一种绳索驱动型清洁机器人

1.本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种绳索驱动型清洁机器人。


背景技术：

2.随着现代文明的逐渐更迭、经济的飞速发展和人们生活水平的提高，许多的大型壁面也逐渐走进大众的视野中，譬如石化储罐、大型船舶、建筑幕墙等典型领域，其中也不乏一些大型复杂变曲率立面，与之相伴随的就是建筑物玻璃幕墙、石油储罐等壁面清洗行业的兴起，在我国外壁清洗行业已经引起广泛的关注和重视。裸露在空气中的建筑物外壁面，由于常年暴露在自然环境中经历日晒和雨淋，加上大气中有害的气体的化学反应侵蚀和油烟等污染，使得这些建筑物的外壁面产生了污垢和化学腐蚀，不仅影响了建筑物的整体美观，又对裸露在外的壁面造成了损害，因此，对建筑物壁面的清洁势必会占据一个十分重要的地位。
3.然而对这些立面的高效清洁作业却仍是一个亟待解决的问题，目前市面上对玻璃幕墙等大型玻璃壁面的清洁仍广泛采用人工团队清洁的方法，面向建筑物玻璃幕墙等非金属的变曲率平面清洁领域的自动化机械设备几乎是一片空白，现有的作业装置与作业方法普遍存在着风险高、难度大、效率低等一系列问题。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种绳索驱动型清洁机器人，可被动自适应工作立面曲率变化，能够在工作立面全方位灵活移动并完成高效清洁作业，同时可以自动避障。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
6.本实用新型一种绳索驱动型清洁机器人，包括轴流风机、安装座和电动绞盘，所述电动绞盘的数量为五个，所述轴流风机的底部四个角处和顶部均装有挂环，所述电动绞盘的钢丝绳分别与一个挂环连接，所述轴流风机的背面装有安装座，所述安装座为底部开有开口的空腔，所述轴流风机与安装座之间装有缓冲结构，所述安装座的侧面装有水箱，所述安装座的底部两侧装有毛辊刷，所述安装座的内壁之间装有安装杆和喷头，所述喷头与水箱连接，所述安装杆上转动装有平面旋转刷，所述安装座的内壁上装有用于驱动毛辊刷和平面旋转刷的电动机，所述安装座的顶板底部装有支座，所述支座的末端装有万向轮，所述缓冲结构包括缓冲盒，所述缓冲盒固定安装在轴流风机的底部，所述缓冲盒的内部水平设置有横板，所述横板的顶部与底部均装有弹簧，所述弹簧的末端分别于缓冲盒的顶板和底板连接，所述横板的底部中心垂直横板的位置装有第一连接杆，所述第一连接杆的末端穿出缓冲盒底部，所述第一连接杆与安装座的顶部中心铰接，所述安装座的外侧装有光电传感器，所述光电传感器的数量至少为两个。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述安装座的内壁之间装有传动轴，所述传动轴与安装杆平行，所述传动轴的一端与电动机传动连接，所述传动轴的外侧固定套有
第一锥齿轮，所述平面旋转刷包括旋转轴和刷头，所述旋转轴的一端装有刷头，所述旋转轴安装在安装杆的底部，所述旋转轴的末端穿出安装杆，所述旋转轴的末端装有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合。
8.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述平面旋转刷的数量至少为三个，所述刷头的数量为三个且中心对称分布在旋转轴的一端。
9.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述水箱的数量为两个且对称安装在安装座的两侧，所述水箱呈圆柱形，所述水箱与安装座之间装有支撑架，所述水箱可拆卸安装在支撑架上。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述支座的数量为四个，所述支座对称安装在安装座底部的四个角处。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
12.本实用新型通过轴流风机和电动绞盘，可以在任意物体的表面运行，应用了毛辊刷和平面旋转刷，可以实现清扫功能，应用了水箱和喷头，可对物体表面和刷体进行清洗，应用了缓冲结构，提高了设备的曲面自适应能力，使用范围更广，应用了万向轮，能够在任意表面平稳运行，应用了光电传感器，可以自动检测障碍物，保证装置运转时不会发生碰撞。
附图说明
13.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
14.图1是本实用新型的整体结构示意图；
15.图2是本实用新型的半剖图；
16.图3是本实用新型安装座处的仰视图；
17.图中：1、轴流风机；2、安装座；3、电动绞盘；4、挂环；5、缓冲结构；6、水箱；7、毛辊刷；8、安装杆；9、喷头；10、平面旋转刷；11、电动机；12、支座；13、万向轮；14、缓冲盒；15、横板；16、第一连接杆；17、传动轴；18、第一锥齿轮；19、旋转轴；20、刷头；21、第二锥齿轮；22、支撑架；23、光电传感器；24、弹簧
