真空吸附式履帶爬壁清潔機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及服務(wù)類(lèi)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及真空吸附式履帶爬壁清潔機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，給人類(lèi)的社會(huì)生活帶來(lái)了很大的變化，各種自動(dòng)化設(shè)備成為人類(lèi)社會(huì)生活中不可或缺的一部分，各類(lèi)機(jī)械設(shè)備的工作領(lǐng)域日益廣泛，設(shè)備性能也由單一化向多元化不斷發(fā)展。從深海探測(cè)到宇宙探索，機(jī)器人廣泛應(yīng)用在各種人工無(wú)法作業(yè)的極限環(huán)境中，為人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展提供了重要的幫助。建筑形狀新奇多樣的現(xiàn)代都市，越建越高的摩天大樓，都成為了繁華都市的標(biāo)志。隨之而來(lái)的就是繁華都市的汽車(chē)尾氣，人口集中等問(wèn)題所導(dǎo)致的城市環(huán)境污染，于此同時(shí)，各類(lèi)建筑的清洗工作越來(lái)越復(fù)雜，頻率越來(lái)越高?，F(xiàn)如今大部分高樓玻璃幕墻的清洗都是由人工完成的，人類(lèi)需要依靠升降機(jī)平臺(tái)或吊索來(lái)逐層地清洗高樓壁面，既危險(xiǎn)、工作效率又低，而且因工作環(huán)境相對(duì)惡劣極易發(fā)生事故，對(duì)清潔工人身安全有很大的威脅性，高空清洗事故頻頻發(fā)生。
[0003]伴隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，世界范圍內(nèi)各個(gè)學(xué)科都處于高速發(fā)展的狀態(tài)，機(jī)器人技術(shù)的在國(guó)內(nèi)外研宄與應(yīng)用范圍更為深遠(yuǎn)，人類(lèi)漸漸意識(shí)到工業(yè)機(jī)器人可以作為一種生產(chǎn)的工具應(yīng)用到實(shí)際生活中。機(jī)器人的應(yīng)用在制造業(yè)、裝配及新興的各種工業(yè)行業(yè)中取得了很大的進(jìn)步，有著更大的發(fā)展空間。
[0004]BVE公司(日本)多年前成功研制出一種新型固定軌道式自動(dòng)擦窗機(jī)器人。機(jī)器人的固定軌道和吊索安裝在建筑物的樓頂，固定導(dǎo)槽安裝在建筑物的壁面，清潔機(jī)器人根據(jù)軌道和吊索確定位置，對(duì)準(zhǔn)需要清洗的窗戶，沿著固定導(dǎo)槽可以垂直上下移動(dòng)，并對(duì)窗戶進(jìn)行自動(dòng)的清洗。但該設(shè)備的價(jià)格比較很昂貴，因?yàn)榍逑丛O(shè)備帶有多個(gè)旋轉(zhuǎn)刷盤(pán)，高效便捷，并具有很高的自動(dòng)化作業(yè)能力。同時(shí)，由于該設(shè)備依賴(lài)于固定軌道進(jìn)行移動(dòng)清潔，針對(duì)不同的建筑物都要鋪設(shè)相應(yīng)的固定軌道，如果建筑物使用此種清潔機(jī)構(gòu)，就要求設(shè)計(jì)者在建筑物設(shè)計(jì)之初就要將擦窗系統(tǒng)輔助機(jī)構(gòu)考慮進(jìn)去，對(duì)機(jī)器人的使用范圍產(chǎn)生了一定的限制和影響。
[0005]我國(guó)機(jī)械行業(yè)也進(jìn)行了深入的研宄，使爬壁清潔機(jī)器人的研發(fā)不斷得以完善。CLR-1I型壁面清洗機(jī)器人是我國(guó)哈爾濱工業(yè)大學(xué)所研制的一款用于清洗玻璃壁面的自動(dòng)化機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)構(gòu)為輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)、吸附方式采用了單吸盤(pán)吸附，具有快捷靈敏的移動(dòng)速度、較高的清洗效率，同時(shí)清洗的效果也很好、操作方式簡(jiǎn)單、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是不容易跨越障礙，例如跨越窗框、具有縫隙的壁面。
