一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法
【专利摘要】一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法，涉及仿生机器人领域。解决现有壁面清洁机器人无法跨壁面清洁及灵活度不够的问题。它包括：机身、总控电路、数据传输线、舵机、真空泵、继电器、舵机支架、活动臂、吸盘支架、吸盘金具、吸盘、真空导管、雨刷电动机、清洁雨刷、喷水装置、给水管、滚刷电动机、滚布。工作过程如下：打开控制电路；将宽度、高度、角度参数输入控制电路，控制电路启动机身；将机身放置在墙面上，并向喷水装置注水；机身在控制电路控制下进行左右爬行并清洁壁面；机身将一壁面清洁结束后，通过程序进行跨墙面动作，并进行下一个墙面的清洁；全部清洁结束后，控制电路处理相关数据并控制机体自动回到初始位置。
【专利说明】
一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法
技术领域
[0001]本发明涉及的是仿生机器人领域，具体涉及一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化的加快，很多高层建筑拔地而起，尤其玻璃墙壁由于透光性及美观性被大量用于高层建筑的外墙装饰，而糟糕的空气质量使得高层玻璃外墙层层灰尘污垢，严重影响了居民的生活质量和城市形象。大部分高楼物业不得不雇佣清洁人员进行高危作业，这种清洁方式不仅效率低，而且因工作环境恶劣极易发生事故。
[0003]随着机器人技术的不断进步，爬壁式机器人已经成为机器人自动化技术的一个重要领域，而现有的大部分爬壁机器人主要应用在核工业、石化企业、消防部门、造船等专业性较强的领域。而现有的少数爬壁式清洁机器人往往只适用于专门设计的高层或单一的垂直墙面，这限制了其适用的范围，且无法有效的跨壁面清洁高层建筑整体。因此，为了推广壁面清洁机器人，有必要发明一种新型的壁面清洁机器人及基于该装置的清洁方法，解决现有壁面清洁机器人无法跨壁面清洁及适用范围小的问题。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有壁面清洁机器人无法跨壁面清洁及灵活度不够的问题，提出了一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法。
[0005]—种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法，它包括机身、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂、控制电路、喷水装置、雨刷电动机、清洁雨刷、滚刷电动机、滚布。所述的控制电路与机身为刚性连接。所述的第一机械臂与第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂为同种设计结构并且材料完全相同，均与机身为刚性连接。所述的喷水装置与机身为刚性连接。所述的雨刷电动机与机身为刚性连接。所述的滚刷电动机与机身为刚性连接。所述的清洁雨刷与雨刷电动机输出端连接。所述的滚布与滚刷电动机输出端连接。
[0006]所述的第一机械臂，它包括第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机、第一数据传输线、第二数据传输线、第三数据传输线、第四数据传输线、第五数据传输线、第一舵机支架、第二舵机支架、第一活动臂、第二活动臂、吸盘支架、吸盘金具、吸盘、继电器、真空栗、真空导管。所述的控制电路通过第一数据传输线与第一舵机电气连接。控制电路通过第二数据传输线与第二舵机电气连接。控制电路通过第三数据传输线与第三舵机电气连接。控制电路通过第四数据传输线与第四舵机电气连接。控制电路通过第五数据传输线与继电器7电气连接。所述的继电器固定机身上，并且与真空栗电气连接。所述的真空栗固定机身上，并且通过真空导管与吸盘金具相连接。所述的第一舵机支架与机身之间、第一舵机与第一舵机支架之间、第二舵机支架与第一舵机之间、第二舵机与第二舵机支架之间、第一活动臂与第二舵机之间、第三舵机与第一活动臂之间、第二活动臂与第三舵机之间、第四舵机与第二活动臂之间、吸盘支架与第四舵机之间、吸盘金具与吸盘支架之间、吸盘与吸盘金具之间均为刚性连接。
[0007]所述的机身为正六边形，并且第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂在机身上的布局也成正六边形分布。
[0008]所述的机身的材料是碳纤维板。
[0009]所述的第一舵机、第二舵机、第三舵、第四舵机均选用扭矩为380kg/cm舵机。
[0010]所述的真空导管与吸盘金具、真空栗之间为密封连接。
[0011]—种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法包括以下步骤:
步骤一、打开控制电路，使其初始化。
[0012]步骤二、将高层建筑的宽度、高度、壁面倾斜角度参数输入控制电路中，控制电路同时向第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂发出指令，使第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第四机械臂、第五机械臂、第六机械臂启动。
[0013]步骤三、将机身放置在墙面上，并向喷水装置注水。
[0014]步骤四、机身在控制电路的控制下，同时进行左右爬行并清洁壁面。
[0015]步骤五、机身将一壁面清洁结束后，通过程序进行跨墙面动作，并进行下一个墙面的清洁。
