一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，包括机器人主体、多个运动手臂模块以及清洁模块，其中，多个运动手臂模块均匀设置在机器人主体的周边，清洁模块活动连接在机器人主体上。本发明通过设置在机器人主体上的多个运动手臂模块和清洁模块，使其具有强大的越障能力及曲面适应能力，且可以单次大面积工作，无需人工重复搬运，且清洁效果好，清洗效率高。
【专利说明】
一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人
技术领域
[0001]本发明涉及玻璃幕墙的清洗技术领域，尤其涉及一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人。
【背景技术】
[0002]高层建筑玻璃幕墙及其它相类似材质的外立面清洗是一项繁重而危险的工作，传统的高层幕墙清洗方法主要有两种:一种是用绳索直接吊挂清洁工(俗称蜘蛛人)在幕墙上作业，这种方式危险性很大，许多发达国家和地区(如美国、中国香港等)都已将其明令禁止;第二种是靠楼顶轨道车和升降平台承载清洁工进行幕墙的清洗，但这种方式也未能根本消除工人的危险，而且操作成本极高。
[0003]在大量采用幕墙作为建筑外饰的今天，传统的幕墙清洗方法已无法适应新式建筑的需求，目前，市面上也开始出现了一些智能擦窗机，这些擦窗机大多适用于小范围的单块的玻璃清洁，运动轨迹也只能是直线、平面。然而现代高层建筑大多光怪陆离、奇形怪状，其上的玻璃幕墙也不乏曲面，单凭现有的擦窗机难以独立完成对高层玻璃幕墙的清洗工作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，用以解决现有技术中高层玻璃幕墙难以清洗的问题。
[0005]本发明提供了一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，包括机器人主体、多个运动手臂模块以及清洁模块，其中，多个运动手臂模块均匀设置在机器人主体的周边，清洁模块活动连接在机器人主体上。
[0006]进一步的，运动手臂模块包括依次活动连接的末端吸盘、关节轴承和通过电机驱动的多个关节。
[0007]进一步的，多个关节包括依次连接的一个第一臂关节和两个第一肘关节，第一臂关节与第一肘关节的运动平面相互垂直。
[0008]进一步的，清洁模块包括具有5自由度的清洁手臂和设置在该清洁手臂末端的清洁组件。
[0009]进一步的，具有5自由度的清洁手臂包括依次连接的绕X向转动的第二臂关节和4个绕Z向转动的第二肘关节，清洁组件设置在第二肘关节的末端。
[0010]进一步的，清洁组件包括设置在两边的清洁头装置、设置在下方的污水收集口、设置在清洁头装置上方的清水喷口以及设置在中部的清洁刷辊和吸尘装置。
[0011 ]进一步的，两边的清洁头装置为可拆卸连接。
[0012]进一步的，清洁头装置包括依次设置的第一刮条、擦条和第二刮条。
[0013]进一步的，机器人主体上还设置有运动控制模块、真空发生模块、水循环模块，其中，清洁组件与水循环模块连通，末端吸盘与真空发生模块连接，运动控制模块用于对各模块进行控制。
[0014]进一步的，还包括传感器模块，该传感器模块包括加速度传感器、超声传感器、红外传感器、压力传感器、位置传感器和倾角仪，其中，加速度传感器设置在机器人主体上;超声传感器设置于运动手臂模块的末端、机器人主体的前端和清洁头装置前端;红外传感器设置在机器人主体的前端;压力传感器设置在吸盘上;位置传感器和倾角仪分别设置在各关节上。
[0015]采用上述本发明技术方案的有益效果是:通过设置在机器人主体上的多个运动手臂模块和清洁模块，使其具有强大的越障能力及曲面适应能力，且可以单次大面积工作，无需人工重复搬运，且清洁效果好，清洗效率高。
【附图说明】
[0016]图1为本发明用于清洗高层玻璃幕墙的机器人结构示意图；
[0017]图2为图1中运动手臂模块200的结构示意图；
[0018]图3为图1中清洁模块300的结构示意图；
[0019]图4为图3中清洁组件320的结构示意图。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]本发明公开了一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，如图1所示，包括机器人主体100、多个运动手臂模块200以及清洁模块300，其中，多个运动手臂模块200均匀设置在机器人主体100的周边，清洁模块300活动连接在机器人主体100上。
[0023]如图2所示，在本发明实施例中，运动手臂模块200包括依次活动连接的末端吸盘210、关节轴承220和通过电机驱动的多个关节。其中，多个关节包括依次连接的一个第一臂关节231和两个第一肘关节232，第一臂关节231与第一肘关节232的运动平面相互垂直。具体的，在本实施例中，运动手臂模块200可以有6个，其均匀分布在机器人主体100的周边，在工作时两两动作，从而保持平衡。
[0024]如图3、图4所示，在本发明上述实施例中，清洁模块300则可以包括具有5自由度的清洁手臂和设置在该清洁手臂末端的清洁组件320。其中，具有5自由度的清洁手臂包括依次连接的绕X向转动的第二臂关节311和4个绕Z向转动的第二肘关节312，而清洁组件320则设置在第二肘关节312的末端;清洁组件320还包括设置在两边的清洁头装置321、设置在下方的污水收集口 322、设置在清洁头装置上方的清水喷口 323以及设置在中部的清洁刷辊324和吸尘装置325。具体的，清洁头装置还包括依次设置的第一刮条3211、擦条3212和第二刮条3213。在本实施例中，清洁头装置为可拆卸连接，拆卸后可与幕墙检测装置进行替换，从而本发明的机器人还可以用作对幕墙进行检测。