[0006]Cleanbot-1、藍(lán)天潔士-1型和Washman等一個(gè)系列的機(jī)器人是由北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研宄所研制的擦窗機(jī)器人，采用了足式真空吸附裝置，可以使機(jī)器人能夠適應(yīng)在不同的壁面進(jìn)行對(duì)幕墻的清洗。框架式移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用全氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，是此類(lèi)清潔機(jī)器人的主要技術(shù)特征，利用多足多吸盤(pán)的吸附結(jié)構(gòu)，使其可以適應(yīng)凹凸的玻璃壁面，清洗效果良好、自動(dòng)化程度高，便于人工操作。缺點(diǎn)是移動(dòng)速度緩慢，從而影響清潔機(jī)的工作效率，機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致制作成本高。
[0007]隨著爬壁機(jī)器人研宄的不斷深入，輪式移動(dòng)、履帶式移動(dòng)、多腿移動(dòng)等移動(dòng)方式，都是使機(jī)器人可以在垂直壁面安全移動(dòng)的首選方案。爬壁機(jī)器人采用的較為常見(jiàn)的移動(dòng)形式，是輪式移動(dòng)或履帶式移動(dòng)，兩種移動(dòng)方式的特點(diǎn)是:移動(dòng)速度相較于其他移動(dòng)方式，速度比較快，移動(dòng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，降低了機(jī)器人的復(fù)雜程度，但是這兩種移動(dòng)方式也有一定的局限性，他們?cè)谇逑从姓系K物的玻璃幕墻時(shí)移動(dòng)會(huì)受到一定的限制，難以智能的完成地面和墻壁之間的吸附移動(dòng)。還有一種常見(jiàn)的多腿式移動(dòng)方式，此類(lèi)移動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是可以利用自身的多自由度的特點(diǎn)，靈活的自由移動(dòng)，并且自動(dòng)處理前方的障礙物。但由于爬壁機(jī)器人的自由度較多，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上很復(fù)雜，制作的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、操作方便、減少人工作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，保證作業(yè)安全性的真空吸附式履帶爬壁清潔機(jī)器人。
[0009]本實(shí)用新型的真空吸附式履帶爬壁清潔機(jī)器人，它包含毛刷、刷頭、鉸鏈、刷頭電機(jī)、清潔臂、連接臂、清潔臂旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、連接臂旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、旋轉(zhuǎn)臂、旋轉(zhuǎn)臺(tái)舵機(jī)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、顯示屏、上車(chē)體、下車(chē)體、透氣網(wǎng)、履帶、通氣帶、螺栓、履帶輪、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)齒輪、組合齒輪、短軸、長(zhǎng)軸、吸盤(pán)、齒輪箱通氣孔;所述的毛刷與刷頭連接，刷頭通過(guò)鉸鏈與清潔臂的前端連接，且刷頭與清潔臂內(nèi)的刷頭電機(jī)連接，清潔臂的尾端通過(guò)清潔臂旋轉(zhuǎn)舵機(jī)與連接臂的一端連接，連接臂的另一端通過(guò)連接臂旋轉(zhuǎn)舵機(jī)與旋轉(zhuǎn)臂連接，旋轉(zhuǎn)臂通過(guò)旋轉(zhuǎn)臺(tái)舵機(jī)與旋轉(zhuǎn)臺(tái)連接，旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置在上車(chē)體的頂部，上車(chē)體的前側(cè)設(shè)有顯示屏，下車(chē)體與上車(chē)體通過(guò)螺栓連接，下車(chē)體的前側(cè)設(shè)有透氣網(wǎng)，上車(chē)體、下車(chē)體的兩側(cè)均設(shè)有履帶，履帶的外壁均勻設(shè)有數(shù)個(gè)吸盤(pán)，吸盤(pán)與履帶的連接處設(shè)有通氣帶，通氣帶與吸盤(pán)底部的通氣孔連接，履帶套接在履帶輪上，履帶輪與下車(chē)體內(nèi)的齒輪箱連接，齒輪箱內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)齒輪、組合齒輪，組合齒輪的各個(gè)齒輪通過(guò)短軸與齒輪箱連接，組合齒輪通過(guò)長(zhǎng)軸與履帶輪連接，組合齒輪與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，驅(qū)動(dòng)齒輪與電機(jī)連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述的長(zhǎng)軸與齒輪箱的連接處設(shè)有深溝球軸承。
