一种悬吊系统的制作方法

本发明涉及一种悬吊系统，可以用来悬吊高楼幕墙清洗机器人等被悬吊装置。本发明中，将垂直于被悬吊装置所在平面的方向定义为前、后方向，将被悬吊装置所在平面的高度方向定义为上、下方向，将被悬吊装置所在平面中与高度方向相垂直的方向定义为左、右方向。

背景技术：

对于高楼幕墙的清洗是一项危险作业，目前常见的清洗方式是清洗工人进入吊篮后，将吊篮悬吊在高楼上，由清洗工人完成对玻璃幕墙的清洗。这种清洗方式具有较高的危险性。

为此，本领域技术人员研发出了高楼幕墙清洗机器人以代替清洗工人完成对高楼玻璃幕墙的清洗。高楼幕墙清洗机器人在作业时需要通过悬吊系统悬挂在清洗平面(高楼幕墙所在平面即为清洗平面)，并且通过对悬吊系统的控制实现高楼幕墙清洗机器人对整个清洗平面的完全覆盖，达到无死角清洗的目的。

蔡钦等.基于双线定位机制的幕墙清洁机器人运动系统[j].四川大学学报(自然科学版),2011,48(2)中描述了一种幕墙清洗机器人，该玻璃幕墙清洗机器人采用的悬吊系统为双绳单点方式，即有两根斜拉的绳索与玻璃幕墙清洗机器人本体相连，两根绳索交汇于一交汇点后与幕墙清洗机器人本体连接。这种悬吊系统的优点在于控制方式较为简单，缺点在于所悬吊的幕墙清洗机器人本体容易在外部风力作用的影响下绕过交汇点的竖直轴线转动。

张永德等.柔索驱动的玻璃幕墙清洗机器人研制及实验研究[j].仪器仪表学报,2013,34(3)中描述了一种玻璃幕墙清洗机器人，该玻璃幕墙清洗机器人采用的悬吊系统为双绳双点方式，即有两根斜拉的绳索与玻璃幕墙清洗机器人本体相连，两根绳索与玻璃幕墙清洗机器人本体之间具有两个连接点。相较于双绳单点方式，这种双绳双点的悬吊系统具有较为复杂的控制算法，较难实现有效控制。并且对于这种悬吊系统，由于绳索与玻璃幕墙清洗机器人本体之间具有两个间隔一定距离的连接点，因此随着玻璃幕墙清洗机器人在清洗平面的运动，两根绳索延长线的交点会发生改变，作用在两根绳索上的拉力的合力与玻璃幕墙清洗机器人本身的重力相结合会产生一个使玻璃幕墙清洗机器人发生上、下扭动的作用力，为了克服该作用力的影响，需要给玻璃幕墙清洗机器人额外增加配重并随着悬吊机器人在清洗平面的运动实时改变位置来改变整体机器人的重心和两根绳索上的拉力合力点匹配。而根据前文所述，这种双绳双点的悬吊系统本身就具有复杂的控制算法，设计该控制算法时还需要额外增加可移动配重机构及其控制算法，使得这种双绳双点的悬吊系统更加难以实现有效控制。

技术实现要素：

本发明的目的是：防止被悬吊装置前、后扭动的同时，确保悬吊系统具有较为简单的控制方式。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种悬吊系统，包括两个间隔一定距离的钢丝绳提升机构，钢丝绳提升机构设于基体的顶面，两个钢丝绳提升机构与控制单元建立数据通信，由控制单元控制钢丝绳提升机构；两个钢丝绳提升机构分别卷绕一根钢索，两根钢索斜拉在悬吊机构上，使得两根钢索与悬吊机构相连的端部的延长线交汇在交汇点上，其特征在于，悬吊机构包括：

连杆机构一及连杆机构二，连杆机构一的一端通过过渡连接部一与一根钢索连接固定，连杆机构二的一端通过渡连接部二与另一根钢索连接固定；

位于交汇点的转轴，转轴穿设在连杆机构一及连杆机构二的另一端上，使得连杆机构一及连杆机构二可绕转轴左、右摆动；

连接部，转轴穿设在连接部上，连接部用于将被悬吊装置固定在悬吊机构上；

穿设有转轴的连杆机构一的端部及连杆机构二的端部配合形成防扭转部，防扭转部用于吸收通过连接部传递过来的使被悬吊装置前、后扭动的扭转力。

优选地，还包括拉力检测器一及拉力检测器二，拉力检测器一用于检测所述连杆机构一受一根所述钢索的拉力，拉力检测器二用于检测所述连杆机构二受另一根所述钢索的拉力，拉力检测器一及拉力检测器二将检测到的拉力发送给所述控制单元，所述控制单元根据接收到的拉力及所述被悬吊装置的重力计算得到所述被悬吊装置的位置。

