一種攀登式玻璃幕墻清潔機器人的制作方法

本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種攀登式玻璃幕墻清潔機器人。

背景技術(shù)：

玻璃幕墻是當今世界最重要的裝飾材料之一，已經(jīng)被廣泛地作為各類建筑物的戶外墻體來使用，其賦予建筑物的最大特點是將建筑美學(xué)、建筑功能、建筑節(jié)能和建筑結(jié)構(gòu)等因素有機地統(tǒng)一起來，使建筑物能夠從不同角度呈現(xiàn)出不同的色調(diào)，隨陽光、月色、燈光的變化給人以動態(tài)的美。由于空氣中的粉塵、雨水中所夾帶的灰塵、飛禽的排泄物等會逐漸地沉積到建筑物的幕墻表面，從而影響幕墻的美觀性及建筑物外表的清潔程度；因此，對玻璃幕墻的清潔已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注并逐漸形成了巨大的幕墻清洗市場。

目前對玻璃幕墻的清潔主要還是采用人工方式來完成的，即：將清潔人員從樓頂懸吊至建筑物的側(cè)墻處后，由清潔人員人工對幕墻表面進行清理，此種方式不但存在整個過程清潔效率不高、危險系數(shù)大等問題，而且清潔成本偏高，也由此影響了玻璃幕墻的美觀、清潔以及進一步發(fā)展的空間。針對此問題，目前市面上出現(xiàn)了一些能夠?qū)ΣＡ粔M行自動清洗的清潔機器人，這些機器人一般是以真空吸盤作為機器人的吸附部件(即：利用真空吸盤所產(chǎn)生的負壓將機器人牢固地吸附在幕墻墻壁上)或移動部件(即：通過對多個真空吸盤的轉(zhuǎn)換控制帶動機器人本體逐步地進行移動)；然而，采用這種方式的機器人一般只能對表面平整的幕墻墻壁進行清潔，原因在于：一旦在幕墻墻壁上出現(xiàn)較大幅度的轉(zhuǎn)角或者凸起，當機器人運動至轉(zhuǎn)角或凸起位置時，由于真空吸盤無法與玻璃幕墻的表面進行有效地接觸，從而無法在幕墻表面與吸盤之前形成強有力的負壓效應(yīng)，進而導(dǎo)致機器人無法順利通過轉(zhuǎn)角處或者凸起處，嚴重時還會導(dǎo)致機器人從幕墻墻壁上脫離下來，存在嚴重的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種攀登式玻璃幕墻清潔機器人。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種攀登式玻璃幕墻清潔機器人，它包括機架、裝設(shè)于機架的背部側(cè)的繩索上升器、沿玻璃幕墻的墻壁由上至下鋪設(shè)并穿設(shè)于繩索上升器分布的吊索以及裝設(shè)于機架的腹部側(cè)的履帶輪總成；

所述履帶輪總成包括至少兩根相互間呈前后并行分布且分別沿左右方向貫穿于機架裝設(shè)的主轉(zhuǎn)軸，所述機架內(nèi)且位于每根主轉(zhuǎn)軸的上方均裝設(shè)有一用于驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸相對于機架進行轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器，每根所述主轉(zhuǎn)軸的左端和右端且位于機架的外側(cè)均套裝有一三角形履帶輪，每個所述三角形履帶輪均包括一套接于主轉(zhuǎn)軸上的星型三角形輪轂架以及一套裝于星型三角形輪轂架上的履帶，所述星型三角形輪轂架的每個支臂的末端均裝設(shè)有一用于與履帶的內(nèi)表面相貼附的導(dǎo)輪組，每根所述主轉(zhuǎn)軸上且與每個三角形履帶輪對應(yīng)的位置還套裝有一履帶從動齒輪組，每個所述履帶從動齒輪組均通過一履帶傳動齒輪組與相對應(yīng)的三角形履帶輪中的其中一個導(dǎo)輪組相連。

