幕墙攀爬移动机构的制作方法

本实用新型涉及一种玻璃幕墙攀爬机械人，尤其是涉及一种玻璃幕墙攀爬机械人的幕墙攀爬移动机构。

背景技术：

玻璃幕墙攀爬机械人主要用于代替人工对玻璃幕墙进行清洗、检测等高空作业。玻璃幕墙攀爬机械人能够实现在玻璃幕墙上移动主要依靠攀爬移动机构来实现。现有技术中，为了实现玻璃幕墙攀爬机械人的转向，攀爬移动机构通常会包括吸附转向机构。如中国发明专利申请公布说明书CN130129639A公开的一种凸轮式负压吸附的爬壁机器人，其通过设置的吸附转向机构来实现爬壁机器人的转向调整。但该现有技术在转向调整或者行进过程中第一吸盘和第二吸盘始终接触幕墙的玻璃板的表面，会产生转向或者行进过程中的摩擦，影响转向或者行进运动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种幕墙攀爬移动机构，其应用于玻璃幕墙攀爬机械人，该玻璃幕墙攀爬机械人包括机架，该幕墙攀爬移动机构包括设于机架上的吸附转向机构；该吸附转向机构包括吸盘座、旋转驱动机构、回转支承以及升降驱动气缸，该吸盘座上设有第一真空吸盘，回转支承的外圈固定地安装于机架上，升降驱动气缸的缸体固定地安装于回转支承的内圈，该吸盘座固定地安装于升降驱动气缸的活塞杆；该旋转驱动机构设于机架与回转支承的内圈之间，以驱使回转支承的内圈转动。

本实用新型通过升降驱动气缸的动作以使第一真空吸盘和第二真空吸盘可选择地接触或者离开幕墙玻璃体的表面，在实现转向调整的同时能够提高玻璃幕墙攀爬机械人运动的可靠性。

附图说明

图1和图2分别示出了本实用新型应用的玻璃幕墙攀爬机械人的两个不同角度的立体示意图；

图3和图4均示出了本实用新型应用的玻璃幕墙攀爬机械人的一个正投影示意图，其中，图3示出了滚刷、滚轮以及第二真空吸盘均接触幕墙玻璃体的表面，而第一真空吸盘离开幕墙玻璃体的表面；图4示出了滚刷、滚轮以及第二真空吸盘均离开幕墙玻璃体的表面，而第一真空吸盘接触幕墙玻璃体的表面；

图5和图6分别示出了本实用新型的吸附转向机构的两个不同角度的立体分解示意图；

图7和图8分别示出了本实用新型应用的玻璃幕墙攀爬机械人的幕墙清洗装置的两个不同角度的立体示意图；

图9示出了本实用新型应用的玻璃幕墙攀爬机械人的幕墙清洗装置的立体分解示意图；

图10和图11分别示出了本实用新型应用的玻璃幕墙攀爬机械人的敲击式幕墙检测装置的两个不同角度的立体示意图；

图12示出了本实用新型应用的玻璃幕墙攀爬机械人的敲击式幕墙检测装置的立体分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一：

如图5和图6所示的一种幕墙攀爬移动机构，应用于玻璃幕墙攀爬机械人，如图1至图4所示该玻璃幕墙攀爬机械人包括机架10，该幕墙攀爬移动机构包括设于机架10上的吸附转向机构和吸附移动机构。

该吸附移动机构包括两组履带式行进组件，该两组履带式行进组件分别位于机架10的两侧。

各组履带式行进组件包括主动轮103、从动轮104以及套于主动轮103和从动轮104上的履带105，该履带105上设有第二真空吸盘106。该升降驱动气缸108为双轴气缸。本实施例中，各履带上的第二真空吸盘有数个，各履带上的第二真空吸盘沿着履带间隔分布，各第二真空吸盘可以分布配置一用于为第二真空吸盘提供负压的气缸，具体可参见中国发明专利申请公布说明书CN130129639A公开的技术方案。

该吸附转向机构包括吸盘座107、旋转驱动机构、回转支承以及升降驱动气缸108，该吸盘座107上设有第一真空吸盘111，回转支承的外圈112固定地安装于机架10上，升降驱动气缸的缸体109固定地安装于回转支承的内圈113，该吸盘座107固定地安装于升降驱动气缸的活塞杆110；

