一种滚筒式玻璃幕墙清洁机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，尤其是一种滚筒式玻璃幕墙清洁机器人。

背景技术：

玻璃幕墙是当今世界最重要的装饰材料之一，已经被广泛地作为各类建筑物的户外墙体来使用，其赋予建筑物的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，使建筑物能够从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。

由于空气中的粉尘、雨水中所夹带的灰尘、飞禽的排泄物等会逐渐地沉积到建筑物的幕墙表面，从而影响幕墙的美观性及建筑物外表的清洁程度；因此，对玻璃幕墙的清洁已经越来越受到人们的关注并逐渐形成了巨大的幕墙清洗市场。

然而，目前对玻璃幕墙的清洁主要还是采用人工方式来完成的，即：将清洁人员从楼顶悬吊至建筑物的侧墙处后，由清洁人员人工对幕墙表面进行清理，此种方式不但存在整个过程清洁效率不高、危险系数大等问题，而且清洁成本偏高，也由此影响了玻璃幕墙的美观、清洁以及进一步发展的空间。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种滚筒式玻璃幕墙清洁机器人。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种滚筒式玻璃幕墙清洁机器人，它包括一机器人躯体以及一装设于机器人躯体的尾端部以用于对墙壁进行清洁的摆尾清洁装置，所述机器人躯体上装设有一药液存储箱；

所述摆尾清洁装置包括扫辊组件、药液供给波纹管以及装设于机器人躯体的尾端部的背侧的拉伸马达和限位轴套，所述限位轴套内穿设有一根头端与拉伸马达的输出轴相连的传动螺杆，所述扫辊组件的背侧中部并行地设置有两根固定螺杆，两个所述固定螺杆的头端部均置于限位轴套内，两个所述固定螺杆的头端部分别置于传动螺杆的左右两侧并分别与传动螺杆相啮合，所述药液供给波纹管位于限位轴套的腹部侧且其头端通过机器人躯体与药液存储箱相连、尾端与扫辊组件相连。

优选地，所述扫辊组件包括辊轴、套接于辊轴上且与辊轴同轴分布的清扫辊套以及罩设于清扫辊套的其中一段圆周壁面上且左右两端均与辊轴相连的辊罩，所述辊罩的左端侧和/或右端侧装设有一旋转驱动马达，所述旋转驱动马达的输出轴与辊轴相连；

两个所述固定螺杆的尾端部均固定于辊罩上并位于辊罩的背部侧，所述药液供给波纹管的尾端部固定于辊罩的头端侧壁上，且所述药液供给波纹管的尾端口穿过辊罩后正对清扫辊套的圆周侧壁。

优选地，所述辊罩的头端侧壁与清扫辊套之间还装设有一沿清扫辊套的轴向方向分布的喷射板，所述药液供给波纹管的尾端口穿过辊罩后置于喷射板内。

优选地，所述喷射板为一外形呈长条形板状且内部中空的结构体，所述喷射板的尾端侧壁开设有若干个截面形状呈锥台形的喷嘴，所述药液供给波纹管的尾端口置于喷射板的中空空间内。

优选地，所述机器人躯体的尾端部的左右两侧均设置有一限位拉簧，所述限位拉簧的头端与机器人躯体的尾端部相连、尾端与扫辊组件的左侧或右侧相连。

优选地，所述机器人躯体包括躯干壳体以及装设于躯干壳体的左右两侧以驱动躯干壳体带动摆尾清洁装置和药液存储箱同时在墙壁上运动的臂脚攀爬装置；所述药液存储箱装设于躯干壳体的头端，所述药液存储箱通过一贯穿于躯干壳体分布的液管与药液供给波纹管的头端相连，所述液管内装设有一用于将药液存储箱内存储的液剂输送至药液供给波纹管内的液压泵；所述拉伸马达和限位轴套均装设于躯干壳体的尾端背部。