優(yōu)選地，所述驅(qū)動器包括一輸出軸上套裝有第一驅(qū)動齒輪的軸桿驅(qū)動馬達和一輸出軸上套裝有第二驅(qū)動齒輪的履帶驅(qū)動馬達，所述軸桿驅(qū)動馬達與履帶驅(qū)動馬達沿左右方向裝設(shè)于機架內(nèi)且相互間呈直線分布，所述主軸桿上且位于機架的左端內(nèi)側(cè)或右端內(nèi)側(cè)裝設(shè)有一用于與第一驅(qū)動齒輪相嚙合的第一從動齒輪，所述履帶從動齒輪組位于機架的右端外側(cè)和左端外側(cè)并夾持于機架的外壁與對應(yīng)的三角形履帶輪之間，且其中一個所述履帶從動齒輪組與第二驅(qū)動齒輪相嚙合。

優(yōu)選地，所述履帶傳動齒輪組包括沿星型三角形輪轂架的其中一個支臂順序分布且順序嚙合的若干個履帶傳動齒輪，靠近所述星型三角形輪轂架的軸心處的履帶傳動齒輪與履帶從動齒輪組相嚙合，靠近所述星型三角形輪轂架的圓周邊緣處的履帶傳動齒輪通過導(dǎo)輪組的軸桿與導(dǎo)輪組裝設(shè)為一體。

優(yōu)選地，所述履帶從動齒輪組由兩個同步轉(zhuǎn)動的履帶從動齒輪構(gòu)成，所述履帶從動齒輪組的其中一個履帶從動齒輪與履帶傳動齒輪相嚙合、另一個履帶從動齒輪用于與第二驅(qū)動齒輪相嚙合。

優(yōu)選地，所述星型三角形輪轂架由兩個相互間呈左右并行分布且同時套裝于主轉(zhuǎn)軸上的三角架構(gòu)成，所述導(dǎo)輪組夾持于兩個三角架的支臂末端之間并通過第二轉(zhuǎn)軸與兩個三角架相軸連，所述履帶傳動齒輪組裝設(shè)于其中一個三角架的其中一個支臂上且靠近所述星型三角形輪轂架的圓周邊緣處的履帶傳動齒輪通過第二轉(zhuǎn)軸與相應(yīng)的導(dǎo)輪組裝設(shè)為一體。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)輪組由兩個相互間呈左右并行分布且通過第二轉(zhuǎn)軸穿設(shè)為一體的導(dǎo)輪構(gòu)成，每個所述導(dǎo)輪的圓周表面上均開設(shè)有防滑槽。

優(yōu)選地，所述機架包括兩個相互間呈左右并行分布的側(cè)板架以及若干個裝設(shè)于兩個側(cè)板架之間并將兩個側(cè)板架連為一體的橫梁板，每個所述側(cè)板架的整體形狀均呈“U”形，所述繩索上升器裝設(shè)于橫梁板上，所述驅(qū)動器夾持于兩個側(cè)板架的縱向側(cè)壁之間，所述主轉(zhuǎn)軸貫穿于兩個側(cè)板架的縱向側(cè)壁分布。

