專利名稱：擦拭機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于清洗高層建筑外墻表面的擦拭機器人。
隨著高層建筑的不斷增加，建筑物的外圍結構為了采光及美觀的原因，大多采用了玻璃幕墻或彩色外墻的形式。隨著時間的增加和環境污染的因素造成了建筑物外墻表面積蓄了大量灰塵和污垢，使其外觀及城市環境非常不美觀，這就需要經常的對其表面進行清洗。它是一項既繁重又危險的工作。目前除了人工清洗外還有一種擦洗機械手，這種機械手主要是由四連桿機構制成工作臂和操作臂，擦洗時需要人在室內拉動操作臂擦拭窗戶，這種機械臂對于那些遠離窗戶的外墻壁來說就無能為力了；而另外一種微盤閥體的擦洗裝置，雖然能夠爬行，但是它不能逾越障礙，只能擦洗那些平整表面的窗戶和墻壁，如遇到窗框及凹凸不平的墻面則不能使用。
本實用新型的目的是，制造一種能夠在遇到窗框及凹凸不平的墻面時同樣能夠使用的擦拭機器人。
本實用新型的技術解決方案是，由擦洗、行走主體、樓頂安全保護裝置和地面支援小車組成，其擦洗行走主體的骨架是由兩根相互垂直的一側帶有齒條和齒輪的X向氣缸和Y向氣缸組成，兩氣缸之間用中間腰關節連成一體，X向、Y向氣缸兩端分別通過X氣缸接頭和Y氣缸接頭安裝Z向氣缸，Z向氣缸的下端裝有相應的X吸盤支架和Y吸盤支架；X吸盤支架和Y吸盤支架的下端安裝有各自的吸盤；X向氣缸的兩側各裝有刷子氣缸，氣缸的前端設置超聲傳感器，下端連接擦拭刷子。
本實用新型采用全氣動、吸盤吸附、多傳感器融合計算機智能控制的技術，能在垂直或斜面的墻面上自主爬行，對窗框或膠條能自動檢測、越障，并能對墻面按照預定的運動軌跡自動擦洗，擦洗過程中對污水進行回收處理，不會污染環境。由于本實用新型采用了結構骨架與驅動元件一體化，清洗機構與爬行機構一體化，全氣動及方位自動旋轉的結構形式，故重量輕行動靈活，使用簡便。
圖1為本實用新型擦洗、行走主體結構示意圖。
圖中的主骨架由兩根相互垂直的氣缸X向氣缸7與Y向氣缸5通過中間旋轉裝置6連成一體；在X向、Y向氣缸兩端分別通過X氣缸接頭9與Y氣缸接頭4安裝Z向氣缸3與10(僅以一側結構為例說明，另一側與之相同，左右對稱)，Z向氣缸3下端裝有Y吸盤支架2，Z向氣缸10下端裝有X吸盤支架13；在X向氣缸7與Y向氣缸5的側邊都裝有齒條16與相應的齒輪15，齒輪15的軸上裝有光碼盤，籍此來檢測機器人在X、Y方向上的位移以便精確控制機器人本體的位置；Y吸盤支架2與X吸盤支架13分別裝有4個吸盤1和14，X氣缸接頭9的側面安裝有驅動刷子8的氣缸11，氣缸11的上端裝有超聲傳感器12。
當機器人在墻面工作時，Z向氣缸3、10的驅動可使吸盤向下吸附墻面或向上脫離墻面，通過X向氣缸7和Y向氣缸5的交替運動以及它們下端相應吸盤的交替吸附能夠實現機器人在墻面上的爬行運動；如機器人需在Y方向運動，則Y向氣缸5兩端的Z向氣缸3驅動Y向吸盤1吸附墻面，X向氣缸7兩端的Z向氣缸10驅動X向吸盤14脫離墻面向上抬起，Y氣缸5驅動使得X向氣缸7沿Y軸方向運動；當需要擦洗時，X向氣缸7兩側的氣缸11驅動清洗刷子8壓緊墻面，此時X向氣缸7往復運動，實現清洗刷子8對墻面的擦洗；反之，若Y向氣缸5整體沿X方向移動，此時則需驅動X向氣缸7使得Y向氣缸5沿X軸方向運動，Z向氣缸10驅動X向吸盤14吸附墻面，Z向氣缸3驅驅動Y向吸盤1脫離墻面，使得機器人本體能在墻面運動。
當主體受到外界各種干擾時，如風力、偏心重力、管纜拖帶力等因素的影響致使機器人偏離原設定的運動方向，中間旋轉裝置6能糾正不應有的偏差。超聲傳感器12用來檢測窗框或膠條等障礙，遇到障礙時，靠Z向氣缸3、10將吸盤提升脫離墻面來實現。
權利要求1.一種由擦洗行走主體、樓頂安全保護裝置和地面支援小車組成擦拭機器人，其特征是，擦洗行走主體的骨架是由兩根相互垂直的一側帶有齒條和齒輪的X向氣缸和Y向氣缸組成，兩氣缸之間用中間旋轉裝置連成一體，X向、Y向氣缸兩端分別通過X氣缸接頭和Y氣缸接頭安裝Z向氣缸，Z向氣缸的下端裝有相應的X吸盤支架和Y吸盤支架；X吸盤支架和Y吸盤支架的下端安裝有各自的吸盤；X向氣缸的兩側分別裝有驅動刷子的氣缸，氣缸的前端設置超聲傳感器，下端連接擦拭刷子。
專利摘要本實用新型涉及一種用于清洗高層建筑外墻表面的擦拭機器人。它是由擦洗行走主體、樓頂安全保護裝置和地面支援小車組成,擦洗行走主體的骨架是由兩根相互垂直的一側帶有齒條和齒輪的X向氣缸和Y向氣缸組成,兩氣缸之間用中間腰關節連成一體,行走與擦洗均由氣缸和吸盤完成,本實用新型采用全自動、吸盤吸附、多傳感器融合及計算機智能控制的結構,能在垂直或斜面的墻面上自主爬行,能自動檢測、越障,擦洗過程中對污水進行回收處理,不會污染環境。
文檔編號B25J11/00GK2406781SQ0020108
公開日2000年11月22日 申請日期2000年1月27日 優先權日2000年1月27日
發明者宗光華, 劉榮, 孫杏初, 吳星明, 歐陽守新, 張厚祥, 王巍 申請人:北京航空航天大學