车一起由高处向低处逐渐释放。

进一步，本实施例中的副箱体28内部被分成两部分，一部分用于放置控制擦洗小车移动，擦洗的单片机控制系统元件，另一部分用于盛放擦洗所要用的玻璃水。本实施例中将擦洗小车与副箱体28分开，目的主要是为了减轻擦洗小车自身的重量，保证小车能在风扇推力的作用下成功吸附在玻璃幕墙上。

所的小车包括一个车架，在车架两侧相对的架体上各设有两个直流减速电机，对应图2中是在车架的上侧设有直流减速电机19和直流减速电机21；在车架的下侧设有直流减速电机24和直流减速电机22，其中直流减速电机19驱动车轮18转动；直流减速电机21驱动车轮20转动；直流减速电机22驱动车轮23转动；直流减速电机24驱动车轮25转动；通过四个车轮实现小车在玻璃幕墙上的移动。当然不难理解的，在有些实施例中，车轮也可以设置成两个，两个车轮驱动小车移动。

进一步的，本实施例中在车架内部还设有四个风扇，分别是：风扇4、风扇7、风扇8、风扇10；四个风扇在车架内部按照前、后、左、右四个方位布置；通过风扇4、风扇7、风扇8、风扇10开启，向外排气从而利用反作用力将小车通过挤压作用使之吸附在玻璃幕墙上，同时也能保证车轮与玻璃幕墙之间存在摩擦力作用，从而为下一步小车在玻璃幕墙上的正常的移动提供基础条件。当然不难理解的，在其他实施例中，还可以是设置3个、2个、5个或者6个等数量的风扇，具体根据玻璃幕墙的大小以及风扇的功率大小等进行设置。

进一步的，在车架上还安装有四个擦洗装置；分别是擦洗装置16、擦洗装置17、擦洗装置26、擦洗装置27；假设以小车的上下移动方向为竖向方向，则四个擦洗装置的安装方向为横向安装；且四个擦洗装置分别各自通过一个挡板伸缩结构与车架相连。进一步的，擦洗装置16通过挡板伸缩结构29与车架相连；擦洗装置17通过挡板伸缩结构30与车架相连，擦洗装置26通过挡板伸缩结构31与车架相连，擦洗装置27通过挡板伸缩结构32与车架相连；挡板伸缩结构29、挡板伸缩结构30、挡板伸缩结构31、挡板伸缩结构32实现的主要功能是，在小车跨越障碍物时，通过挡板伸缩结构下部结构与障碍物之间的碰撞挤压作用进而带动挡板伸缩结构上部结构的弹性收缩结构实现其上的弹簧部分被压缩，从而使得整个擦洗装置16、擦洗装置17、擦洗装置26、擦洗装置27上升一定的高度来避免擦洗装置与玻璃幕墙之间产生过大的挤压力作用而导致的擦洗装置的损坏，也能避免擦洗装置与玻璃幕墙之间产生过大的挤压力作用而导致的小车失稳而发生的安全事故。需要进一步说明的是，在其他实施例中，还可以是设置3个、2个、5个或者6个等数量的擦洗装置，具体根据玻璃幕墙的大小等进行设置；当然对应的，挡板伸缩结构的数量也根据擦洗装置的数量进行调整。

此外，上述的四个擦洗装置16、擦洗装置17、擦洗装置26、擦洗装置27可以转动，具体的，直流减速电机13驱动主动齿轮转动，主动齿轮通过传动链条2实现与从动齿轮3、从动轮11、从动轮12、从动轮14之间的运动传动，从而带动擦洗装置16、擦洗装置17、擦洗装置26、擦洗装置27进行旋转，与玻璃幕墙之间通过接触摩擦实现擦洗功能。

进一步的，在所述的车架上还安装有电动喷头5、电动喷头6、电动喷头9；有电动喷头5、电动喷头6、电动喷头9工作的原理是几个喷头与副箱体的玻璃水储存仓连接，玻璃水储存仓作用主要是实现擦洗玻璃水的提供，电动喷头5、电动喷头6、电动喷头9是通过单片机编程进行控制，来实现只在擦洗工作进行过程中喷水的自动识别判断功能。

进一步的，还包括一个控制装置，本实施例采用单片机自动控制装置，这部分主要是通过单片机编程实现对图1中直流减速电机13，图2中的直流减速电机19、直流减速电机21、直流减速电机22、直流减速电机24速度的控制以及图1所示电动喷头5、电动喷头6、电动喷头9的控制。

通过单片机对直流减速电机19的速度控制来实现对电机所控制的车轮18移动速度的控制，对直流减速电机21的速度控制来实现对电机所控制的车轮20移动速度的控制，对直流减速电机22的速度控制来实现对电机所控制的车轮23移动速度的控制，对直流减速电机24的速度控制来实现对电机所控制的车轮25移动速度的控制，从而控制小车在玻璃幕墙上的移动速度与移动方向。