[0016]步骤六、全部清洁结束后，控制电路处理相关数据并控制机体自动回到初始位置。
[0017]有益效果:本发明通过对六足仿生学和真空吸附法技术的研究，将两者结合一起，发明了一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法。通过这种方法实现了机器人自动跨壁面清洁以及在不同角度墙面的前行并清洁的能力，克服了传统清洁方式由人工清洁的低效率，同时减少了由于高空作业给工作人员带来的巨大风下面。解决了由于高空作业者人数少，而导致清洁频率低等问题。与现有的壁面清洁式机器人相比，本发明适用于各种高层建筑的外表面清洁，可减少了部分高层建筑需要设计壁面清洁机器人轨道的成本。
【附图说明】
[0018]图1是一种仿生壁面清洁机器人装置整体结构示意图。
[0019]图2是仿生壁面清洁机器人装置其中一个机械臂结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]【具体实施方式】一、结合图1说明本【具体实施方式】，本【具体实施方式】所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法，它包括机身1、第一机械臂2、第二机械臂3、第三机械臂4、第四机械臂5、第五机械臂6、第六机械臂7、控制电路8、喷水装置9、雨刷电动机1、清洁雨刷11、滚刷电动机12、滚布13。所述的控制电路8与机身I为刚性连接。所述的第一机械臂2与第二机械臂3、第三机械臂4、第四机械臂5、第五机械臂6、第六机械臂7为同种设计结构并且材料完全相同，均与机身I为刚性连接。所述的喷水装置9与机身I为刚性连接。所述的雨刷电动机10与机身I为刚性连接。所述的滚刷电动机12与机身I为刚性连接。所述的清洁雨刷11与雨刷电动机1输出端连接。所述的滚布13与滚刷电动机12输出端连接。
[0021]【具体实施方式】二、结合图1与图2说明本【具体实施方式】，本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的第一机械臂2，它包括第一舵机2-1、第二舵机2-2、第三舵机2-3、第四舵机2-4、第一数据传输线2-5、第二数据传输线2-6、第三数据传输线2-7、第四数据传输线2-8、第五数据传输线2-9、第一舵机支架2-10、第二舵机支架2-11、第一活动臂2-12、第二活动臂2-13、吸盘支架2-14、吸盘金具2-15、吸盘2-16、继电器2-17、真空栗2-18、真空导管2-19。所述的控制电路8通过第一数据传输线2-5与第一舵机2-1电气连接。控制电路8通过第二数据传输线2-6与第二舵机2-2电气连接。控制电路8通过第三数据传输线2-7与第三舵机2-3电气连接。控制电路8通过第四数据传输线2-8与第四舵机2-4电气连接。控制电路8通过第五数据传输线2-9与继电器2-17电气连接。所述的继电器2-17固定机身I上，并且与真空栗2-18电气连接。所述的真空栗2-18固定机身I上，并且通过真空导管2-19与吸盘金具2-15相连接。所述的第一舵机支架2-10与机身I之间、第一舵机2-1与第一舵机支架2-10之间、第二舵机支架2-11与第一舵机2-1之间、第二舵机2-2与第二舵机支架2-11之间、第一活动臂2-12与第二舵机2-2之间、第三舵机2-3与第一活动臂2-12之间、第二活动臂2-13与第三舵机2-3之间、第四舵机2-4与第二活动臂2-13之间、吸盘支架2-14与第四舵机2-4之间、吸盘金具2-15与吸盘支架2-14之间、吸盘2-16与吸盘金具2-15之间均为刚性连接。
[0022]【具体实施方式】三、本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的机身I为正六边形，并且第一机械臂
2、第二机械臂3、第三机械臂4、第四机械臂5、第五机械臂6、第六机械臂7在机身I上的布局也成正六边形分布。
[0023]【具体实施方式】四、本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的机身I的材料是碳纤维板。
[0024]【具体实施方式】五、本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的第一舵机2-1、第二舵机2-2、第三舵机2-3、第四舵机2-4均选用扭矩为380kg/cm舵机。
[0025]【具体实施方式】六、本【具体实施方式】与【具体实施方式】一所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的真空导管2-19与吸盘金具2-15、真空栗2-18之间为密封连接。
[0026]【具体实施方式】七、基于【具体实施方式】一和【具体实施方式】二所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法包括以下步骤:
步骤一、打开控制电路8，使其初始化。
[0027]步骤二、将高层建筑的宽度、高度、壁面倾斜角度参数输入控制电路8中，控制电路8同时向第一机械臂2、第二机械臂3、第三机械臂4、第四机械臂5、第五机械臂6、第六机械臂7发出指令，使第一机械臂2、第二机械臂3、第三机械臂4、第四机械臂5、第五机械臂6、第六机械臂7启动。
[0028]步骤三、将机身I放置在墙面上，并向喷水装置9注水。
[0029]步骤四、机身I在控制电路8的控制下，同时进行左右爬行并清洁壁面。
[0030]步骤五、机身I将一壁面清洁结束后，通过程序进行跨墙面动作，并进行下一个墙面的清洁。
[0031]步骤六、全部清洁结束后，控制电路8处理相关数据并控制机体I自动回到初始位 L
