墙壁清洁机器人.pdf

1、(10)授权公告号 CN 203263305 U (45)授权公告日 2013.11.06 CN 203263305 U *CN203263305U* (21)申请号 201320115736.4 (22)申请日 2013.03.14 A47L 11/38(2006.01) A47L 11/40(2006.01) B62D 57/024(2006.01) (73)专利权人 青岛大学 地址 266071 山东省青岛市宁夏路 308 号 (72)发明人 李鹏 王清华 柳松玮 王智 段振波 师忠秀 王海峰 (74)专利代理机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 37221 代理人 李健康 (54) 实

2、用新型名称 墙壁清洁机器人 (57) 摘要 本实用新型公开了一种墙壁清洁机器人， 包 括吸附装置、 行进装置、 动力装置、 检测及控制装 置和清洗装置 ； 其中， 吸附装置安装在行进装置 上， 行进装置与动力装置连接， 动力装置与检测及 控制装置连接， 清洗装置也与检测及控制装置连 接。本实用新型的有益效果 ： 1. 以压缩空气为动 力， 清洁安全无污染。采用光轴导轨滑动， 行进平 稳， 移动较迅速。真空发生器提供负压， 单缸气缸 驱动， 负载能力较强。 仿人工清洗， 清洗效率较高， 效果良好。 污水回收系统， 提高水利用率。 负载能 力强带水量多。 改装容易， 可扩展成多种用途。 能 适应一

3、定角度的曲面。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)授权公告号 CN 203263305 U CN 203263305 U *CN203263305U* 1/1 页 2 1. 一种墙壁清洁机器人， 其特征是， 包括吸附装置、 行进装置、 动力装置、 检测及控制装 置和清洗装置 ； 其中， 吸附装置安装在行进装置上， 行进装置与动力装置连接， 动力装置与 检测及控制装置连接， 清洗装置也与检测及控制装置连接。 2. 如权利要求 1 所述的一种墙壁清洁机器

4、人， 其特征是， 所述吸附装置由橡胶吸盘、 轴 座、 薄壁气缸、 气管和真空发生器组成， 所述橡胶吸盘固定在轴座的两端， 所述薄壁气缸安 装在轴座的上方， 所述真空发生器安装在轴座的下方， 所述真空发生器通过气管与橡胶吸 盘连接 ； 所述真空发生器与气泵连接， 所述真空发生器的工作气压为 0.5mpa。 3. 如权利要求 1 所述的一种墙壁清洁机器人， 其特征是， 所述行进装置包括两个单缸 双作用气缸、 四个滑杆、 八个滑块、 电磁阀 ； 第一单缸双作用气缸固定在矩形板反面， 第二单 缸双作用气缸固定在矩形板的正面， 两根滑杆通过四个滑块固定在矩形板的反面， 另外两 根滑杆通过另外四个滑块固定

5、在矩形板的正面， 所述滑杆的端部都固定在相应的轴座上， 所述单缸双作用气缸的一端都与相应的轴座连接， 所述单缸双作用气缸通过导线与电磁阀 连接。 4. 如权利要求 1 所述的一种墙壁清洁机器人， 其特征是， 所述动力装置包括气泵， 所述 气泵的最大工作气压为 0.8mpa。 5. 如权利要求 1 所述的一种墙壁清洁机器人， 其特征是， 所述检测及控制装置包括单 片机。 6. 如权利要求 1 所述的一种墙壁清洁机器人， 其特征是， 所述清洗装置包括水箱、 真空 发生器、 净化装置、 喷雾装置、 橡胶刮擦装置、 污水回收装置、 摆臂及转动装置， 所述净化装 置上方安装水箱， 所述水箱上方安装真空发

6、生器， 所述真空发生器的进气口通过管子连接 水箱， 所述真空发生装置还通过管子连接喷雾装置， 所述水箱通过管子连接橡胶刮擦装置 和污水回收装置， 所述橡胶刮擦装置和污水回收装置固定在摆臂及转动装置上。 权 利 要 求 书 CN 203263305 U 2 1/3 页 3 墙壁清洁机器人 技术领域 0001 本实用新型涉及一种墙壁清洁机器人。 背景技术 0002 随着现代化进程的加剧， 以玻璃幕墙为外墙材料的大厦鳞次栉比， 这些大厦为我 们城市增添了现代化气息的同时， 也带来了一些问题， 如高空清洁、 高空建筑施工、 高空消 防急救等问题。就清洗问题而言， 现有技术是以吊篮悬吊和液压升降台升降的