[0011]作為優(yōu)選，所述的吸盤(pán)的底部設(shè)有單向閥體，單向閥桿與單向閥體的底部連接，且單向閥桿的一側(cè)與通氣孔連接，單向閥桿的末端設(shè)有密封圈。
[0012]作為優(yōu)選，所述的履帶輪由大履帶輪和小履帶輪組成，大履帶輪和小履帶輪之間通過(guò)履帶連接。
[0013]所述的刷頭材料采用聚丙烯，毛刷末端直徑比普通毛刷更細(xì)小，更深入壁面細(xì)小的縫隙，柔軟更富有彈性，毛刷在清潔作業(yè)的同時(shí)，可以保護(hù)壁面不被劃傷，不僅提高清潔效率，也使清潔面積達(dá)到最大化。刷頭部分可以拆卸，在刷頭收到磨損不能工作后，可以更換，方便使用。在刷頭與清潔臂的連接處設(shè)置了一個(gè)鉸鏈，通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)與刷子連接，使刷子在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候能夠很好的保持與幕墻的接觸，能夠在的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，不留死角的清理壁面。
[0014]本實(shí)用新型操作時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)整個(gè)齒輪箱內(nèi)部齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，傳動(dòng)輸出到主動(dòng)輪，主動(dòng)輪由履帶和帶輪的嚙合傳動(dòng)給從動(dòng)帶輪，帶動(dòng)履帶上的吸盤(pán)，吸盤(pán)由氣盤(pán)鏈接內(nèi)部真空泵，實(shí)現(xiàn)避免的真空吸附，完成整個(gè)傳動(dòng)吸附行走的過(guò)程。
[0015]車(chē)體上部分安裝旋轉(zhuǎn)座，由螺栓進(jìn)行連接，旋轉(zhuǎn)座內(nèi)部安裝舵機(jī)，帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)清潔機(jī)構(gòu)自由旋轉(zhuǎn)的功能。旋轉(zhuǎn)臂內(nèi)部有小的舵機(jī)來(lái)控制連接臂的旋轉(zhuǎn)，為了壁面機(jī)械臂與機(jī)器人本身發(fā)生干涉，內(nèi)部設(shè)置了限位。連接臂在的范圍內(nèi)自由擺動(dòng)，以滿足不同位置清潔的需要。連接臂與清潔臂連接，同時(shí)也控制清潔臂的旋轉(zhuǎn)。而清潔臂與刷頭連接的部位內(nèi)部有小的電機(jī)，用來(lái)控制刷子的旋轉(zhuǎn)。連桿的作用也很重要，它的作用是讓刷子得到扭矩，并能旋轉(zhuǎn)。在刷子的一段設(shè)置了一個(gè)鉸鏈，通過(guò)教練機(jī)構(gòu)與刷子連接，使刷子在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候能夠很好的保持與幕墻的接觸。刷頭可以的拆卸，為以后的更換、維護(hù)提供方便。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能滿足社會(huì)的實(shí)際需求，減少人工作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，可以保證作業(yè)的安全性，可以攀爬并吸附于幕墻(或較大傾斜角的壁面)的爬壁清潔機(jī)，用來(lái)對(duì)大樓外表面代替人工進(jìn)行清理工作。采用類(lèi)似機(jī)器人和機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)，使爬壁清潔機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高樓外墻清洗的自動(dòng)化，提高清洗效率，并改善人工清洗面臨的高危工作環(huán)境。
[0017]【附圖說(shuō)明】:
[0018]為了易于說(shuō)明，本實(shí)用新型由下述的具體實(shí)施及附圖作以詳細(xì)描述。
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1的俯視圖；
[0021 ]圖3是圖2中