一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種戶外清洗設(shè)備，尤其涉及一種無人自動(dòng)化的用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[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(shù)的不斷出現(xiàn)，正逐步納入到建筑造型、建筑材料、建筑節(jié)能的綜合研宄體系中。玻璃幕墻是當(dāng)代的一種新型墻體，它賦予建筑的最大特點(diǎn)是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機(jī)地統(tǒng)一起來，建筑物從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動(dòng)態(tài)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(zhì)會(huì)逐漸地沉積到玻璃表面，進(jìn)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(jìn)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(fēng)險(xiǎn)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(xiàn)狀，致使清洗工人難以在現(xiàn)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(jìn)一步升級(jí)的潛能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問題是，提供一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人，其可利于實(shí)現(xiàn)戶外玻璃自動(dòng)化清潔。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人，包括機(jī)器人主機(jī)和放置在建筑物頂部為機(jī)器人供電、供水和提供輔助升降力的懸吊系統(tǒng)；還包括有用于判斷狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的決策系統(tǒng)、用于人工操控的人機(jī)控制系統(tǒng)和設(shè)置在所述機(jī)器人主機(jī)上的用于捕捉視頻數(shù)據(jù)的視覺系統(tǒng)、用于玻璃清洗擦干的清洗系統(tǒng)和用于控制在玻璃上行進(jìn)的行走系統(tǒng)。
[0007]所述清洗系統(tǒng)包括供水系統(tǒng)、用于玻璃濕潤與初步擦洗的前刷頭結(jié)構(gòu)、用于對(duì)玻璃進(jìn)行進(jìn)一步清洗的后滾刷結(jié)構(gòu)、用于擦干玻璃的擦干機(jī)構(gòu)；所述的供水系統(tǒng)、前刷頭結(jié)構(gòu)、后滾刷結(jié)構(gòu)、擦干機(jī)構(gòu)及所述視覺系統(tǒng)位于所述行走系統(tǒng)上方。
[0008]所述的行走系統(tǒng)包括主吸盤、設(shè)置在主吸盤外圍的至少兩個(gè)前后運(yùn)動(dòng)吸盤、連桿、連接電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的絲桿、滑塊、吸盤支架和位置感知決策系統(tǒng)；所述前后運(yùn)動(dòng)吸盤均連接在吸盤支架上，前后運(yùn)動(dòng)吸盤背中部依序鉸接吸盤驅(qū)動(dòng)桿、連桿滑塊，所述滑塊設(shè)置在所述絲桿上；在絲桿和滑塊的相對(duì)運(yùn)動(dòng)下所述前后運(yùn)動(dòng)吸盤可連同吸盤支架在機(jī)器人主機(jī)的主體上發(fā)生直線滑動(dòng)；所述主吸盤尾部包括有與所述機(jī)器人主機(jī)的主體連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及伸縮機(jī)構(gòu)；所述位置感知決策系統(tǒng)用于感知及控制前后運(yùn)動(dòng)吸盤和主吸盤的位置和工作狀態(tài)。
[0009]所述的視覺系統(tǒng)包括無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭、用于遠(yuǎn)程操控的云臺(tái)和用于遠(yuǎn)程調(diào)整攝像頭的俯仰角度和旋轉(zhuǎn)角度控制模塊。
[0010]所述的供水系統(tǒng)，通過軟管與所述前刷頭結(jié)構(gòu)和后滾刷結(jié)構(gòu)連接并提供清洗所需的洗滌劑和水；所述的后滾刷頭結(jié)構(gòu)，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(jī)驅(qū)動(dòng)滾刷清洗玻璃，滾刷為有柔韌性的材質(zhì)；所述擦干機(jī)構(gòu)為刮水器，其還包括有彈簧張緊機(jī)構(gòu)。
[0011]所述的擦干機(jī)構(gòu)與接觸面間具有一個(gè)導(dǎo)引角(與接觸面直接的一個(gè)傾斜接觸角度)。