7、人工作业方 式， 这种工作不仅劳动强度大、 清洗效率低， 而且工人的安全得不到保障 ； 现有的人工清洁 及机器清洁概况 : 0003 1） 吊篮悬吊式人工擦洗 ； 这种方式是最传统的方式， 也是现在最为普遍的方式， 这 种方式不仅劳动强度大而且工人安全无保障。 0004 2） 仿生足式机器人 ： 足的移动灵活能够实现越障适应不同工作环境， 并可实现高 负载 ； 但是其行进缓慢， 不能满足高效清洁的工作要求。 0005 3） 履带式爬墙机器人 : 该机器人实现在一方向上的快速移动， 但是不能实现转 弯， 并且只适应于大的壁面移动， 不能跨越间隙和台等障碍， 并且负载能力不强， 因此适用 范围窄，

8、 不能完成复杂工况作业。 0006 4） 悬吊负压吸附式机器人 ： 该机器为钢丝绳悬吊， 不具备攀爬能力， 只适应于大的 壁面的清洁， 不适用于复杂的壁面清洁。 0007 传统清洗方式的高强度， 高风险并且对工人的高要求， 并且很难保证清洗的效率 和安全 ； 因此需要一种更加移动迅速， 负载能力强， 并能适应不同工况， 满足不同工作要求 的机器人去完成大厦的清洁工作。 实用新型内容 0008 本实用新型的目的就是为了解决上述问题， 提供一种墙壁清洁机器人， 它具有移 动迅速、 负载能力强的优点。 0009 为了实现上述目的， 本实用新型采用如下技术方案 ： 0010 一种墙壁清洁机器人， 包括

9、吸附装置、 行进装置、 动力装置、 检测及控制装置和清 洗装置 ； 其中， 吸附装置安装在行进装置上， 行进装置与动力装置连接， 动力装置与检测及 控制装置连接， 清洗装置也与检测及控制装置连接。 0011 所述吸附装置由橡胶吸盘、 轴座、 薄壁气缸、 气管和真空发生器组成， 所述橡胶吸 盘固定在轴座的两端， 所述薄壁气缸安装在轴座的上方， 所述真空发生器安装在轴座的下 方， 所 述真空发生器通过气管与橡胶吸盘连接 ； 所述真空发生器与气泵连接， 所述真空发 生器的工作气压为 0.5mpa。 0012 所述气泵提供的高压气体通过真空发生器中的喷管产生高速气流， 进而产生负 压， 负压管道接通吸

10、盘， 薄壁气缸向下推移使得吸盘紧贴墙面， 从而完成吸盘吸附墙面， 利 用真空发生器提供负压， 使得整个装置更简洁， 只需用一个气源动力， 避免了利用真空泵的 说 明 书 CN 203263305 U 3 2/3 页 4 繁琐， 同时降低成本。 0013 所述行进装置包括两个单缸双作用气缸、 四个滑杆、 八个滑块、 电磁阀组成 ； 第一 单缸双作用气缸固定在矩形板反面， 第二单缸双作用气缸固定在矩形板的正面， 两根滑杆 通过四个滑块固定在矩形板的反面， 另外两根滑杆通过另外四个滑块固定在矩形板的正 面， 所述滑杆的端部都固定在相应的轴座上， 所述单缸双作用气缸的一端都与相应的轴座 连接， 所述单

11、缸双作用气缸通过导线与电磁阀连接。 0014 所述动力装置包括气泵， 所述气泵的最大工作气压为 0.8mpa ； 0015 所述检测及控制装置包括单片机。 0016 所述清洗装置包括水箱、 真空发生器、 净化装置、 喷雾装置、 橡胶刮擦装置、 污水回 收装置、 摆臂及转动装置， 所述净化装置上方安装水箱， 所述水箱上方安装真空发生器， 所 述真空发生器的进气口通过管子连接水箱， 所述真空发生装置还通过管子连接喷雾装置， 所述水箱通过管子连接橡胶刮擦装置和污水回收装置， 所述橡胶刮擦装置和污水回收装置 固定在摆臂及转动装置上。 0017 所述单缸双作用气缸使机器人实现了前后左右移动 ； 0018

