专利名称：高层建筑外壁面清洁机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高层建筑外壁面的清洗装置，尤其是涉及一种高层建筑外壁面清
洁机器人。
背景技术：
高层建筑外壁面清洁包括高层建筑擦窗、高层建筑外墙面清洁等作业，由于这种 作业环境是不会按照机器人功能和技术的要求改变的，而且，具体的作业环境也会经常发 生变化(如窗户的开闭、外挂设备(空调等)的装拆和移动等)，因此在机器人技术中称此 为非结构化环境作业。高层建筑外壁面清洁属于空中作业，目前主要依靠人工完成，无疑这 种作业方式的作业环境非常危险和恶劣、且作业效率低、人工成本高，不言而喻，这种作业 方式亟待应用自动化技术和机器人技术取而代之。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、操作容
易、使用和维护方便的高层建筑外壁面清洁机器人。 本发明是通过以下技术方案来实现的 —种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机 器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附 机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于 机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器， 而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。 所述的飞行器可以为氦气球也可以为飞艇，且氦气球或者飞艇可以为多个。
在所述的飞行器的下部还设置有机器人视觉跟踪系统。
上述的清洁机构为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。
上述的吸附结构为吸附盘或者是抓持手。 本发明的有益效果是本发明结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便，其能 达到的性能指标为承载能力小于1000kg、飞行高度5 500m、供电电源36V 48V DC、功 率小于5kW、压縮空气0. 5MPa、2m^供水量5m^擦洗效率10m7min (取决于清洁器回转盘直 径或滚筒几何尺寸)、可擦洗水平、倾斜、垂直壁面等任意角度的壁面，且其越障能力(清洗 滚筒或回转式清洁器)h ^ 180mm。
图1为本发明一实施例的结构示意图； 图2为本发明所述的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图；
图3为本发明所述的吸附机构吸附倾斜壁面的结构示意图；
图4为本发明所述的吸附机构吸附水平壁面的结构示意 图5为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图； 图6为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图。 图中主要附图标记含义为 1、机器人主体2、清洗机构3、壁面吸附机构4、飞行器 5、牵引索 6、推进器 7、壁面
具体实施例方式
下面将结合附图，详细说明本发明的
具体实施例方式
图1为本发明一实施例的结构示意图。 如图1所示高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体1、清洁机构2、壁面吸 附机构3、机器人行走越障机构、机器人支援系统(提供水、电、气以及保护等)和GPS位姿 跟踪控制系统，其中，清洁机构2、壁面吸附机构3设置在机器人主体1上，而所述的机器人 行走越障机构为飞行器4，飞行器4位于机器人主体1的上部，其通过下部的牵引索5与机 器人主体1连接，飞行器4的下部还设置有推进器6，而所述的机器人支援系统(图中未示) 则设置在飞行器4内。 上述飞行器的牵引索5不仅可作为清洗机构2的牵引装置，而且可以作为水、电、 气管路的依附和支撑，同时提供了高空作业必须的保护功能。 所述的飞行器4可以为氦气球也可以为飞艇，且氦气球或者飞艇可以为多个，在 本实施例中，使用的是氦气球，且多个氦气球组成交叉牵引悬挂的方式，不仅方便飞行的制 导(类似于制导翼伞和风筝的控制)，而且可防止个别氦气球失效而发生坠落事故。
在所述的飞行器4的下部还设置有机器人视觉跟踪系统(图中未示)，以便对机器 人的模式识别的实时图像进行处理。 图2为本发明所述的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图；图3为本发明所述的 吸附机构吸附倾斜壁面的结构示意图；图4为本发明所述的吸附机构吸附水平壁面的结构 示意图；图5为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；图6为 本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图。 如图2至图6所示，清洁机构2可以为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。图 2至图4所示的是柔性清洗滚筒，与其对应的吸附机构3为吸附盘，而图5和图6所示的清 洁机构2为负压回转式清洁器，与其对应的吸附机构3为抓持手。由图2至图6可以看出， 无论是何种形式的壁面7，吸附机构3都可以与壁面7进行牢固吸附，而清洁结构2也可以 方便地对壁面7进行清洗，具有很好的适应性、实用性和可靠性。 本发明通过GPS位姿跟踪控制系统来进行控制，实现机器人的上下或者水平运 动。 以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换 或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器，而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。
2. 根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的飞行器为 氦气球或者飞艇。
3. 根据权利要求2所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的氦气球或 者飞艇为多个。
4. 根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，在所述的飞行器 的下部还设置有机器人视觉跟踪系统。
5. 根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的清洁机构 为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。
6. 根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的吸附结构 为吸附盘或者是抓持手。
全文摘要
本发明公开了一种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器，而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。本发明结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便。
文档编号A47L11/38GK101756678SQ20091026327
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者石立, 裴忠才 申请人:昆山昆航机器人研究所有限公司