[0012]所述擦干機(jī)構(gòu)包連接在所述括機(jī)器人主機(jī)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(jī)器人主機(jī)的主體上構(gòu)成所述彈簧張緊機(jī)構(gòu)。
[0013]機(jī)器人主機(jī)上還包括有用于懸吊該主機(jī)的吊環(huán)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人，包括機(jī)器人主機(jī)和放置在建筑物頂部為機(jī)器人供電、供水和提供輔助升降力的懸吊系統(tǒng)；還包括有用于判斷狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的決策系統(tǒng)、用于人工操控的人機(jī)控制系統(tǒng)和設(shè)置在所述機(jī)器人主機(jī)上的用于捕捉視頻數(shù)據(jù)的視覺系統(tǒng)、用于玻璃清洗擦干的清洗系統(tǒng)和用于控制在玻璃上行進(jìn)的行走系統(tǒng)；其結(jié)構(gòu)簡單可靠，其可利于實(shí)現(xiàn)戶外玻璃自動(dòng)化清潔，避免現(xiàn)在的人員直接清洗玻璃蒂墻的危險(xiǎn)性，并且利于提尚效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1所示實(shí)施例的輔助元件示意圖；
圖3為圖1所示實(shí)施例側(cè)面吸附部件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為圖1所示實(shí)施例擦玻璃部件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖1所示實(shí)施例行走部件結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]針對(duì)現(xiàn)有玻璃幕墻人工清洗的風(fēng)險(xiǎn)和上述缺點(diǎn)，本發(fā)明所要解決的問題是提供一種的結(jié)構(gòu)簡單，安全實(shí)用，操作簡便的一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)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(gè)新的解決途徑。
[0017]本發(fā)明原理為:包括行走系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭、位置感知決策系統(tǒng)及人機(jī)控制界面，其特征在于:所述的行走系統(tǒng)通過滑塊連接于底座的導(dǎo)軌上，電機(jī)通過絲桿、導(dǎo)軌和滑塊構(gòu)成整個(gè)行走系統(tǒng)的傳動(dòng)；所述的玻璃幕墻清洗機(jī)器人可自由更換移動(dòng)速度，適應(yīng)多種規(guī)格和污染玻璃表面的需要；所述的位置感知決策系統(tǒng)能及時(shí)感知清洗機(jī)器人的移動(dòng)方向和速度，控制和決策行進(jìn)方向和清洗速度。
[0018]所述的一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人包括前刷頭結(jié)構(gòu)、供水系統(tǒng)、后滾刷結(jié)構(gòu)、擦干機(jī)構(gòu)及位置感知決策系統(tǒng)。玻璃幕墻清洗機(jī)器人的前刷頭結(jié)構(gòu)固定在底座平臺(tái)的前部軸上，搖臂部分通過彈簧連接；后滾刷結(jié)構(gòu)用于二次清洗，擦干機(jī)構(gòu)在導(dǎo)向平臺(tái)上沿Y方向移動(dòng)完成對(duì)遺留痕跡的擦拭。所述的玻璃清洗機(jī)器人中的供水系統(tǒng)具有水流水壓的調(diào)整功能，方便清洗，提高清洗效率。
[0019]所述的玻璃清洗機(jī)器人，其特征在于所述的無線網(wǎng)絡(luò)攝像視覺系統(tǒng)能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行速度和位置進(jìn)行感知，對(duì)行進(jìn)位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位；視覺系統(tǒng)還能對(duì)清洗效果進(jìn)行回傳，為清洗決策提供判斷依據(jù)。
[0020]所述的位置感知決策系統(tǒng)不僅用于移動(dòng)方向和位置控制，保證精確定位，還實(shí)時(shí)監(jiān)測出清洗的效果和位置信息，再由決策系統(tǒng)控制移動(dòng)的方向和角度。
[0021]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]請(qǐng)參考圖1，一種用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人的實(shí)施例，本實(shí)施方案采用的是行走系統(tǒng)4和清洗系統(tǒng)相結(jié)合的方式構(gòu)建玻璃幕墻清洗機(jī)器人，通過軸向直線移動(dòng)和中心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)玻璃幕墻清洗機(jī)器人的移動(dòng)和步態(tài)調(diào)整，通過智能感知決策系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)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(jī)器人，包括機(jī)器人主機(jī)和放置在建筑物頂部為機(jī)器人供電、供水和提供輔助升降力的懸吊系統(tǒng)。還包括有用于判斷狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)控制的決策系統(tǒng)、用于人工操控的人機(jī)控制系統(tǒng)和設(shè)置在所述機(jī)器人主機(jī)上的用于捕捉視頻數(shù)據(jù)的視覺系統(tǒng)2、用于玻璃清洗擦干的清洗系統(tǒng)和用于控制在玻璃上行進(jìn)的行走系統(tǒng)。