[0025]在本发明实施例中，机器人主体100上还设置有运动控制模块101、真空发生模块102、水循环模块103以及中央控制器104，其中，水循环模块103与清洁组件320连连接;真空发生模块102与运动手臂模块200中的吸盘210分别连接;运动控制模块101与各运动手臂模块200以及清洁模块300连接，用于控制运动手臂模块200以及清洁模块300的运动方向和位置;中央控制器104则用于对各模块进行控制。
[0026]具体的，还可以包括传感器模块，其中，传感器模块包括加速度传感器、超声传感器、红外传感器、压力传感器、位置传感器和倾角仪。加速度传感器设置在机器人主体上，用于采集机器人主体的姿态信息;超声传感器设置于运动手臂模块的末端、机器人主体的前端和清洁头装置前端，用于距离和障碍物的检测;红外传感器设置在机器人主体的前端，用于与距离和障碍物检测的传感器融合;压力传感器设置在吸盘上，用于末端吸盘到位和工作状态的检测;位置传感器和倾角仪则分别设置在各关节上，用于各关节的位置检测。
[0027]另外，还可以在机器人上设置安全保护模块，该安全保护模块可以包括安全绳和分别连接安全绳的卷扬单元，其中，安全绳可以有两根，分别安装于机器人主体上，从而进一步提高了机器人作业的安全性。
[0028]以下进一步说明本发明实施例的工作原理，在本实施例中，6个运动手臂模块均匀分布在机器人主体的两侧，在工作时两两动作，动作的两只运动手臂模块的末端吸盘中无真空，而不动作的4只运动手臂模块中发生真空，从而牢牢吸附于玻璃平面之上。动作的两只运动手臂模块各有3个自由度，可实现绕z向转动和绕y向转动，从而轻松实现上、下、左、右和越障的运动需求，如此两两交替往复，实现幕墙清洗机器人在各种角度平面的灵活移动和固定。在清洗玻璃幕墙时，通过清洁组件上方的清水喷口喷出的水，冲刷过清洁组件后流入污水收集口，经污水收集口进入机器人主体的水循环模块，通过过滤装置过滤后再次回到水循环模块的清水箱中，从而可以重复利用水资源。在本实施例中，两组清洁头装置可以分别收起或放下，同时两组清洁头装置上方的清水喷口可分别控制开启或关闭。
[0029]本发明提供的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，通过设置在机器人主体上的多个运动手臂模块和清洁模块，使其具有强大的越障能力及曲面适应能力，可以适应几乎所有大楼的幕墙清洗工作，且可以单次大面积工作，无需人工重复搬运，且清洁效果好，清洗效率高。
[0030]本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0031]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，包括机器人主体、多个运动手臂模块以及清洁模块，所述多个运动手臂模块均匀设置在机器人主体的周边，所述清洁模块活动连接在机器人主体上。2.根据权利要求1所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述运动手臂模块包括依次活动连接的末端吸盘、关节轴承和通过电机驱动的多个关节。3.根据权利要求2所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述多个关节包括依次连接的一个第一臂关节和两个第一肘关节，所述第一臂关节与第一肘关节的运动平面相互垂直。4.根据权利要求1所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述清洁模块包括具有5自由度的清洁手臂和设置在所述清洁手臂末端的清洁组件。5.根据权利要求4所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述具有5自由度的清洁手臂包括依次连接的绕X向转动的第二臂关节和4个绕Z向转动的第二肘关节，所述清洁组件设置在所述第二肘关节的末端。6.根据权利要求4或5所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述清洁组件包括设置在两边的清洁头装置、设置在下方的污水收集口、设置在所述清洁头装置上方的清水喷口以及设置在中部的清洁刷辊和吸尘装置。7.根据权利要求6所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述两边的清洁头装置为可拆卸连接。8.根据权利要求6所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述清洁头装置包括依次设置的第一刮条、擦条和第二刮条。9.根据权利要求1?8任一项所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，所述机器人主体上还设置有运动控制模块、真空发生模块、水循环模块，所述清洁组件与所述水循环模块连通，所述末端吸盘与真空发生模块连接，所述运动控制模块用于对各模块进行控制。10.根据权利要求9所述的用于清洗高层玻璃幕墙的机器人，其特征在于，还包括传感器模块，所述传感器模块包括加速度传感器、超声传感器、红外传感器、压力传感器、位置传感器和倾角仪，所述加速度传感器设置在机器人主体上，所述超声传感器设置于运动手臂模块的末端、机器人主体的前端和清洁头装置前端，所述红外传感器设置在机器人主体的前端，所述压力传感器设置在吸盘上，所述位置传感器和倾角仪分别设置在各关节上。
【文档编号】E04G23/00GK106073650SQ201610339835
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月22日
【发明人】张宏
【申请人】昆山伊娃机器人有限公司