一种用于清洁建筑外墙越障式机器人的推力越障机构的制作方法

本实用新型涉及清洁机器人技术领域，更具体地说，涉及一种用于清洁建筑外墙越障式机器人的推力越障机构。

背景技术：

高楼随着城市现代化的发展，变得越来越普遍。随着楼层数量的增大，对于高楼墙壁的清洗却成为了一项繁重而危险工作。目前国内外常采用升降平台或者吊篮承载清洗人员来完成对高楼墙壁的清洗。而此种清洗方法不仅效率低下，费用昂贵，而且安全系数低，常有清洁人员坠落事故的发生。因此急需利用机器来替代人工进行高楼墙面的清洗工作。

目前市面上清洁墙壁清洁机器人具有越障能力差、越障不灵活或越障结构复杂等缺点。而且现有的清洁机器人大多采用气动吸盘作为负压装置，来实现机器人贴紧外墙以达到墙壁清洗的效果，但是这种采用气动吸盘作为负压装置的方式仅仅适用于光滑平整的外墙表面，对于外墙表面凹凸、具有曲面或相对复杂的状况，气动吸盘会大大降低吸附能力，导致清洁机器人无法与外墙紧贴而影响外墙的清洗效果。因此，现有这种采用气动吸盘作为负压装置的清洁机器人结构大大降低了清洁机器人的适用范围、通用性和实用性，也影响外墙的清洗效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种用于清洁建筑外墙越障式机器人的推力越障机构，该推力越障机构越障能力强，而且可使得机器人紧贴于外墙以达到有效并很好的清洁建筑外墙的效果，从而使得机器人适用范围广以及通用性和实用性强。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种用于清洁建筑外墙越障式机器人的推力越障机构，安装在机器人本体上；其特征在于：包括均设置在机器人本体上的越障行走装置和推力装置；所述越障行走装置均匀分布在机器人本体的两侧；所述越障行走装置为三角式履带轮；所述推力装置设置在机器人本体端面的中心轴线上，推力装置工作时产生推力，实现越障行走装置紧贴建筑外墙的表面。

在上述方案中，本实用新型推力越障机构的越障行走装置为三角式履带轮，可大大提高机器人的越障能力，而且设置了推力装置可使得机器人紧贴于外墙以达到有效并很好的清洁建筑外墙的效果。本实用新型采用推力装置代替现有技术中采用气动吸盘作为负压装置的方式，使得机器人不仅仅只适用于光滑平整的外墙表面，也适用于对外墙表面凹凸、具有曲面或相对复杂状况的外墙进行清洁，使得机器人可对不同类型的外墙进行清洁，从而使得机器人适用范围广以及通用性和实用性强。而推力装置设置在机器人本体端面的中心轴线上，可提高机器人紧贴于外墙的平行性。

所述推力装置包括若干个用于产生推力的涵道部件和用于固定涵道部件的固定支架；所述固定支架与涵道部件连接，将涵道部件固定于机器人本体端面的中心轴线上。

若干个所述涵道部件沿机器人本体长度方向排列设置在机器人本体端面的中心轴线上。涵道部件的数量可根据机器人本体的大小来设定。

每个所述涵道部件由涵道风扇和电机连接组成；所述涵道风扇的风扇直径为70mm。本实用新型的涵道部件是市面上现有采用的一种电机与涵道风扇组成的配件，主要应用于模型飞机上。

本实用新型还包括用于控制涵道部件转速和开关的遥控器；所述遥控器与涵道部件采用无线控制的方式实现信号连接。本实用新型可通过遥控器无线控制涵道部件中电机的转速和开、关，从而提高机器人的智能性。

所述越障行走装置包括两个保持架，均安装在两个保持架之间的大履带轮和小履带轮，履带以及轴心；所述大履带轮和小履带轮相间排列成三角状；所述轴心穿设在两个保持架中心；所述履带包覆在大履带轮和小履带轮上。

所述大履带轮和小履带轮相间排列成三角状是指：每个所述小履带轮设置在两个相邻的大履带轮之间，并且大履带轮和小履带轮排列成三角状。

本实用新型还包括D轴和轴承；所述小履带轮和大履带轮均通过D轴和轴承安装在两个保持架之间。

本实用新型还包括轴承座和直线轴承；所述轴心依次穿过直线轴承、两个保持架中心和轴承座，实现轴心与两个保持架中心连接。

本实用新型的越障行走装置是这样工作的：

(1)在平面墙壁行走：越障行走装置为三角式履带轮，直线行走时，履带在摩擦力的作用下在壁面上做纯滚动(即保持架相对墙壁不转动，机器人仍然能直线行走)，从而带动大履带轮转动；但是由于保持架与大履带轮和小履带轮之间是通过D轴和轴承连接的，所以大履带轮和小履带轮能够在保持架上发生相对转动，故在直线行走的时候，保持架相对于墙壁不会发生转动。