该旋转驱动机构设于机架10与回转支承的内圈113之间，以驱使回转支承的内圈113相对回转支承的外圈112转动。

本实施例中，回转支承的外圈可通过螺钉(图中未示出)以可拆装的方式固定地安装于机架上，升降驱动气缸的缸体也可通过螺钉(图中未示出)以可拆装的方式固定地安装于回转支承的内圈上，吸盘座可通过紧定螺钉(图中未示出)以可拆装的方式固定地安装于升降驱动气缸的活塞杆上。

本实施例中，回转支承还包括设于回转支承的外圈与内圈之间的滚动体(图中未示出)，以使回转支承的外圈与内圈能够相对转动，回转支承属于现有技术，此处不再赘述。

本实施例中，第一真空吸盘的数量可以是多个，所有第一真空吸盘可以分别通过气体流通管道连接同一个气缸以为所有第一真空吸盘能够产生负压。当然，也可以是，各第一真空吸盘分别配置一气缸，每个第一真空吸盘通过其气路连通的气缸来产生负压。

本实施例中，通过吸盘座上的第一真空吸盘可实现吸附幕墙玻璃表面。

本实施例可以实现转向调整的同时能够提高玻璃幕墙攀爬机械人运动(包括行进运动和转向运动)的可靠性。

本实施例中，通过升降驱动气缸的动作以使第一真空吸盘可选择地接触或者离开幕墙玻璃体。

本实施例中，吸附转向机构的工作原理如下：

在玻璃幕墙攀爬机械人需要行进时，通过升降驱动气缸驱使吸盘座朝远离幕墙玻璃体的方向运动以使第一真空吸盘能够离开幕墙玻璃体，本实施例中，第一真空吸盘够离开幕墙玻璃体的距离的大小可以通过设置升降驱动气缸的活塞杆的行程来选择确定。履带上的第二真空吸盘接触幕墙玻璃体的表面并开始工作，于履带运转时即可实现玻璃幕墙攀爬机械人的行进。在玻璃幕墙攀爬机械人的行进过程中，由于第一真空吸盘够离开幕墙玻璃体，可避免第一真空吸盘与幕墙玻璃体相互接触摩擦而影响行进运动，以提高玻璃幕墙攀爬机械人行进运动的稳定性和可靠性。

在玻璃幕墙攀爬机械人需要转向调整时，通过升降驱动气缸驱使吸盘座朝靠近幕墙玻璃体的方向运动以使第一真空吸盘能够接触幕墙玻璃体，并于第一真空吸盘产生负压时吸附于幕墙玻璃体上，履带上的第二真空吸盘停止工作，所有第二真空吸盘不产生负压。此时可继续通过升降驱动气缸驱使吸盘座朝靠近幕墙玻璃体的方向运动以使履带上的第二真空吸能够离开幕墙玻璃体，本实施例中，第二真空吸盘够离开幕墙玻璃体的距离的大小可以通过设置升降驱动气缸的活塞杆的行程来选择确定。此后通过旋转驱动机构驱使回转支承的外圈与内圈相对转动过程中实现玻璃幕墙攀爬机械人转向调整。在玻璃幕墙攀爬机械人的转向调整过程中，由于第二真空吸盘够离开幕墙玻璃体，可避免第二真空吸盘与幕墙玻璃体相互接触摩擦而影响转向运动，以提高玻璃幕墙攀爬机械人转向运动的稳定性和可靠性。

在转向调整完成后，再施行上述玻璃幕墙攀爬机械人需要行进的实施过程即可。

该旋转驱动机构包括转向驱动电机114和转向蜗杆115，该转向驱动电机114固定地安装于机架10上，该转向蜗杆115与转向驱动电机114的输出轴固定连接以使转向驱动电机驱使转向蜗杆转动，该回转支承的内圈113的外侧壁设有周向分布的蜗轮式轮齿116，该转向蜗杆115与回转支承的内圈的蜗轮式轮齿116啮合传动。

本实施例中，转向蜗杆与回转支承的内圈的蜗轮式轮齿组成蜗轮蜗杆传动。可利用蜗轮蜗杆传动的自锁性来实现转向调整的稳定性和正确性。

本实施例中，转向蜗杆转动时即可驱使回转支承的外圈与内圈发生相对转动。

实施例二：

如图1至图12所示的一种玻璃幕墙攀爬机械人，包括机架10和设于机架10上的幕墙攀爬移动机构，该幕墙攀爬移动机构包括吸附移动机构和吸附转向机构，该吸附移动机构包括两组履带式行进组件，该两组履带式行进组件分别位于机架10的两侧；

