一種用于玻璃幕墻清洗機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種戶外清洗設備,尤其涉及一種無人自動化的用于玻璃幕墻清洗機器人。
【背景技術】
[0002]玻璃幕墻存在著一些局限性,例如光污染、能耗較大等問題,但這些問題隨著新材料、新技術的不斷出現,正逐步納入到建筑造型、建筑材料、建筑節能的綜合研宄體系中。玻璃幕墻是當代的一種新型墻體,它賦予建筑的最大特點是將建筑美學、建筑功能、建筑節能和建筑結構等因素有機地統一起來,建筑物從不同角度呈現出不同的色調,隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態的美,玻璃幕墻一直被沿用。
[0003]玻璃幕墻作為戶外墻體,空氣中的粉塵、雨水中的固體物質會逐漸地沉積到玻璃表面,進而影響到玻璃的清潔和美觀。玻璃幕墻的清洗一直采用人工從頂層懸吊方式進行清洗,但隨著樓層高度的增加和面積增大,清洗工人操作的風險越來越高,清洗的工作量也越來越大。
[0004]鑒于上述人工清洗的現狀,致使清洗工人難以在現有的高層建筑玻璃幕墻有效清洗的具體情況和不足,影響了玻璃幕墻的整體美觀和進一步升級的潛能。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的主要技術問題是,提供一種用于玻璃幕墻清洗機器人,其可利于實現戶外玻璃自動化清潔。
[0006]為解決上述技術問題,本發明提供一種用于玻璃幕墻清洗機器人,包括機器人主機和放置在建筑物頂部為機器人供電、供水和提供輔助升降力的懸吊系統;還包括有用于判斷狀態進行自動控制的決策系統、用于人工操控的人機控制系統和設置在所述機器人主機上的用于捕捉視頻數據的視覺系統、用于玻璃清洗擦干的清洗系統和用于控制在玻璃上行進的行走系統。
[0007]所述清洗系統包括供水系統、用于玻璃濕潤與初步擦洗的前刷頭結構、用于對玻璃進行進一步清洗的后滾刷結構、用于擦干玻璃的擦干機構;所述的供水系統、前刷頭結構、后滾刷結構、擦干機構及所述視覺系統位于所述行走系統上方。
[0008]所述的行走系統包括主吸盤、設置在主吸盤外圍的至少兩個前后運動吸盤、連桿、連接電機旋轉軸的絲桿、滑塊、吸盤支架和位置感知決策系統;所述前后運動吸盤均連接在吸盤支架上,前后運動吸盤背中部依序鉸接吸盤驅動桿、連桿滑塊,所述滑塊設置在所述絲桿上;在絲桿和滑塊的相對運動下所述前后運動吸盤可連同吸盤支架在機器人主機的主體上發生直線滑動;所述主吸盤尾部包括有與所述機器人主機的主體連接的旋轉機構及伸縮機構;所述位置感知決策系統用于感知及控制前后運動吸盤和主吸盤的位置和工作狀態。
[0009]所述的視覺系統包括無線網絡攝像頭、用于遠程操控的云臺和用于遠程調整攝像頭的俯仰角度和旋轉角度控制模塊。
[0010]所述的供水系統,通過軟管與所述前刷頭結構和后滾刷結構連接并提供清洗所需的洗滌劑和水;所述的后滾刷頭結構,滾刷的軸為中空管,管壁上開有陣列圓孔,一端堵死,一端通過軟管給滾刷供清水,電機驅動滾刷清洗玻璃,滾刷為有柔韌性的材質;所述擦干機構為刮水器,其還包括有彈簧張緊機構。
[0011]所述的擦干機構與接觸面間具有一個導引角(與接觸面直接的一個傾斜接觸角度)。
[0012]所述擦干機構包連接在所述括機器人主機的主體上的軸承座,鉸接在所述軸承座上的海綿支架,固定于所述海綿支架末端的海綿,所述海綿支架的中心位置通過彈簧連接在所述括機器人主機的主體上構成所述彈簧張緊機構。
[0013]機器人主機上還包括有用于懸吊該主機的吊環。
[0014]本發明的有益效果是:一種用于玻璃幕墻清洗機器人,包括機器人主機和放置在建筑物頂部為機器人供電、供水和提供輔助升降力的懸吊系統;還包括有用于判斷狀態進行自動控制的決策系統、用于人工操控的人機控制系統和設置在所述機器人主機上的用于捕捉視頻數據的視覺系統、用于玻璃清洗擦干的清洗系統和用于控制在玻璃上行進的行走系統;其結構簡單可靠,其可利于實現戶外玻璃自動化清潔,避免現在的人員直接清洗玻璃蒂墻的危險性,并且利于提尚效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明一種實施例的結構示意圖;
圖2為圖1所示實施例的輔助元件示意圖;
圖3為圖1所示實施例側面吸附部件結構示意圖;
圖4為圖1所示實施例擦玻璃部件結構示意圖;