(2)越障行走时：当前面的大履带轮或小履带轮接触到障碍物的时候，由于保持架与大履带轮或小履带轮之间可以发生相对转动，保持架将绕着障碍物翻滚并越过障碍物，待越过障碍物后，保持架再次达到与墙壁保持不转动状态。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型用于清洁建筑外墙越障式机器人的推力越障机构越障能力强，而且可使得机器人紧贴于外墙以达到有效并很好的清洁建筑外墙的效果，从而使得机器人适用范围广以及通用性和实用性强。

附图说明

图1是用于清洁建筑外墙越障式机器人的示意图；

图2是推力越障机构中越障行走装置的示意图；

图3是推力越障机构中越障行走装置的爆炸图；

其中，1为机器人本体、2为越障行走装置、3为固定支架、4为涵道风扇、5为保持架、6为大履带轮、7为小履带轮、8为履带、9为轴心、10为D轴、11为轴承、12为轴承座、13为直线轴承。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

本实施例采用的涵道风扇为FMS菲摩斯厂家生产的风扇直径为70mm的涵道风扇，而与涵道风扇连接的电机则采用型号为2860的无刷内转电机，电机转速参数是KV1850。

如图1至图3所示，本实用新型用于清洁建筑外墙越障式机器人的推力越障机构是安装在机器人本体1上的，其包括均设置在机器人本体1上的四个越障行走装置2和推力装置，四个越障行走装置2均匀分布在机器人本体1的两侧；该越障行走装置2为三角式履带轮。而推力装置设置在机器人本体1端面的中心轴线上，推力装置工作时产生推力，实现越障行走装置2紧贴建筑外墙的表面。

本实用新型的推力装置包括两个用于产生推力的涵道部件和用于固定涵道部件的固定支架3，该固定支架3与涵道部件连接，将涵道部件固定于机器人本体1端面的中心轴线上。涵道部件沿机器人本体1长度方向排列设置在机器人本体1端面的中心轴线上，每个涵道部件由涵道风扇4和电机(未图示)连接组成，该涵道风扇4的风扇直径为70mm。本实用新型还包括用于控制涵道部件转速和开关的遥控器，该遥控器与涵道部件采用无线控制的方式实现信号连接。本实用新型可通过遥控器无线控制涵道部件中电机的转速和开、关，从而提高机器人的智能性。

本实用新型的越障行走装置2包括两个保持架5，均安装在两个保持架5之间的大履带轮6和小履带轮7，履带8以及轴心9，其中，大履带轮6和小履带轮7相间排列成三角状，轴心9穿设在两个保持架5中心，履带8包覆在大履带轮6和小履带轮7上。

其中，大履带轮6和小履带轮7相间排列成三角状是指：每个小履带轮7设置在两个相邻的大履带轮6之间，并且大履带轮6和小履带轮7排列成三角状。本实用新型还包括D轴10和轴承11，小履带,7和大履带轮6均通过D轴10和轴承11安装在两个保持架5之间。本实用新型还包括轴承座12和直线轴承13，轴,9依次穿过直线轴承13、两个保持架5中心和轴承座12，实现轴心9与两个保持架5中心连接。

本实用新型的越障行走装置是这样工作的：

(1)在平面墙壁行走：越障行走装置为三角式履带轮，直线行走时，履带8在摩擦力的作用下在壁面上做纯滚动(即保持架相对墙壁不转动，机器人仍然能直线行走)，从而带动大履带轮6和小履带轮7转动；但是由于保持架5与大履带轮6和小履带轮7之间是通过D轴10和轴承11连接的，所以大履带轮6和小履带轮7能够在保持架5上发生相对转动，故在直线行走的时候，保持架5相对于墙壁不会发生转动。

(2)越障行走时：当前面的大履带轮6或小履带轮7接触到障碍物的时候，由于保持架5与大履带轮6或小履带轮7之间可以发生相对转动，保持架5将绕着障碍物翻滚并越过障碍物，待越过障碍物后，保持架5再次达到与墙壁保持不转动状态。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。