该机架的头部101设有敲击式幕墙检测装置20；

该机架的尾部102设有幕墙清洗装置30。

本实施例中，机架的头部101与机架的尾部102是首尾相对的。

本实施例中，通过设置幕墙攀爬移动机构来实现整体的攀爬运动，通过设置敲击式幕墙检测装置来实现对幕墙的玻璃体的检测，通过设置幕墙清洗装置来实现对幕墙的玻璃体的表面40的清洗，由此以实现多功能使用，且敲击式幕墙检测装置和幕墙清洗装置分别位于机架的头部和尾部，其布局设计合理。

本实施例中，该敲击式幕墙检测装置和幕墙清洗装置除本实施例公开的技术方案外，还可采用现有技术。

各组履带式行进组件包括主动轮103、从动轮104以及套于主动轮103和从动轮104上的履带105，该履带105上设有第二真空吸盘106。本实施例中，各履带上的第二真空吸盘有数个，各履带上的第二真空吸盘沿着履带间隔分布，各第二真空吸盘可以分布配置一用于为第二真空吸盘提供负压的气缸，具体可参见中国发明专利申请公布说明书CN130129639A公开的技术方案。

本实施例中，幕墙攀爬移动机构、敲击式幕墙检测装置和幕墙清洗装置能够的组合使用能够实现爬壁、检测及清洗作业。

如图5和图6所示，该吸附转向机构包括吸盘座107、旋转驱动机构、回转支承以及升降驱动气缸108，该吸盘座107上设有第一真空吸盘111，回转支承的外圈112固定地安装于机架10上，升降驱动气缸的缸体109固定地安装于回转支承的内圈113，该吸盘座107固定地安装于升降驱动气缸的活塞杆110；

该旋转驱动机构设于机架10与回转支承的内圈113之间，以驱使回转支承的内圈113相对回转支承的外圈112转动。

本实施例中，回转支承的外圈可通过螺钉(图中未示出)以可拆装的方式固定地安装于机架上，升降驱动气缸的缸体也可通过螺钉(图中未示出)以可拆装的方式固定地安装于回转支承的内圈上，吸盘座可通过紧定螺钉(图中未示出)以可拆装的方式固定地安装于升降驱动气缸的活塞杆上。

本实施例中，回转支承还包括设于回转支承的外圈与内圈之间的滚动体(图中未示出)，以使回转支承的外圈与内圈能够相对转动，回转支承属于现有技术，此处不再赘述。

本实施例中，第一真空吸盘的数量可以是多个，所有第一真空吸盘可以分别通过气体流通管道连接同一个气缸以为所有第一真空吸盘能够产生负压。当然，也可以是，各第一真空吸盘分别配置一气缸，每个第一真空吸盘通过其气路连通的气缸来产生负压。

本实施例中，通过吸盘座上的第一真空吸盘可实现吸附幕墙玻璃表面。

本实施例可以实现转向调整的同时能够提高玻璃幕墙攀爬机械人运动(包括行进运动和转向运动)的可靠性。

本实施例中，通过升降驱动气缸的动作以使第一真空吸盘可选择地接触或者离开幕墙玻璃体。

本实施例中，吸附转向机构的工作原理如下：

在玻璃幕墙攀爬机械人需要行进时，通过升降驱动气缸驱使吸盘座朝远离幕墙玻璃体的方向运动以使第一真空吸盘能够离开幕墙玻璃体，本实施例中，第一真空吸盘够离开幕墙玻璃体的距离的大小可以通过设置升降驱动气缸的活塞杆的行程来选择确定。履带上的第二真空吸盘接触幕墙玻璃体的表面并开始工作，于履带运转时即可实现玻璃幕墙攀爬机械人的行进。在玻璃幕墙攀爬机械人的行进过程中，由于第一真空吸盘够离开幕墙玻璃体，可避免第一真空吸盘与幕墙玻璃体相互接触摩擦而影响行进运动，以提高玻璃幕墙攀爬机械人行进运动的稳定性和可靠性。

在玻璃幕墙攀爬机械人需要转向调整时，通过升降驱动气缸驱使吸盘座朝靠近幕墙玻璃体的方向运动以使第一真空吸盘能够接触幕墙玻璃体，并于第一真空吸盘产生负压时吸附于幕墙玻璃体上，履带上的第二真空吸盘停止工作，所有第二真空吸盘不产生负压。此时可继续通过升降驱动气缸驱使吸盘座朝靠近幕墙玻璃体的方向运动以使履带上的第二真空吸能够离开幕墙玻璃体，本实施例中，第二真空吸盘够离开幕墙玻璃体的距离的大小可以通过设置升降驱动气缸的活塞杆的行程来选择确定。此后通过旋转驱动机构驱使回转支承的外圈与内圈相对转动过程中实现玻璃幕墙攀爬机械人转向调整。在玻璃幕墙攀爬机械人的转向调整过程中，由于第二真空吸盘够离开幕墙玻璃体，可避免第二真空吸盘与幕墙玻璃体相互接触摩擦而影响转向运动，以提高玻璃幕墙攀爬机械人转向运动的稳定性和可靠性。