具体实施方式
18.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。
19.实施例1
20.如图1
‑
3所示，本实用新型提供一种绳索驱动型清洁机器人，包括轴流风机1、安装座2和电动绞盘3，电动绞盘3的数量为五个，轴流风机1的底部四个角处和顶部均装有挂环4，电动绞盘3的钢丝绳分别与一个挂环4连接，轴流风机1的背面装有安装座2，安装座2为底部开有开口的空腔，轴流风机1与安装座2之间装有缓冲结构5，安装座2的侧面装有水箱6，安装座2的底部两侧装有毛辊刷7，安装座2的内壁之间装有安装杆8和喷头9，喷头9与水箱6连接，安装杆8上转动装有平面旋转刷10，安装座2的内壁上装有用于驱动毛辊刷7和平面旋
转刷10的电动机11，安装座2的顶板底部装有支座12，支座12的末端装有万向轮13，缓冲结构5包括缓冲盒14，缓冲盒14固定安装在轴流风机1的底部，缓冲盒14的内部水平设置有横板15，横板15的顶部与底部均装有弹簧24，弹簧24的末端分别于缓冲盒14的顶板和底板连接，横板15的底部中心垂直横板15的位置装有第一连接杆16，第一连接杆16的末端穿出缓冲盒14底部，第一连接杆16与安装座2的顶部中心铰接，安装座2的外侧装有光电传感器23，光电传感器23的数量至少为两个。
21.进一步的，安装座2的内壁之间装有传动轴17，传动轴17与安装杆8平行，传动轴17的一端与电动机11传动连接，传动轴17的外侧固定套有第一锥齿轮18，平面旋转刷10包括旋转轴19和刷头20，旋转轴19的一端装有刷头20，旋转轴19安装在安装杆8的底部，旋转轴19的末端穿出安装杆8，旋转轴19的末端装有第二锥齿轮21，第一锥齿轮18与第二锥齿轮21啮合，通过传动轴17、第一锥齿轮18和第二锥齿轮21传动，保证平面旋转刷10能同时启停，同时可以将平面旋转刷10交错安装，从而使得平面旋转刷10的清洁区域有重叠部分，从而提高清洁效果。
22.平面旋转刷10的数量至少为三个，刷头20的数量为三个且中心对称分布在旋转轴19的一端，三个平面旋转刷10的清洁范围较大，重复的清洁面积也较大，从而保证了清洁效果，刷头20的数量为三个呈三爪型，结构稳定，不易损坏。
23.水箱6的数量为两个且对称安装在安装座2的两侧，水箱6呈圆柱形，水箱6与安装座2之间装有支撑架22，水箱6可拆卸安装在支撑架22上，两个水箱6能够维持整个装置的平衡，通过支撑架22安装水箱6，便于向水箱6内装水。
24.支座12的数量为四个，支座12对称安装在安装座2底部的四个角处，四个支座12的支撑效果好，当整个装置在物体表面上运动时，能够保持运动的稳定。
25.具体的，毛辊刷7放在两端，利用柔软的刷毛清洁死角，从而保证了各种死角处均可清洁，毛辊刷7的刷毛为可更换设计，根据不同的壁面材质换装不同的刷毛，电动机11使用带传动带动毛辊刷7旋转，通过毛辊刷7的高速旋转清除表面污渍，轴流风机1提供清洁内凹曲面时需要的正压力，可在毛辊刷7上安装力传感器，用以调节轴流风机1的转速，从而改变正压力的大小，中部采用三组平面旋转刷10用来清除毛辊刷7工作后留下的竖痕，传动部分采用了更为精准的同步带传动，平面旋转刷10则采用了锥齿轮传动，缓冲结构5内部为四组互斥的弹簧24来提高终端设备的曲面自适应能力，绳索吊点选择设置在轴流风机1的底座上，加之在其顶端连接一根辅助绳索，可以使电动绞盘3上牵引电机的位置布置更为灵活，越障需要通过安装在不同位置的光电传感器23的相互协作来进行，通过采集不同光电传感器23之间的信号来对前方障碍物进行判断，发现障碍物后绳索同时收缩，将终端设备抬起一定高度，直到光电传感器23均检测不到前方障碍物，之后控制设备沿壁面平移，正常运动时将各个光电传感器23的信号进行综合处理，比较信号间的差异来判断是否成功越过障碍，以及是否需要在障碍物表面开展作业。
26.在使用时，首先需要将5个电动绞盘3分别固定于壁面的顶部及地面，再将电动绞盘3上缠绕的绳索分别系于装置上的挂环4处，在运动时，通过控制轴流风机1，使得清洁机器人吸附于壁面，之后，通过控制电动绞盘3的收放绳可完成横向和纵向的越障，如连接在轴流风机1顶部的电动绞盘3可控制纵向越障，而其余位置的电动绞盘3可配合进行横向越障，进而完成清洁机器人的的路径规划，实现全域立面的清洁，同时，通过控制喷头9处阀门
的开合，使水流喷向清洗面、毛辊刷7和平面旋转刷10上，实现清洗。
27.本实用新型通过轴流风机1和电动绞盘3，可以在任意物体的表面运行，应用了毛辊刷7和平面旋转刷10，可以实现清扫功能，应用了水箱6和喷头9，可对物体表面和刷体进行清洗，应用了缓冲结构5，提高了设备的曲面自适应能力，使用范围更广，应用了万向轮13，能够在任意表面平稳运行，应用了光电传感器23，可以自动检测障碍物，保证装置运转时不会发生碰撞。
28.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。