圖5為圖1所示實施例行走部件結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]針對現有玻璃幕墻人工清洗的風險和上述缺點,本發明所要解決的問題是提供一種的結構簡單,安全實用,操作簡便的一種用于玻璃幕墻清洗機器人,提高玻璃幕墻的清潔和美觀,為玻璃幕墻的清洗提供一個新的解決途徑。
[0017]本發明原理為:包括行走系統、無線網絡攝像頭、位置感知決策系統及人機控制界面,其特征在于:所述的行走系統通過滑塊連接于底座的導軌上,電機通過絲桿、導軌和滑塊構成整個行走系統的傳動;所述的玻璃幕墻清洗機器人可自由更換移動速度,適應多種規格和污染玻璃表面的需要;所述的位置感知決策系統能及時感知清洗機器人的移動方向和速度,控制和決策行進方向和清洗速度。
[0018]所述的一種用于玻璃幕墻清洗機器人包括前刷頭結構、供水系統、后滾刷結構、擦干機構及位置感知決策系統。玻璃幕墻清洗機器人的前刷頭結構固定在底座平臺的前部軸上,搖臂部分通過彈簧連接;后滾刷結構用于二次清洗,擦干機構在導向平臺上沿Y方向移動完成對遺留痕跡的擦拭。所述的玻璃清洗機器人中的供水系統具有水流水壓的調整功能,方便清洗,提高清洗效率。
[0019]所述的玻璃清洗機器人,其特征在于所述的無線網絡攝像視覺系統能夠對系統運行速度和位置進行感知,對行進位置進行精準定位;視覺系統還能對清洗效果進行回傳,為清洗決策提供判斷依據。
[0020]所述的位置感知決策系統不僅用于移動方向和位置控制,保證精確定位,還實時監測出清洗的效果和位置信息,再由決策系統控制移動的方向和角度。
[0021]下面通過【具體實施方式】結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0022]請參考圖1,一種用于玻璃幕墻清洗機器人的實施例,本實施方案采用的是行走系統4和清洗系統相結合的方式構建玻璃幕墻清洗機器人,通過軸向直線移動和中心旋轉運動實現玻璃幕墻清洗機器人的移動和步態調整,通過智能感知決策系統自動調整清洗速度和清洗方向。
[0023]如圖1所示,一種用于玻璃幕墻清洗機器人,包括機器人主機和放置在建筑物頂部為機器人供電、供水和提供輔助升降力的懸吊系統。還包括有用于判斷狀態進行自動控制的決策系統、用于人工操控的人機控制系統和設置在所述機器人主機上的用于捕捉視頻數據的視覺系統2、用于玻璃清洗擦干的清洗系統和用于控制在玻璃上行進的行走系統。
[0024]實施時,如圖3所示本發明用于玻璃幕墻清洗機器人吸附原理示意圖,行走系統包括一個主吸盤4-3、位于主吸盤外圍的四個前后運動吸盤4-4、吸盤驅動桿2-1、連桿2-2、絲桿2-3、滑塊、吸盤支架2-5和位置感知決策系統。前后運動吸盤4-4鉸接吸盤驅動桿2-1通過吸盤支架2-5連接機器人主機的底座上,位置感知決策系統感知吸盤到達預定的吸附位置時,連接電機旋轉軸的絲桿2-3驅動所述連桿2-2,使得吸盤產生負壓。所述行走系統在決策系統的控制下可參照的預設的參數,結合視覺系統獲取的參數,來根據玻璃的尺寸和清洗的難易程度由控制系統決策和調整移動速度和移動步長,適應多規格玻璃幕墻的清洗。
[0025]具體的,如圖5所示,主吸盤4-3尾部包括有與機器人主機的主體連接的旋轉機構及伸縮機構,旋轉機構可控制機器人主機整體在玻璃幕墻上做以主吸盤4-3為圓心的旋轉,伸縮機構可控制調整制機器人主機整體與玻璃幕墻直接的間距。行走系統4通過滑塊2-4連接在機器人主機的底座上,絲桿2-3、導軌和電機連接在底座上;絲桿驅動滑塊2-4沿著導軌的方向進行移動完成清洗機器人的Y軸向行走。當中間主吸盤4-3吸住玻璃后,電機經齒輪傳動帶動整個平臺繞主吸盤4-3中心旋轉。前后運動吸盤4-4通過感知與決策系統到達相應的位置后,Y向電機4-2通過絲桿4-6驅動連接于機器人主機底座上的滑塊2-4,使得前后運動吸盤4-4產生負壓,吸盤固定;X軸向電機4-1通過同步帶輪4-8和同步軸4-7驅動滑塊,使得滑塊2-4和機器人主機產生相對移動,實現機器人主機相對前后運動吸盤4-4產生相對移動,實現Y軸方向的移動;中間主吸盤4-3通過感知決策系統吸附固定后,電機4-2驅動齒輪,使得機器人主機相對于中間的主吸盤4-3產生旋轉角位移,根據需要適時調整Y軸向位移和旋轉角度,滿足玻璃幕墻的清洗。吸盤通過位置傳感與檢測,當吸盤接觸玻璃時,相關連桿機構收起并鎖緊,產生負壓,可以滿足系統的清洗和移動時的一定負載需求。
[0026]實施時,用于玻璃幕墻清洗機器人,參考圖1、2,其視覺系統2主要由無線網絡攝像頭1- 2、云臺和控制模塊構成,控制系統可以遠程調整攝像頭的俯仰角度和旋轉角度,操作人員能及時感知清洗機器人的移動位置,根據適時的清洗效果調整清洗機器人的移動方向和移動速度。
[0027]實施