优选地，所述钢丝绳提升机构包括伺服电机及由伺服电机驱动的提升机构，伺服电机由所述控制单元控制，所述绳索的端部卷绕在提升机构上。

优选地，所述连杆机构一包括连杆一，连杆一的一端设有所述过渡连接部一，连杆一的另一端设有两个前、后布置的夹片一，所述转轴穿设在夹片一上；

所述连杆机构二包括连杆二，连杆二的一端设有所述过渡连接部二，连杆二的另一端设有夹片二，夹片二被两片夹片一夹紧，且所述转轴穿设在夹片二上。

优选地，所述夹片二与所述夹片一的接触部位具有一定面积，面积越大则可吸收的所述扭转力越大。

优选地，两个所述钢丝绳提升机构分别位于所述基体顶面的左、右两侧边缘。

本发明提供的悬吊系统通过双绳单点方式悬吊被悬吊装置，使得本发明具有较为简单的控制方式，同时本发明通过防扭转部来防止被悬吊装置前、后扭动，克服了现有双绳单点方式的缺陷。更进一步，本发明通过伺服电机来控制钢索的卷绕，相比于现有的通过卷扬机来卷绕钢索的结构而言，本发明具有更高的精度。更进一步，本发明通过拉力检测器检测得到两个连杆机构上的拉力后，结合已知的被悬吊装置的重力利用勾股定理便可计算出角度，通过角度即可获得被悬吊装置的相对位置，方便了对本发明的控制。

附图说明

图1为本实施例中的悬吊机构的结构示意图；

图2为本实施例中的悬吊机构的应用示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明提供的一种悬吊系统包括两个间隔一定距离的钢丝绳提升机构，钢丝绳提升机构固定在基体的顶面，两个钢丝绳提升机构分别卷绕一根钢索。当本发明应用在高楼幕墙清洗机器人上时，为了使得被本发明悬吊的高楼幕墙清洗机器人能够覆盖整个清洗平面，钢丝绳提升机构应当固定在高楼顶面的左、右两侧边缘。若单个楼面如果过大也可以人为地分成两个或者多个清洗平面来对待。理论上，存在有盲区，需要两钢索绕卷机构适当抬高。两钢索水平距离越长，理论盲区越大，具体情况具体对待。

在本实施例中，钢丝绳提升机构包括伺服电机及由伺服电机驱动的提升机构，伺服电机由控制单元控制，钢索的端部卷绕在提升机构上。伺服电机在控制单元的控制下驱动提升机构卷绕钢索或释放钢索。本发明采用伺服电机使得对钢索的控制精度更高，确保了被悬吊装置7能够更为精准地移动。

两根钢索斜拉在悬吊机构上，使得两根钢索与悬吊机构相连的端部的延长线交汇在交汇点上。如图1所示，本实施例中的悬吊机构包括连接环1-1、1-2，拉力传感器2-1、2-2，连接杆3-1、3-2，夹紧片4-1，夹紧片4-2，转轴5及连接件6。

两根钢索的一端分别与两个钢丝绳提升机构相连，另一端则分别与连接环1-1及连接环1-2连接固定。连接环1-1通过拉力传感器2-1与连接杆3-1的一端连接固定。连接环1-2通过拉力传感器2-2与连接杆3-2的一端连接固定。连接杆3-1的另一端固定有两个前、后布置的夹紧片4-1，连接杆3-2的另一端则固定有夹紧片4-2。由两片夹紧片4-1将夹紧片4-2夹紧，并且在本实施中，夹紧片4-1与夹紧片4-2的接触部位呈圆形，以增大接触面积。在夹紧片4-1、夹紧片4-2上穿设有转轴5，转轴5位于两根钢索延长线的交汇点处，且转轴5固定在连接件6上。结合图2，被悬吊装置7则通过连接件6与悬吊机构连接固定。

外部风力或其他因素施加在被悬吊装置7上使得被悬吊装置7会发生前、后扭动的扭转力，通过连接件6及转轴5传递至夹紧片4-1及夹紧片4-2，该扭转力使得夹紧片4-2有前、后扭动的趋势，但由于夹紧片4-2被夹紧片4-1夹紧，因此，夹紧片4-1限制了夹紧片4-2前、后扭动，从而吸收了外部风力或其他因素施加在被悬吊装置7上的扭转力，阻止被悬吊装置7前、后扭动。夹紧片4-1与夹紧片4-2的接触部位的面积越大，则可以吸收的扭转力就越大。

本发明通过拉力传感器2-1、2-2测量得到钢索施加在连接杆3-1、3-2上的拉力，并将实时测量得到的拉力值发送给控制单元，控制单元根据接收到的拉力值及被悬吊装置7的重力，利用勾股定理即可计算得到角度，从而得到被悬吊装置7的位置。

应当说明的是，利用本发明提供的悬吊系统控制被悬吊装置7在目标平面上移动可以采用蔡钦等.基于双线定位机制的幕墙清洁机器人运动系统[j].四川大学学报(自然科学版),2011,48(2)所描述的控制方法，也可以采用本领域技术人员所熟知的其他控制方法，在此不一一列举。