高空作业机器人的制作方法

本申请涉及一种高空作业机器人。

背景技术：

在工况危险的领域，机器人替代人工是一个不可逆转的趋势，特别是在高空作业领域，高楼大厦外墙的安装、清洗、装修维护等高空作业场景，将越来越多使用机器人来进行作业，用机器人替代高空作业的蜘蛛人是不可逆转的趋势。当高空作业机器人在高楼建筑外墙运动作业时，必须能够实时检测建筑外墙平面，并智能识别外墙面的结构，这样才能稳定有序的完成高空作业工作，特别在高楼外墙清洗工作中，机器人需要接触并紧贴墙面进行清洗作业，机器人的自动检测与识别显得尤为重要。

现有的部分高空作业设备没有建筑外墙平面检测技术，只靠工人来判断和调整。

有些高空作业机器人通过超声波传感器来进行检测，还有些高空作业机器人则通过激光传感器来进行检测。

没有建筑外墙平面检测技术的高空作业设备，其缺点是：在高空作业过程中，遇到墙面的各种场景时，设备无法自动判断和调整，必须要人工判断墙面情况并手动进行调整，非常的不方便，并且非常不可控和不可靠，出现误判或者错误的概率很大，从而导致高空作业设备效率低、使用复杂度高、适用场景少，安全性低。

使用超声波传感器的高空作业机器人，其缺点是超声波发散角大，测量精度不高，存在较大误差值，会导致高空作业机器人在清洗作业时出现较大盲区、越障失灵、洗不干净等问题。

使用激光传感器的高空作业机器人，其缺点是高空作业机器人对墙面的检测是实时进行的，激光传感器需要一直持续打开才能完成实时检测，但是由于激光光强太大而会穿透高楼的玻璃幕墙而照射到大楼内的办公人员，极大的影响大楼内人员正常工作，这个方案实用性较差。

技术实现要素：

本申请目的是：针对上述问题，本申请提出一种高空作业机器人，其能够实时自动高精度识别高楼建筑外墙表面的障碍物结构，以保障机器人跨越各种障碍物，不会出现作业时的工作盲区，同时其对障碍物进行检测时不会影响建筑物内的办公人员。

本申请的技术方案是：

一种高空作业机器人，包括机器人本体，所述机器人本体上设置有：

越障单元，以及

与所述越障单元电路连接的控制单元；

所述机器人本体还设置有与所述控制单元电路连接的超声波测距单元和激光测距单元。

本申请这种高空作业机器人在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述机器人本体的面向玻璃处设置有惧障组件。

所述惧障组件包括所述高空作业机器人的作业单元和/或行走单元。

所述惧障组件包括：

毛刷，或/和

刮条，或/和

扒头，或/和

吸盘，或/和

毛刷挡片，或/和

喷嘴，或/和

机器人本体的外壳，或/和

电动推杆，或/和

限位轮。

在所述高空作业机器人的行走方向上，所述超声波测距单元和激光测距单元布置在所述惧障组件的前方。

在所述高空作业机器人的行走方向上，所述超声波测距单元布置在所述激光测距单元的前方。

所述超声波测距单元和所述激光测距单元均分别设置有至少两个，其中一个所述超声波测距单元和其中一个所述激光测距单元布置在所述惧障组件的前侧，另一个所述波测距单元和另一个所述激光测距单元布置在所述惧障组件的后侧。

所述超声波测距单元和所述激光测距单元均分别设置有两个。

所述超声波测距单元和所述激光测距单元均分别设置有四个，第三个所述超声波测距单元和第三个所述激光测距单元布置在所述惧障组件的左侧，第四个所述超声波测距单元和第四个所述激光测距单元布置在所述惧障组件的右侧。

本申请具有以下有益效果：

1、超声波测距单元与激光测距单元结合，既保证了对建筑外墙表面检测的持续性，又保证了对建筑外墙表面检测的精度，激光测距精度可以做到毫米级别，如此保障机器人能够根据检测数据而做相应动作跨越各种障碍物，使得高空作业机器人不会出现作业时的工作盲区。

2、先由超声波测距单元进行检测，检测到障碍物结构时才启用激光测距，这样可避免激光测距持续开启而影响建筑物内的办公人员，方案实用性非常高。

3、使用此方案能够稳定高效的实时检测建筑物外墙表面的结构，极大提升高空作业机器人的工作效率及工作精度，实现高空作业机器人的全自动、智能化无死角作业。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步介绍：