在转向调整完成后，再施行上述玻璃幕墙攀爬机械人需要行进的实施过程即可。

该旋转驱动机构包括转向驱动电机114和转向蜗杆115，该转向驱动电机114固定地安装于机架10上，该转向蜗杆115与转向驱动电机114的输出轴固定连接以使转向驱动电机驱使转向蜗杆转动，该回转支承的内圈113的外侧壁设有周向分布的蜗轮式轮齿116，该转向蜗杆115与回转支承的内圈的蜗轮式轮齿116啮合传动。

本实施例中，转向蜗杆与回转支承的内圈的蜗轮式轮齿组成蜗轮蜗杆传动。可利用蜗轮蜗杆传动的自锁性来实现转向调整的稳定性和正确性。

本实施例中，转向蜗杆转动时即可驱使回转支承的外圈与内圈发生相对转动。

该升降驱动气缸108为双轴气缸。

如图7至图9所示，该幕墙清洗装置包括清洗摆动架301、滚刷支架302和用于清洗幕墙的玻璃体的滚刷303；

该清洗摆动架301的一端铰接于机架10上，另一端设有清洗摆动架穿孔304；本实施例中，该清洗摆动架301的一端铰接于机架的尾部102；

该滚刷303安装于滚刷支架302上；

该滚刷支架302设有与清洗摆动架穿孔304位置对应的滚刷支架滑动杆305；

滚刷支架滑动杆的外伸端306穿出与该滚刷支架滑动杆位置对应的清洗摆动架穿孔304，并且滚刷支架滑动杆305与该滚刷支架滑动杆位置对应的清洗摆动架穿孔304滑动配合，滚刷支架滑动杆的外伸端306设有滚刷支架限位挡片307，滚刷支架限位挡片307的直径大于清洗摆动架穿孔304的直径。滚刷支架限位挡片307与清洗摆动架301相抵靠时限止滚刷支架302朝远离清洗摆动架301的方向的运动；

滚刷支架滑动杆305上套有滚刷支架弹簧308，滚刷支架弹簧308的一端抵压在滚刷支架302上，另一端抵压在清洗摆动架301上；

该机架10与清洗摆动架301之间设有可驱使清洗摆动架301相对机架10摆动的清洗摆动驱动机构。

本实施例中，清洗摆动架相对机架摆动时可选择地使滚刷接触或者离开幕墙的玻璃体表面。在需要清洗幕墙的玻璃体表面时，驱使清洗摆动架相对机架摆动以使滚刷接触幕墙的玻璃体表面。在不需清洗幕墙的玻璃体表面时，驱使清洗摆动架相对机架摆动以使滚刷离开幕墙的玻璃体表面，可提高使用的灵活性。本实施例中，可以在玻璃幕墙攀爬机械人攀爬幕墙的行进过程中利用滚刷刷洗幕墙的玻璃板。

并且通过设置滚刷支架弹簧以使滚刷支架采用浮动装配形式，可调节滚刷抵压幕墙的玻璃体表面的压力，可以避免因硬性接触而降低使用寿命等不良影响，可起到减震缓冲作用。

本实施例中，该清洗摆动架穿孔有2个，该滚刷支架滑动杆有2根，各滚刷支架滑动杆分别与一个清洗摆动架穿孔位置对应。各滚刷支架滑动杆的外伸端穿出与该滚刷支架滑动杆位置对应的清洗摆动架穿孔。

该清洗摆动驱动机构包括清洗转轴309、清洗连架杆310、清洗连杆311、清洗蜗轮312、清洗蜗杆313和清洗驱动电机314；

该清洗转轴309可转动地安装于机架10上，该清洗蜗轮312以及清洗连架杆310的一端分别固定地安装于清洗转轴309上，该清洗连架杆310的另一端与清洗连杆311的一端铰接，该清洗连杆311的另一端与清洗摆动架301铰接；