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【主权项】
1.一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法，其特征在于，它包括机身(I)、第一机械臂(2)、第二机械臂(3)、第三机械臂(4)、第四机械臂(5)、第五机械臂(6)、第六机械臂(7)、控制电路(8)、喷水装置(9)、雨刷电动机(10)、清洁雨刷(11)、滚刷电动机(12)、滚布(13);所述的控制电路(8)与机身(I)为刚性连接;所述的第一机械臂(2)与第二机械臂(3)、第三机械臂(4)、第四机械臂(5)、第五机械臂(6)、第六机械臂(7)为同种设计结构并且材料完全相同，均与机身(I)为刚性连接;所述的喷水装置(9)与机身(I)为刚性连接;所述的雨刷电动机(10)与机身(I)为刚性连接;所述的滚刷电动机(12)与机身(I)为刚性连接;所述的清洁雨刷(11)与雨刷电动机(10)输出端连接;所述的滚布(13)与滚刷电动机(12)输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的第一机械臂(2)，它包括第一舵机(2-1)、第二舵机(2-2)、第三舵机(2-3)、第四舵机(2-4)、第一数据传输线(2-5)、第二数据传输线(2-6)、第三数据传输线(2-7)、第四数据传输线(2-8)、第五数据传输线(2-9)、第一舵机支架(2-10)、第二舵机支架(2-11)、第一活动臂(2-12)、第二活动臂(2-13)、吸盘支架(2-14)、吸盘金具(2-15)、吸盘(2-16)、继电器(2-17)、真空栗(2-18)、真空导管(2-19);所述的控制电路(8)通过第一数据传输线(2-5)与第一舵机(2-1)电气连接;控制电路(8)通过第二数据传输线(2-6)与第二舵机(2-2)电气连接;控制电路(8)通过第三数据传输线(2-7)与第三舵机(2-3)电气连接;控制电路(8)通过第四数据传输线(2-8)与第四舵机(2-4)电气连接;控制电路(8)通过第五数据传输线(2-9)与继电器(2-17)电气连接;所述的继电器(2-17)固定机身(I)上，并且与真空栗(2-18)电气连接;所述的真空栗(2-18)固定机身(I)上，并且通过真空导管(2-19)与吸盘金具(2-15)相连接;所述的第一舵机支架(2-10)与机身(I)之间、第一舵机(2-1)与第一舵机支架(2-10)之间、第二舵机支架(2-11)与第一舵机(2-1)之间、第二舵机(2-2)与第二舵机支架(2-11)之间、第一活动臂(2-12)与第二舵机(2-2)之间、第三舵机(2-3)与第一活动臂(2-12)之间、第二活动臂(2-13)与第三舵机(2-3)之间、第四舵机(2-4)与第二活动臂(2-13)之间、吸盘支架(2-14)与第四舵机(2-4)之间、吸盘金具(2-15)与吸盘支架(2-14)之间、吸盘(2-16)与吸盘金具(2-15)之间均为刚性连接。3.根据权利要求1所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的机身(I)为正六边形，并且第一机械臂(2)、第二机械臂(3)、第三机械臂(4)、第四机械臂(5)、第五机械臂(6)、第六机械臂(7)在机身(I)上的布局也成正六边形分布。4.根据权利要求1所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的机身(I)的材料是碳纤维板。5.根据权利要求1所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的第一航机(2_1)、第二航机(2_2)、第二航机(2_3)、第四航机(2_4)选用扭矩为380kg/cm舵机。6.根据权利要求1所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法的区别在于，所述的真空导管(2-19)与吸盘金具(2-15)、真空栗(2-18)之间为密封连接。7.基于权利要求1所述的一种仿生壁面清洁机器人装置及基于该装置的清洁方法包括以下步骤:步骤一、打开控制电路(8)，使其初始化;步骤二、将高层建筑的宽度、高度、壁面倾斜角度参数输入控制电路(8)中，控制电路(8)同时向第一机械臂(2)、第二机械臂(3)、第三机械臂(4)、第四机械臂(5)、第五机械臂(6)、第六机械臂(7)发出指令，使第一机械臂(2)、第二机械臂(3)、第三机械臂(4)、第四机械臂(5)、第五机械臂(6)、第六机械臂(7)启动;步骤三、将机身(I)放置在墙面上，并向喷水装置(9)注水;步骤四、机身(I)在控制电路(8)的控制下，同时进行左右爬行并清洁壁面;步骤五、机身(I)将一壁面清洁结束后，通过程序进行跨墙面动作，并进行下一个墙面的清洁;步骤六、全部清洁结束后，控制电路(8)处理相关数据并控制机体(I)自动回到初始位置。
【文档编号】B62D57/032GK106041959SQ201610585960
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月25日 公开号201610585960.8, CN 106041959 A, CN 106041959A, CN 201610585960, CN-A-106041959, CN106041959 A, CN106041959A, CN201610585960, CN201610585960.8
【发明人】石德全, 许家勋, 陈国杰, 李思寒, 师文博
【申请人】哈尔滨理工大学