图1为本申请实施例中高空作业机器人的结构示意图。

其中：1-机器人本体，2-惧障组件，3-控制单元，4-超声波测距单元，5-激光测距单元。

具体实施方式

图1示出了本申请这种高空作业机器人的一个具体实施例，该高空作业机器人是对高空幕墙进行清洗作业的高空清洗作业机器人，当然其也可以是高空喷涂机器人或高空检测机器人等。与传统高空作业机器人相同的是，该高空作业机器人也包括机器人本体1，所述机器人本体1上设置有用于使机器人跨越障碍的越障单元以及与越障单元电路连接的控制单元3。控制单元用于控制越障单元动作，从而使机器人能够顺利越过障碍物。显然，本机器人本体1上还配置有作业单元和行走单元。其中，作业单元直接作用于楼面而对楼面作清洗作业，其通常包括滚刷、水雾喷嘴等组件；而行走单元用于带动机器人在楼面上行走，其通常包括滚轮、吸盘等组件。

本实施例的关键改进，上述机器人本体1还设置有与上述控制单元3电路连接的超声波测距单元4和激光测距单元5。即该机器人本体1上同时配置有超声波测距单元4和激光测距单元5，而非仅配置超声波测距单元4或激光测距单元5之一。

同时配置超声波测距单元4和激光测距单元5的好处在于：既能够保证机器人自动跨越障碍，又可避免其在作业时长时间发射激光而影响楼内工作人员。具体控制方法如下：

初始状态下超声波测距单元4处于开启状态，激光测距单元5处于关闭状态，在该高空作业机器人在作业面(通常为楼面)上行走而进行作业的过程中，若超声波测距单元4检测到前方有障碍物(如玻璃边框、装饰线条、灯饰、广告牌、显示屏和窗台等)，超声波测距单元4将该障碍物信号传输给控制单元2，控制单元2控制激光测距单元5开启而对作业面结构作高精度检测，进而精确获取前方作业面的尺寸信息；控制单元2根据上述获取的尺寸信息控制越障单元做越障动作，从而使高空作业机器人跨越障碍物；当高空作业机器人跨过障碍物后，控制单元2控制激光测距单元5恢复至初始的关闭状态，不再发射激光，避免对周围人员的干扰。

我们知道，在大多情况下，机器人之所以无法跨越障碍物，并不是因为机器人面向建筑物(玻璃幕墙)的间距不够高，而是因为其面向建筑物处配置有一些难以越过障碍物的组件，为了方便描述，我们将这类组件称为惧障组件2。若机器人以常规姿态走向障碍物时，这些惧障组件2会与障碍物擦碰干涉，而无法行走。前述惧障组件2通常包括高空作业机器人的作业单元和行走单元，具体如毛刷、刮条、扒头、吸盘、毛刷挡片、喷嘴、机器人本体的外壳、电动推杆、限位轮等部件。

考虑到机器人在行走时，只需跨越其前方的障碍物即可，并不需要考虑其非行走方向侧的障碍物，而若要很好地检测其前方的障碍物情况，那么必须保证超声波测距单元4发出的超声波和激光测距单元5发出的激光能够顺利向前投射出去。故而本实施例将超声波测距单元4和激光测距单元5布置于上述惧障组件2在高空作业机器人的行走方向上的前方，以防止惧障组件2遮挡住超声波或激光、影响超声波测距单元4和激光测距单元5对障碍物的检测。

进一步的，在高空作业机器人的行走方向上，超声波测距单元4布置在激光测距单元5的前方，或二者平齐布置。

再参照图1所示，考虑到大多数的高空作业机器人在实际应用时既能前行又能反方向后退，故而本实施例一共设置了两个超声波测距单元4和两个激光测距单元5，其中一个超声波测距单元4和其中一个激光测距单元5布置在惧障组件2的前侧，另一个超声波测距单元4和另一个激光测距单元5则布置在惧障组件2的后侧。当机器人向前行走时，惧障组件2前侧的超声波测距单元4和激光测距单元5检测障碍物；当机器人后退行走时，惧障组件2后侧的超声波测距单元4和激光测距单元5检测障碍物。

当然，有些高空作业机器人不仅能够前后、后退，还能够侧向向左或向右行走，这时候，我们还可以在惧障组件2的左右两侧再分别设置一个超声波测距单元4和一个激光测距单元5，一共配置四个超声波测距单元4和四个激光测距单元5。

本申请所说的“前、后、左、右”，以图1为参照，平行于纸面向上为前，平行于纸面向下为后，平行于纸面向左为左，平行于纸面向右为右。

当然，上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。