優(yōu)選地，它還包括至少一個掃風(fēng)裝置，所述掃風(fēng)裝置吊裝于橫梁板上并位于兩個側(cè)板架之間。

由于采用了上述方案，在利用本發(fā)明對建筑物的玻璃幕墻的墻壁進行清潔時，可事先將吊索沿墻壁進行布置，并利用繩索上升器將整個機器人吊掛在吊索上；當驅(qū)動器驅(qū)動三角形履帶輪進行轉(zhuǎn)動時，在履帶從動齒輪組與導(dǎo)輪組相配合的作用下可使履帶能夠保持與星型三角形輪轂架的同向同步轉(zhuǎn)動，從而利用履帶與玻璃幕墻的墻壁之間的摩擦力來增強三角形履帶輪的把持力；當在玻璃幕墻的墻壁上出現(xiàn)較大幅度的轉(zhuǎn)角或者凸起時，由于星型三角形輪轂架本身的轉(zhuǎn)動效果以及三角形履帶輪所采用的三角形結(jié)構(gòu)可始終使履帶能夠與墻壁相貼附，以輕易度過轉(zhuǎn)角或者凸起；在此過程中，由于繩索上升器的作用可保證機器人能夠沿著吊索的設(shè)置方向進行攀登；而利用設(shè)置的吊索不但可以起到輔助機器人定向行走的作用，防止機器人運動方向出現(xiàn)偏移，而且也能夠有效防止因機器人從墻壁上脫離而造成的安全隱患，增強機器人在實際運用過程中的安全性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)裝配示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的主要組成部件的結(jié)構(gòu)分解示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的運行狀態(tài)示意圖(一)；

圖4是本發(fā)明實施例的運行狀態(tài)示意圖(二)；

圖5是本發(fā)明實施例的運行狀態(tài)示意圖(三)；

圖6是本發(fā)明實施例的運行狀態(tài)示意圖(四)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1和圖2所示，本實施例提供的一種攀登式玻璃幕墻清潔機器人，它包括機架a、裝設(shè)于機架a的背部側(cè)的繩索上升器b、沿玻璃幕墻c的墻壁由上至下鋪設(shè)并穿設(shè)于繩索上升器b分布的吊索d以及裝設(shè)于機架a的腹部側(cè)的履帶輪總成；其中，履帶輪總成包括至少兩根相互間呈前后并行分布且分別沿左右方向貫穿于機架a裝設(shè)的主轉(zhuǎn)軸100，在機架a內(nèi)且位于每根主轉(zhuǎn)軸100的上方均裝設(shè)有一用于驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸100相對于機架a進行轉(zhuǎn)動的驅(qū)動器，在每根主轉(zhuǎn)軸100的左端和右端且位于機架a的外側(cè)均套裝有一三角形履帶輪，每個三角形履帶輪均包括一套接于主轉(zhuǎn)軸100上的星型三角形輪轂架101以及一套裝于星型三角形輪轂架101上的履帶102，在星型三角形輪轂架101的每個支臂的末端均裝設(shè)有一用于與履帶102的內(nèi)表面相貼附的導(dǎo)輪組103，同時在每根主轉(zhuǎn)軸100上且與每個三角形履帶輪對應(yīng)的位置還套裝有一履帶從動齒輪組，每個履帶從動齒輪組均通過一履帶傳動齒輪組與相對應(yīng)的三角形履帶輪中的其中一個導(dǎo)輪組103相連。

以此，在需要利用本實施例的機器人對建筑物的玻璃幕墻c的墻壁進行清潔時，可事先將吊索d沿墻壁進行布置(如將吊索d的頂端固定于建筑物的樓頂、將底端固定于地面上，從而使吊索d順著墻壁并呈直線分布)，并利用繩索上升器b將整個機器人吊掛在吊索d上；當驅(qū)動器驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸100轉(zhuǎn)動時，可帶動三角形履帶輪(尤其是星型三角形輪轂架101)進行同步轉(zhuǎn)動，且在履帶從動齒輪組與導(dǎo)輪組103相配合的作用下可使履帶102能夠保持與星型三角形輪轂架101的同向同步轉(zhuǎn)動，從而利用履帶102與玻璃幕墻c的墻壁之間的摩擦力來增強三角形履帶輪的把持力；當在玻璃幕墻c的墻壁上出現(xiàn)較大幅度的轉(zhuǎn)角或者凸起時，由于星型三角形輪轂架101本身的轉(zhuǎn)動效果以及三角形履帶輪所采用的三角形結(jié)構(gòu)可始終使履帶3能夠與墻壁相貼附，以輕易度過轉(zhuǎn)角或者凸起(其具體運動原理可參考圖3、圖4、圖5和圖6)，在此過程中，由于繩索上升器b的作用可保證機器人能夠沿著吊索d的設(shè)置方向進行攀登，通過對繩索上升器b的功能設(shè)計(如采用目前市面上的應(yīng)用于攀巖領(lǐng)域的自動上升器等)也可為機器人的運行提供一定的動力；而利用設(shè)置的吊索d不但可以起到輔助機器人定向行走的作用，防止機器人運動方向出現(xiàn)偏移，而且也能夠有效防止因機器人從墻壁上脫離而造成的安全隱患，增強機器人在實際運用過程中的安全性。