优选地，所述躯干壳体的尾端面上还装设有一摄像头。

由于采用了上述方案，本发明利用传动螺杆与固定螺杆之间的啮合关系，通过对拉伸马达的正反转控制，可使固定螺杆带动扫辊组件靠近或者远离机器人躯体，由于扫辊组件本身也可进行转动运动，可使清扫辊套实现径向方向的移动以及自身转动的效应，以对幕墙形成反复擦拭效果；同时，通过药液存储箱与药液供给波纹管之间的配合可不间断地向扫辊组件供给清洁剂或水等液体，以保证扫辊组件对幕墙的清洁清洗效果；其结构简单紧凑、无需清洁人员直接对玻璃幕墙进行清洁，在保证清洁效果的同时，也利于提高清洁效果及降低危险系数，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1是本发明实施例在俯视状态下的透视结构示意图；

图2是本发明实施例的扫辊组件在主视状态下的截面结构示意图；

图3是本发明实施例的扫辊组件在左视状态下的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种滚筒式玻璃幕墙清洁机器人，它包括一机器人躯体a以及一装设于机器人躯体a的尾端部以用于对墙壁进行清洁的摆尾清洁装置b，在机器人躯体a上装设有一药液存储箱c；其中，摆尾清洁装置b包括扫辊组件d、药液供给波纹管1以及装设于机器人躯体a的尾端部的背侧的拉伸马达2和限位轴套3，在限位轴套3内穿设有一根头端与拉伸马达2的输出轴相连的传动螺杆4，在扫辊组件d的背侧中部并行地设置有两根固定螺杆5，两个固定螺杆5的头端部均置于限位轴套3内，且两个固定螺杆5的头端部分别置于传动螺杆4的左右两侧并分别与传动螺杆4相啮合，而药液供给波纹管1则位于限位轴套3的腹部侧且其头端通过机器人躯体a与药液存储箱c相连、尾端则与扫辊组件d相连。以此，当将机器人置于玻璃幕墙的墙壁上时，可利用机器人躯体a带动摆尾清洁装置b沿墙壁作上移或下移运动，而在此过程中，摆尾清洁装置b本身动作则会对幕墙表面进行擦拭，具体为：利用传动螺杆4与固定螺杆5之间的啮合关系，通过对拉伸马达2的正反转控制，可使固定螺杆5带动扫辊组件d靠近或者远离机器人躯体a，由此可对幕墙表面进行反复擦拭；与此同时，通过药液存储箱c与药液供给波纹管1之间的配合可不间断地向扫辊组件d供给清洁剂或水等液体，以保证扫辊组件d对幕墙的清洁清洗效果。

为最大限度地优化扫辊组件d的擦拭性能，本实施例的扫辊组件d包括辊轴6、套接于辊轴6上且与辊轴6同轴分布的清扫辊套7(其可根据具体情况由布料或海绵等材料捆绑成型)以及罩设于清扫辊套7的其中一段圆周壁面上且左右两端均与辊轴6相连的辊罩8，在辊罩8的左端侧和/或右端侧装设有一旋转驱动马达9，旋转驱动马达9的输出轴与辊轴6相连；而两个固定螺杆5的尾端部均固定于辊罩8上并位于辊罩8的背部侧，药液供给波纹管1的尾端部固定于辊罩8的头端侧壁上，且药液供给波纹管1的尾端口穿过辊罩8后正对清扫辊套7的圆周侧壁。以此，当利用拉伸马达2控制扫辊组件d进行上移或下移的同时，可利用旋转驱动马达9以及辊轴6带动清扫辊套7相对于辊罩8进行转动，从而可使清扫辊套7实现径向方向的移动以及自身转动的效应，有利于提升其对幕墙的擦拭效果。

为保证诸如清洁剂或水等液体能够均匀地喷洒在清扫辊套7上，在辊罩8的头端侧壁与清扫辊套7之间还装设有一沿清扫辊套7的轴向方向分布的喷射板10，药液供给波纹管1的尾端口穿过辊罩8后置于喷射板10内，从而可利用喷射板10将由药液供给波纹管1输出的液体均匀地喷洒在清扫辊套7上(由于清扫辊套7本身具有转动的效应，故可有效保证喷洒的效果)。

作为一个优选方案，本实施例的喷射板10采用一外形呈长条形板状且内部中空的结构体，在喷射板10的尾端侧壁开设有若干个截面形状呈锥台形的喷嘴11(其头端侧的孔径大于尾端侧的孔径，即类似于缩口结构)，药液供给波纹管1的尾端口则置于喷射板10的中空空间内。由此，当药液存储箱c中的液体经由药液供给波纹管1输送至喷射板10内后，在水压的作用下，可使得液体最终由喷嘴11喷射而出。