12、 所述滑杆与滑块的作用是保证移动机器人的平稳性 ； 0019 所述薄壁气缸用于抬升机器人， 实现吸盘交替完成移动动作 ； 0020 本实用新型的有益效果 ： 0021 1. 以压缩空气为动力， 清洁安全无污染。 0022 2. 采用光轴导轨滑动， 行进平稳， 移动较迅速。 0023 3. 真空发生器提供负压， 单缸气缸驱动， 负载能力较强。 0024 4. 仿人工清洗， 清洗效率较高， 效果良好。 0025 5. 污水回收系统， 提高水利用率。 0026 6. 负载能力强带水量多。 0027 7. 改装容易， 可扩展成多种用途。 0028 8. 能适应一定角度的曲面。 0029 应用前景 00

13、30 该机器人清洁高效， 负载能力强， 能成为现在的大厦的高效清洁卫士。 可以负载喷 枪等消防器材， 救援物资 ； 成为大厦的安全卫士 ； 为人们生活安全提供障。它的攀爬能力很 强， 不仅在平面上自由移动， 还可以在斜面上越障， 具备侦查、 勘测能力。随着楼房越建越 高， 玻璃幕墙越用越多， 我们相信我们的产品将会以其低廉的价格， 较高的效率和负载能力 及较强的适应能力开拓出一片市场。 附图说明 0031 图 1 为机器人装置示意图 ； 0032 图 2 为机器人装置侧视图 ； 0033 图 3 为机器人行进示意图 ； 0034 其中， 1、 吸盘， 2、 滑杆， 3、 滑块， 4、 轴座，

14、5、 单缸双作用气缸。 具体实施方式 说 明 书 CN 203263305 U 4 3/3 页 5 0035 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。 0036 如图 1 和 2 所示， 一种墙壁清洁机器人， 包括吸附装置、 行进装置、 动力装置、 检测 及控制装置和清洗装置 ； 其中， 吸附装置安装在行进装置上， 行进装置与动力装置连接， 动 力装置与检测及控制装置连接， 清洗装置也与检测及控制装置连接。 0037 所述吸附装置由吸盘 1、 轴座 4、 薄壁气缸、 气管和真空发生器组成， 所述吸盘 1 固 定在轴座 4 的两端， 所述薄壁气缸安装在轴座 4 的上方， 所述真空发生器安装

15、在轴座 4 的下 方， 所述真空发生器通过气管与吸盘 1 连接 ； 所述真空发生器与气泵连接， 所述真空发生器 的工作气压为 0.5mpa。 0038 所述气泵提供的高压气体通过真空发生器中的喷管产生高速气流， 进而产生负 压， 负压管道接通吸盘 1， 薄壁气缸向下推移使得吸盘 1 紧贴墙面， 从而完成吸盘 1 吸附墙 面， 利用真空发生器提供负压， 使得整个装置更简洁， 只需用一个气源动力， 避免了利用真 空泵的繁琐， 同时降低成本。 0039 所述行进装置包括两个单缸双作用气缸 5、 四个滑杆 2、 八个滑块 3、 电磁阀 ； 第一 单缸双作用气缸固定在矩形板反面， 第二单缸双作用气缸固定

16、在矩形板的正面， 两根滑杆 2 通过四个滑块 3 固定在矩形板的反面， 另外两根滑杆 2 通过另外四个滑块 3 固定在矩形板 的正面， 所述滑杆 2 的端部都固定在相应的轴座 4 上， 所述单缸双作用气缸 5 的一端都与相 应的轴座 4 连接， 所述单缸双作用气缸 5 通过导线与电磁阀连接。 0040 所述动力装置包括气泵， 所述气泵的最大工作气压为 0.8mpa ； 0041 所述检测及控制装置包括单片机。 0042 所述清洗装置包括水箱、 真空发生器、 净化装置、 喷雾装置、 橡胶刮擦装置、 污水回 收装置、 摆臂及转动装置， 所述净化装置上方安装水箱， 所述水箱上方安装真空发生器， 所

17、述真空发生器的进气口通过管子连接水箱， 所述真空发生装置还通过管子连接喷雾装置， 所述水箱通过管子连接橡胶刮擦装置和污水回收装置， 所述橡胶刮擦装置和污水回收装置 固定在摆臂及转动装置上。 0043 如图3所示， 本机器人行走示意图。 两对吸盘1交替工作完成机器人的行走任务。 0044 上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述， 但并非对本实用新 型保护范围的限制， 所属领域技术人员应该明白， 在本实用新型的技术方案的基础上， 本领 域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范 围以内。 说 明 书 CN 203263305 U 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 203263305 U 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 203263305 U 7