為保證三角形履帶輪轉(zhuǎn)動的平穩(wěn)性，本實施例的驅(qū)動器包括一輸出軸上套裝有第一驅(qū)動齒輪104的軸桿驅(qū)動馬達105和一輸出軸上套裝有第二驅(qū)動齒輪106的履帶驅(qū)動馬達107，軸桿驅(qū)動馬達105與履帶驅(qū)動馬達107沿左右方向裝設(shè)于機架a內(nèi)且相互間呈直線分布(同時兩個馬達的輸出軸所處的方向相反)，在主軸桿100上且位于機架a的左端內(nèi)側(cè)或右端內(nèi)側(cè)裝設(shè)有一用于與第一驅(qū)動齒輪104相嚙合的第一從動齒輪108，而履帶從動齒輪組則位于機架a的右端外側(cè)和左端外側(cè)并夾持于機架a的外壁與對應(yīng)的三角形履帶輪之間，且其中一個履帶從動齒輪組與第二驅(qū)動齒輪106相嚙合(為保證整個機器人能夠平穩(wěn)地運行，本實施例的驅(qū)動器和履帶從動齒輪組可具體采用如下設(shè)置方式，即：主轉(zhuǎn)軸100共計兩根且分別位于機架a的腹部前方側(cè)和腹部后方側(cè)；相對于機架a，用于驅(qū)動前方的主轉(zhuǎn)軸100動作的軸桿驅(qū)動馬達105的發(fā)力點與用于驅(qū)動后方的主轉(zhuǎn)軸100動作的軸桿驅(qū)動馬達105的發(fā)力點相互間呈對角分布，而用于位于前方的履帶驅(qū)動馬達107的發(fā)力點與位于后方的履帶驅(qū)動馬達107的發(fā)力點相互間也成對角分布；此時，可以理解第一驅(qū)動齒輪104的設(shè)置位置及其他相應(yīng)相互配合的部件也理所當然地進行相應(yīng)調(diào)整)。

以此，可利用第一驅(qū)動齒輪104與對應(yīng)的第一從動齒輪108相嚙合的關(guān)系來驅(qū)動相應(yīng)的主軸桿100進行轉(zhuǎn)動，而在主軸桿100轉(zhuǎn)動的過程中會帶動星型三角形輪轂架101作同步轉(zhuǎn)動，而利用履帶驅(qū)動馬達107所提供的以及第二驅(qū)動齒輪106與履帶從動齒輪組之間的嚙合關(guān)系可保持履帶102能夠與星型三角形輪轂架101作同向同步轉(zhuǎn)動，避免因履帶102與玻璃幕墻c的墻壁之間的強大摩擦力而造成履帶102相對于星型三角形輪轂架101反向轉(zhuǎn)動，進而避免機器人在攀爬時容易出現(xiàn)滑脫的問題。

作為一個優(yōu)選方案，本實施例的履帶傳動齒輪組包括沿星型三角形輪轂架101的其中一個支臂順序分布且順序嚙合的若干個履帶傳動齒輪109，其中，靠近星型三角形輪轂架101的軸心處的履帶傳動齒輪109與履帶從動齒輪組相嚙合，而靠近星型三角形輪轂架101的圓周邊緣處的履帶傳動齒輪109則通過導(dǎo)輪組103的軸桿與導(dǎo)輪組103裝設(shè)為一體。從而可利用齒輪傳動本身所具有的傳動效果穩(wěn)定、精密等特點來增強履帶102與星型三角形輪轂架101保持同步。