通过单片机对直流减速电机13的速度的控制来实现对于图2所示擦洗部分结构中的主动齿轮转动速度的控制，齿轮主动通过传动链条2实现与从动齿轮3，从动轮11，从动轮12，从动轮14之间的运动传动，从而带动擦洗装置16，擦洗装置17，擦洗装置26，擦洗装置27进行旋转，与玻璃幕墙之间通过接触摩擦实现擦洗功能。

电动喷头5，电动喷头6，电动喷头9是通过单片机编程进行控制，来实现只在擦洗工作进行过程中喷水的自动识别判断功能。

本实施例提出的上述装置具体工作过程如下：

首先副箱体28与擦洗小车在一开始的下降过程中，两者都是处于在被绳索拉住并且是悬空状态，两者的重力主要是通过在楼顶释放绳索的支持结构来承担，等到擦洗小车下降到工作区域时，位于小车上的四个风扇开始工作，风扇向外排气从而利用反作用力将小车通过挤压作用使之吸附在玻璃幕墙上，此时，副箱体依旧是处于悬空状态；此后，小车的移动是通过车轮来控制，而副箱体主要是通过释放绳索来实现其能一直跟随小车的移动而移动，擦洗小车自上而下进行直线擦洗工作，直到擦洗小车离开了工作区域，此时，擦洗小车上的风扇停止工作，副箱体与小车又处于悬空状态，这时候，通过楼顶的支持结构通过收缩绳索来将副箱体与擦洗小车又拉回到楼顶，准备下一次擦洗工作。

关于本擦洗机器人的工作原理详细叙述为以下内容：

在图1所示示意图中，小车是通过与绳索1、绳索15与副箱体相连，通过绳索的收放来实现从高处向低处的清洗过程以及从低处重新回到高处进行下一次的擦洗任务，进一步需要说明的是，本实施例中公开的擦洗机器人是单程工作模式，即只是在由高到低的释放过程中才会进行擦洗任务，从低处回到高处的过程不进行擦洗。

在被绳索拉吊过程中，通过风扇4、风扇7、风扇8、风扇10的开启，向外排气从而利用反作用力将小车通过挤压作用使之吸附在玻璃幕墙上，同时也能保证车轮与玻璃幕墙之间存在摩擦力作用，从而为下一步小车在玻璃幕墙上的正常的移动提供基础条件；

通过单片机对四个直流电机的速度控制来实现对电机所控制的四个车轮移动速度的控制，从而控制小车在玻璃幕墙上的移动速度与移动方向；

通过单片机对电机13的控制来实现对于擦洗部分结构中的主动齿轮转动速度的控制，齿轮主动通过传动链条2实现与从动齿轮3，从动轮11，从动轮12，从动轮14之间的运动传动，从而带动擦洗装置16，擦洗装置17，擦洗装置26，擦洗装置27进行旋转，与玻璃幕墙之间通过接触摩擦实现擦洗功能。

电动喷头5，电动喷头6，电动喷头9是通过单片机编程进行控制，来实现只在擦洗工作进行过程中喷水的自动识别判断功能；

进一步的，当小车跨越障碍物时，通过挡板伸缩结构下部结构与障碍物之间的碰撞挤压作用进而带动挡板伸缩结构上部结构的弹性收缩结构实现其上的弹簧部分被压缩，从而使得整个擦洗装上升一定的高度来避免擦洗装置与玻璃幕墙之间产生过大的挤压力作用而导致的擦洗装置的损坏，也能避免擦洗装置与玻璃幕墙之间产生过大的挤压力作用而导致的小车失稳而发生的安全事故。

本发明通过小车风扇推力作用，使得小车能实现在玻璃幕墙上的吸附作用，现有技术主要是通过风扇向外排气形成负压区或通过吸盘作用从而使小车能够吸附在玻璃幕墙上，负压区的稳定是小车实现吸附功能的重要决定条件，而在高空玻璃幕墙擦洗过程中，并不能保证负压区一直处于稳定状态，这样的话就不能保证小车在玻璃幕墙上吸附的可靠性与安全性，本发明专利提供的方法是通过风扇的推力作用，第一可以使小车实现吸附功能，第二还可以使车轮与玻璃幕墙之间产生摩擦力，保证小车车轮的正常移动。

本发明通过单片机编程，从而实现对四个车轮的四个减速直流电机电机进行精准控制，从而使得小车由上而下的移动在高空作业期间实现较强的可控性，保证小车能够正常的进行高空玻璃幕墙擦洗工作。

本发明对于擦洗装置提供一种分体式擦洗方式，与现有技术的一体式擦洗装置形成对比，现有技术的擦洗装置不能方便对擦洗工具进行清洗，降低了擦洗效率。而本发明专利提供的思路是通过将可拆卸的擦洗工具套在固定的机械结构上，实现擦洗功能，对于已经工作过一段时间的擦洗工具能够较为方便的从装置上拆卸下来进行清洗，提高清洗效率。

最后还需要说明的是，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。