高空清潔機(jī)器人

1、高空清潔機(jī)器人10721116 田彪一、創(chuàng)意描述本次設(shè)計(jì)提出了一類新型的高空壁面清洗結(jié)構(gòu)，采用涵道螺旋槳作為吸附裝置，同時(shí)采用新型清洗裝置。清洗機(jī)器人本體在樓頂纜車系統(tǒng)的拖動(dòng)下可在高空壁面上進(jìn)行高效的清洗工作?？刂葡到y(tǒng)可以采用人工遙控或者自主控制，操作簡 單方便，安全可靠。二、設(shè)計(jì)任務(wù)高空清潔機(jī)器人本體是整個(gè)系統(tǒng)的主要部分，它也是整個(gè)系統(tǒng)中最復(fù)雜的一部分。對(duì)其進(jìn)行功能分解，可以分為爬壁功能、清洗功能、污水回收功能三大主要功能，具體如圖 1 所示。圖 1 功能分解圖本次設(shè)計(jì)的任務(wù)就是通過對(duì)吸附裝置和清洗裝置的重新設(shè)計(jì)，研制出一種新型的高空清潔機(jī)器人系統(tǒng)，使其具有較強(qiáng)的通用性、適應(yīng)性和較高的清洗效

2、率, 同時(shí)也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運(yùn)等特點(diǎn)，最終使之能夠滿足高層建筑清洗行業(yè)的迫切需求。三、設(shè)計(jì)需求明細(xì)表變更d/w（最低/期望）設(shè)計(jì)要求負(fù)責(zé)人1.幾何要求：d長：1200-1400mmd寬：600-800mm ；d高：400-600mmd葉片直徑：d=470mm2.運(yùn)動(dòng)要求：dx 方向運(yùn)動(dòng)；d平均速度小于 1m/s；d毛刷旋轉(zhuǎn)速度：45r/s ；d3.力學(xué)要求：d樣機(jī)質(zhì)量小于 50kg總吸附力 :f130n ；d4.能源：d常溫工作環(huán)境；d電機(jī)驅(qū)動(dòng)；5.材料要求：d機(jī)架米用碳素剛；d軸采用 45#剛; 6.安全性要求；d結(jié)構(gòu)合理；d無污染；7.產(chǎn)品生產(chǎn)要求：d注意尺寸公差的控制；8.使用

3、壽命：d不低于 10 年；9.開發(fā)時(shí)間：d計(jì)劃 10 個(gè)月；表 1 設(shè)計(jì)需求明細(xì)表四、技術(shù)路線與方案技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種清潔機(jī)器人，特別是一種能夠建筑物外墻壁的機(jī)器人。背景技術(shù)高空清潔機(jī)器人是一種實(shí)現(xiàn)高空清洗作業(yè)的裝置。就目前國內(nèi)外的研究情況來看，這種機(jī)器人主要分為三類。第一類是高空壁面軌道式，通常在建樓時(shí)就將高空壁面軌道安裝到外墻高空壁面上，當(dāng)進(jìn)行外高空壁面清洗作業(yè)時(shí)，通過固定在樓頂?shù)膽冶鄣踯囇b置拖動(dòng)使清洗機(jī)器人沿著高空壁面導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)來完成清洗工作，然而安裝在外墻高空壁面的軌道卻限制了高樓的結(jié)構(gòu)并大大地影響了整體建筑的外觀，同時(shí)也限制了清洗機(jī)器人的應(yīng)用范圍；第二類是真空吸附高空清潔機(jī)器人

4、，依靠真空吸盤將機(jī)器人吸附到外墻高空壁面上，通過自身的移動(dòng)機(jī)構(gòu)在高空壁面上運(yùn)動(dòng)來完成清洗工作，這種機(jī)器人又可分為單吸盤和多吸盤兩種吸附移動(dòng)方式然而由于采用真空泵抽真空的方法，使得對(duì)真空吸盤的密封性要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，而且工作的可靠性和對(duì)高空壁面的適應(yīng)性也較差。第三類是磁吸附高空清潔機(jī)器人，這種清洗機(jī)器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁面上，通常具有較強(qiáng)的吸附力，通過磁性履帶、輪子、吸盤或足式結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)在高空壁面上的吸附移動(dòng)，并完成清洗作業(yè)，但這種機(jī)器人只能在特定材料的高空壁面上工作，因而應(yīng)用范圍受到了極大的限制。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供了一種新型的高空清潔機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)既需要具

5、有較強(qiáng)的通用性、適應(yīng)性和較高的清洗效率，同時(shí)也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運(yùn)等特點(diǎn)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：本發(fā)明的高空清潔機(jī)器人，由機(jī)器人本體與樓頂纜車構(gòu)成。機(jī)器人本體包括主體框架、吸附裝置、高空壁面移動(dòng)裝置、清洗系統(tǒng)、灰塵污水回收系統(tǒng)，吸附裝置、高空壁面移動(dòng)裝置、清洗系統(tǒng)、灰塵污水回收系統(tǒng)分別安裝在主體框架上；樓頂纜車包括水平驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、卷揚(yáng)系統(tǒng)、機(jī)架和緊固機(jī)構(gòu)，卷揚(yáng)機(jī)安裝在機(jī)架上，水平驅(qū)動(dòng)裝置通過緊固機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上；卷揚(yáng)系統(tǒng)的纜繩連接機(jī)器人本體框架。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：螺旋槳吸附裝置的底部并不直接接觸高空壁面，而是有一定的

6、距離，不存在 傳統(tǒng)吸盤的密封問題，這樣便使得本清洗機(jī)器人可以輕松地越過高空壁面溝槽和窗棱，適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用；清洗裝置高效、靈活、可靠、環(huán)保。附圖說明圖 2 是機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 3 是清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式機(jī)器人本體由樓頂電機(jī)控制，利用自身的重力，沿墻壁下滑， 通過上下兩個(gè) 風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向墻壁的推力，系統(tǒng)緊緊吸附在墻壁上。當(dāng)正常工作時(shí)，軟 毛刷快速逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，將附著在墻面的灰塵掃起，通過上面的吸氣裝置吸入空氣凈化器，空氣凈化器與風(fēng)機(jī)相連，經(jīng)過過濾后的空氣直接由風(fēng)機(jī)排除。噴霧頭向 高空壁面上噴灑足夠的水，使墻壁潮濕，易于清洗。隨后快速轉(zhuǎn)動(dòng)的滾刷將對(duì)噴灑過水的高空壁面進(jìn)行刷洗。同時(shí)海綿體清洗輥與壓輥在電機(jī)和傳動(dòng)帶的帶動(dòng)下同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)， 隨著高空清潔機(jī)器人本體向下運(yùn)行，海綿體清洗輥將會(huì)把高空壁面上殘留的污水、 污垢擦洗掉，并吸附到海綿體上，然后由同