该清洗蜗杆313与清洗驱动电机314的输出轴固定连接以使清洗驱动电机314驱使清洗蜗杆313转动，该清洗蜗杆313与清洗蜗轮312啮合传动。

本实施例中，清洗连架杆、清洗连杆以及清洗摆动架构成曲柄摇杆机构，其中清洗连架杆可作为曲柄，清洗摆动架可作为摇杆。

该技术方案公开的清洗摆动驱动机构可利用蜗轮蜗杆传动的自锁性来实现清洗摆动架摆动调节的稳定性和正确性。

如图10至图12所示，该敲击式幕墙检测装置20包括检测摆动架201、检测支架202和设有敲击头203的激励装置204；

该检测摆动架201的一端铰接于机架10上，另一端设有检测摆动架穿孔205；本实施例中，该检测摆动架201的一端铰接于机架的头部101；

该激励装置204安装于检测支架202上；本实施例中，该敲击式幕墙检测装置还包括安装于检测支架上设有传感器的压紧装置，该压紧装置可将传感器压紧于幕墙的玻璃板的表面；激励装置、压紧装置以及传感器属于现有技术，具体可参见中国实用新型专利说明书CN207923787U公开的技术方案，也可参见北京航空航天大学机械工程及自动化学院的张传淼、刘荣以及王珂于2013年12月于《机械工程与自动化》发表的“用于玻璃幕墙现场检测的爬壁机器人的研制”(文章编号1672-6413(2013)06-0130-03)公开的检测装置，此处不再赘述；

该检测支架202的两侧分别设有滚轮206，滚轮于检测摆动架摆动时可选择地离开或者接触幕墙的玻璃板表面，该技术方案通过设置滚轮具有能够确定检测支架上的激励装置离幕墙的玻璃板表面的距离，由此以保证在对幕墙的玻璃板进行敲击检测过程中，激励装置(即敲击头)离幕墙的玻璃板表面具有预定的距离，避免出现敲击头紧贴离幕墙的玻璃板表面而无法进行敲击检测的现象，以保证敲击检测的顺利进行；

该检测支架202设有与检测摆动架穿孔205位置对应的检测支架滑动杆207；

检测支架滑动杆的外伸端208穿出与该检测支架滑动杆位置对应的检测摆动架穿孔205，并且检测支架滑动杆207与该检测支架滑动杆位置对应的检测摆动架穿孔205滑动配合，检测支架滑动杆的外伸端208设有检测支架限位挡片209，检测支架限位挡片209的直径大于检测摆动架穿孔205的直径；检测支架限位挡片209与检测摆动架201相抵靠时限止检测支架202朝远离检测摆动架201的方向的运动；

检测支架滑动杆207上套有检测支架弹簧210，检测支架弹簧210的一端抵压在检测支架202上，另一端抵压在检测摆动架201上；

该机架10与检测摆动架201之间设有可驱使检测摆动架201相对机架10摆动的检测摆动驱动机构。

本实施例中，检测摆动架相对机架摆动时可选择地使滚轮接触或者离开幕墙的玻璃体表面。在需要检测幕墙的玻璃体表面时，驱使检测摆动架相对机架摆动以使滚轮接触并抵压于幕墙的玻璃体表面。在不需检测幕墙的玻璃体表面时，驱使检测摆动架相对机架摆动以使滚轮离开幕墙的玻璃体表面，可提高使用的灵活性。

并且通过设置检测支架弹簧以使检测支架采用浮动装配形式，可调节滚轮抵压幕墙的玻璃体表面的压力，可以避免因硬性接触而降低使用寿命等不良影响，可起到减震缓冲作用。

本实施例中，该检测摆动架穿孔有2个，该检测支架滑动杆有2根，各检测支架滑动杆分别与一个检测摆动架穿孔位置对应。各检测支架滑动杆的外伸端穿出与该检测支架滑动杆位置对应的检测摆动架穿孔。

该检测摆动驱动机构包括检测转轴211、检测连架杆212、检测连杆213、检测蜗轮214、检测蜗杆215和检测驱动电机216；

该检测转轴211可转动地安装于机架10上，该检测蜗轮214以及检测连架杆212的一端分别固定地安装于检测转轴211上，该检测连架杆212的另一端与检测连杆213的一端铰接，该检测连杆213的另一端与检测摆动架201铰接；

该检测蜗杆215与检测驱动电机216的输出轴固定连接以使检测驱动电机216驱使检测蜗杆215转动，该检测蜗杆215与检测蜗轮214啮合传动。

本实施例中，检测连架杆、检测连杆以及检测摆动架构成曲柄摇杆机构，其中检测连架杆可作为曲柄，检测摆动架可作为摇杆。

该技术方案公开的检测摆动驱动机构可利用蜗轮蜗杆传动的自锁性来实现检测摆动架摆动调节的稳定性和正确性。