高空清潔機器人

1、高空清潔機器人10721116 田彪一、創(chuàng)意描述 本次設(shè)計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，同時采用新型清洗裝置。清洗機器人本體在樓頂纜車系統(tǒng)的拖動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。2、 設(shè)計任務(wù)高空清潔機器人本體是整個系統(tǒng)的主要部分，它也是整個系統(tǒng)中最復(fù)雜的一部分。對其進(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。高空清潔機器人清洗功能爬壁功能污水回收洗刷功能除塵功能噴水功能移動功能吸附功能圖1 功能分解圖 本次設(shè)計的任務(wù)就是通過對吸附裝置和清洗裝置的重新設(shè)計，研

2、制出一種新型的高空清潔機器人系統(tǒng)，使其具有較強的通用性、適應(yīng)性和較高的清洗效率，同時也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運等特點，最終使之能夠滿足高層建筑清洗行業(yè)的迫切需求。3、 設(shè)計需求明細(xì)表變更D/W（最低/期望）設(shè)計要求負(fù)責(zé)人DDDDDDDDDDDDDDDDDDD1. 幾何要求： 長：1200-1400mm； 寬: 600-800mm； 高：400-600mm； 葉片直徑: D=470mm；2. 運動要求： X方向運動； 平均速度小于1m/s； 毛刷旋轉(zhuǎn)速度: 45r/s；3. 力學(xué)要求： 樣機質(zhì)量小于50KG； 總吸附力: F>130N；4. 能源： 常溫工作環(huán)境； 電機驅(qū)動；5. 材料

3、要求： 機架采用碳素剛； 軸采用45#剛；6. 安全性要求； 結(jié)構(gòu)合理； 無污染；7. 產(chǎn)品生產(chǎn)要求： 注意尺寸公差的控制；8. 使用壽命: 不低于10年；9. 開發(fā)時間： 計劃10個月； 表 1 設(shè)計需求明細(xì)表4、 技術(shù)路線與方案技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種清潔機器人，特別是一種能夠建筑物外墻壁的機器人。背景技術(shù)高空清潔機器人是一種實現(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，通過固定在樓頂?shù)膽冶鄣踯囇b置拖動使清洗機器人沿著高空壁面導(dǎo)軌上下運動來完成清洗工作，然而安

4、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，同時也限制了清洗機器人的應(yīng)用范圍；第二類是真空吸附高空清潔機器人，依靠真空吸盤將機器人吸附到外墻高空壁面上，通過自身的移動機構(gòu)在高空壁面上運動來完成清洗工作，這種機器人又可分為單吸盤和多吸盤兩種吸附移動方式然而由于采用真空泵抽真空的方法，使得對真空吸盤的密封性要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，而且工作的可靠性和對高空壁面的適應(yīng)性也較差。第三類是磁吸附高空清潔機器人，這種清洗機器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁面上，通常具有較強的吸附力，通過磁性履帶、輪子、吸盤或足式結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)在高空壁面上的吸附移動，并完成清洗作業(yè)，但這種機器人只

5、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器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)既需要具有較強的通用性、適應(yīng)性和較高的清洗效率，同時也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運等特點。 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)明的高空清潔機器人，由機器人本體與樓頂纜車構(gòu)成。機器人本體包括主體框架、吸附裝置、高空壁面移動裝置、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)動系統(tǒng)、卷揚系統(tǒng)、機架和緊固機構(gòu)，卷揚機安裝在機架上，水平驅(qū)動裝置通過緊固機構(gòu)安裝在機架上；卷揚系統(tǒng)的纜繩連接

6、機器人本體框架。 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質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：螺旋槳吸附裝置的底部并不直接接觸高空壁面，而是有一定的距離，不存在傳統(tǒng)吸盤的密封問題，這樣便使得本清洗機器人可以輕松地越過高空壁面溝槽和窗棱，適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟實用；清洗裝置高效、靈活、可靠、環(huán)保。附圖說明圖 2 是機器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 3 是清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式 機器人本體由樓頂電機控制，利用自身的重力，沿墻壁下滑，通過上下兩個風(fēng)機高速旋轉(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，軟毛刷快速逆時針旋轉(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)機相連，經(jīng)過過濾后的空氣直接由風(fēng)機排除。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)動的滾刷將對噴灑過水的高空壁面進(jìn)行刷洗。同時海綿體清洗輥與壓輥在電機和傳動帶的帶動下同步反向轉(zhuǎn)動，隨著高空清潔機器人本體向下運行，海綿體清洗輥將會把高空壁面上殘留的污水、污垢