[0024]實(shí)施時(shí)，如圖3所示本發(fā)明用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人吸附原理示意圖，行走系統(tǒng)包括一個(gè)主吸盤4-3、位于主吸盤外圍的四個(gè)前后運(yùn)動(dòng)吸盤4-4、吸盤驅(qū)動(dòng)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(tǒng)。前后運(yùn)動(dòng)吸盤4-4鉸接吸盤驅(qū)動(dòng)桿2-1通過吸盤支架2-5連接機(jī)器人主機(jī)的底座上，位置感知決策系統(tǒng)感知吸盤到達(dá)預(yù)定的吸附位置時(shí)，連接電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的絲桿2-3驅(qū)動(dòng)所述連桿2-2，使得吸盤產(chǎn)生負(fù)壓。所述行走系統(tǒng)在決策系統(tǒng)的控制下可參照的預(yù)設(shè)的參數(shù)，結(jié)合視覺系統(tǒng)獲取的參數(shù)，來根據(jù)玻璃的尺寸和清洗的難易程度由控制系統(tǒng)決策和調(diào)整移動(dòng)速度和移動(dòng)步長，適應(yīng)多規(guī)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(jī)器人主機(jī)的主體連接的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及伸縮機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可控制機(jī)器人主機(jī)整體在玻璃幕墻上做以主吸盤4-3為圓心的旋轉(zhuǎn)，伸縮機(jī)構(gòu)可控制調(diào)整制機(jī)器人主機(jī)整體與玻璃幕墻直接的間距。行走系統(tǒng)4通過滑塊2-4連接在機(jī)器人主機(jī)的底座上，絲桿2-3、導(dǎo)軌和電機(jī)連接在底座上；絲桿驅(qū)動(dòng)滑塊2-4沿著導(dǎo)軌的方向進(jìn)行移動(dòng)完成清洗機(jī)器人的Y軸向行走。當(dāng)中間主吸盤4-3吸住玻璃后，電機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)平臺(tái)繞主吸盤4-3中心旋轉(zhuǎn)。前后運(yùn)動(dòng)吸盤4-4通過感知與決策系統(tǒng)到達(dá)相應(yīng)的位置后，Y向電機(jī)4-2通過絲桿4-6驅(qū)動(dòng)連接于機(jī)器人主機(jī)底座上的滑塊2-4，使得前后運(yùn)動(dòng)吸盤4-4產(chǎn)生負(fù)壓，吸盤固定；X軸向電機(jī)4-1通過同步帶輪4-8和同步軸4-7驅(qū)動(dòng)滑塊，使得滑塊2-4和機(jī)器人主機(jī)產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人主機(jī)相對(duì)前后運(yùn)動(dòng)吸盤4-4產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)Y軸方向的移動(dòng)；中間主吸盤4-3通過感知決策系統(tǒng)吸附固定后，電機(jī)4-2驅(qū)動(dòng)齒輪，使得機(jī)器人主機(jī)相對(duì)于中間的主吸盤4-3產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)角位移，根據(jù)需要適時(shí)調(diào)整Y軸向位移和旋轉(zhuǎn)角度，滿足玻璃幕墻的清洗。吸盤通過位置傳感與檢測，當(dāng)吸盤接觸玻璃時(shí)，相關(guān)連桿機(jī)構(gòu)收起并鎖緊，產(chǎn)生負(fù)壓，可以滿足系統(tǒng)的清洗和移動(dòng)時(shí)的一定負(fù)載需求。
[0026]實(shí)施時(shí)，用于玻璃幕墻清洗機(jī)器人，參考圖1、2，其視覺系統(tǒng)2主要由無線網(wǎng)絡(luò)攝像頭1- 2、云臺(tái)和控制模塊構(gòu)成，控制系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程調(diào)整攝像頭的俯仰角度和旋轉(zhuǎn)角度，操作人員能及時(shí)感知清洗機(jī)器人的移動(dòng)位置，根據(jù)適時(shí)的清洗效果調(diào)整清洗機(jī)器人的移動(dòng)方向和移動(dòng)速度。
[0027]實(shí)施