为保证摆尾清洁装置b在上移或下移的过程中能够保持平稳，在机器人躯体a的尾端部的左右两侧均设置有一限位拉簧12，限位拉簧12的头端与机器人躯体a的尾端部相连、尾端则与扫辊组件d(具体为辊罩8)的左侧或右侧相连；从而可利用限位拉簧12的作用保证扫辊组件d的左右两侧受力均衡，避免其在受到螺杆的拉动时出现摆动或偏移。

为最大限度地优化整个机器人的结构，同时保证被输送至扫辊组件d内的液体具有足够的压力，本实施例的机器人躯体a包括躯干壳体13以及装设于躯干壳体13的左右两侧以驱动躯干壳体13带动摆尾清洁装置b和药液存储箱c同时在墙壁上运动的臂脚攀爬装置e；其中，药液存储箱c装设于躯干壳体13的头端，药液存储箱c通过一贯穿于躯干壳体13分布的液管14与药液供给波纹管1的头端相连，在液管14内装设有一用于将药液存储箱c内存储的液剂输送至药液供给波纹管1内的液压泵15；而拉伸马达2和限位轴套3则均装设于躯干壳体13的尾端背部。以此，可利用躯干壳体13作为机器人主要运动部件及控制部件支撑结构，利用臂脚攀爬装置e使整个机器人能够以吸附的方式在幕墙上进行自动攀爬，而利用，通过液压泵15和药液供给波纹管1则可将液体直接泵入扫辊组件d内(具体为喷射板10内)。

为最大限度地丰富本实施例的机器人的实用功能，在躯干壳体13的尾端面上还装设有一摄像头16，以此，清洁人员可利用摄像头16实时摄录的作业画面来观察作业状态，保证对玻璃幕墙的清洁效果以及对机器人本身进行状态调整。

另外本实施例的臂脚攀爬装置e可根据实际情况选用传统攀爬式机器人的攀爬装置，当然也可采用以下结构及运动原理，即：臂脚攀爬装置e均包括气缸驱动臂17、联动臂18以及轴连于联动臂18两端的真空吸盘20(其可采用目前市面上流行的具有自动抽真空和排气功能的吸盘，其主要由真空泵、转换阀和吸盘等部件构成)，气缸驱动臂17的动力输出端轴连于联动臂18的中部，气缸驱动臂17的本体则轴连于机器人躯体a的左侧或右侧的中部。在初始状态下，每个臂脚攀爬装置e中的两个真空吸盘20之间相对于机器人躯体a呈头尾直线分布的状态并且同时吸附于幕墙上；当机器人进行攀爬动作时，两个臂脚攀爬装置e作同步动作，即通过控制使位于机器人躯体a头端侧的真空吸盘20牢固地吸附在幕墙上，而位于机器人躯体a的尾端侧的真空吸盘20则释放压力以脱离幕墙(为更为清晰地描述整个机器人的运动过程，将原始状态下位于机器人躯体a头端侧的真空吸盘20定义为20a、位于尾端侧的真空吸盘20定义为20b)，此时气缸驱动臂17作推送伸出动作(即气缸的动力轴被向外推出)，从而驱动联动臂18带动真空吸盘20b以真空吸盘20a为中心作旋转运动，当真空吸盘20b到达距离机器人躯体a的极限位置时，气缸驱动臂17作拉动缩回动作(即气缸的动力轴缩回)，从而使真空吸盘20b绕过真空吸盘20a并最终位于真空吸盘20a的头端侧，而后控制真空吸盘20b吸附在幕墙上；而在气缸驱动臂17作拉动缩回动作的同时，其也同时带动位于机器人躯体a发生位置移动(即朝真空吸盘20a的头端侧运动)，如此往复即可实现机器人躯体a带动摆尾清洁装置b向前移动或向后移动；当两个真空吸盘20同时吸附于幕墙上时，摆尾清洁装置b动作以对幕墙进行清洁。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。