作為一個優(yōu)選方案，本實施例的履帶從動齒輪組由兩個同步轉(zhuǎn)動的履帶從動齒輪110構(gòu)成，履帶從動齒輪組的其中一個履帶從動齒輪110與履帶傳動齒輪109相嚙合、另一個履帶從動齒輪110則用于與第二驅(qū)動齒輪106相嚙合(當然，因為同一個主軸桿100上的兩個履帶從動齒輪組，只有一個能夠與第二驅(qū)動齒輪106相嚙合，故此時另一個履帶從動齒輪組中，只需要一個履帶從動齒輪110與相對應(yīng)的履帶傳動齒輪109相嚙合即可，另一個則廢棄備用)。

為優(yōu)化三角形履帶輪的結(jié)構(gòu)，提高其可拆裝及維護的便利性，本實施例的星型三角形輪轂架101由兩個相互間呈左右并行分布且同時套裝于主轉(zhuǎn)軸100上的三角架1011構(gòu)成，導(dǎo)輪組103則夾持于兩個三角架1011的支臂末端之間并通過第二轉(zhuǎn)軸1031與兩個三角架1011相軸連，履帶傳動齒輪組裝設(shè)于其中一個三角架1011的其中一個支臂上且靠近星型三角形輪轂架101的圓周邊緣處的履帶傳動齒輪109通過第二轉(zhuǎn)軸1031與相應(yīng)的導(dǎo)輪組103裝設(shè)為一體。

為保證導(dǎo)輪組103向履帶102施力均衡，本實施例的導(dǎo)輪組103由兩個相互間呈左右并行分布且通過第二轉(zhuǎn)軸1031穿設(shè)為一體的導(dǎo)輪1032構(gòu)成，在每個導(dǎo)輪1032的圓周表面上均開設(shè)有防滑槽；以此，每個導(dǎo)輪組103中均可利用兩個導(dǎo)輪1032撐起履帶102的內(nèi)表面，同時利用防滑槽增強導(dǎo)輪1032與履帶102之間的摩擦力。

為最大限度地優(yōu)化整個機器人的結(jié)構(gòu)，尤其是利用機架a為機器人的其他組成機構(gòu)或者裝置提供裝配空間，本實施例的機架a包括兩個相互間呈左右并行分布的側(cè)板架111以及若干個裝設(shè)于兩個側(cè)板架111之間并將兩個側(cè)板架111連為一體的橫梁板112，每個側(cè)板架111的整體形狀均呈“U”形，繩索上升器b裝設(shè)于橫梁板112上并位于兩個側(cè)板架111之間的上方空間，驅(qū)動器則夾持于兩個側(cè)板架111的縱向側(cè)壁之間，主轉(zhuǎn)軸100貫穿于兩個側(cè)板架111的縱向側(cè)壁分布。以此可利用兩個側(cè)板架111之間且位于橫梁板112下方的空間作為機器人其他組成機構(gòu)(如對墻壁的清潔清洗裝置等等)的安裝空間，而利用橫梁板112則可作為這些組成機構(gòu)吊裝的支撐件。作為一個優(yōu)選方案，本實施例的機器人還它還包括至少一個掃風(fēng)裝置e，掃風(fēng)裝置e吊裝于橫梁板112上并位于兩個側(cè)板架111之間。在機器人運行過程中，可利用掃風(fēng)裝置e所提供的風(fēng)力吹散墻壁上沉積的灰塵等固體沉積物，其也可與清潔清洗裝置配合使用，實現(xiàn)機器人風(fēng)洗和水洗的雙重功能。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。