一种桁架清洁机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种桁架清洁机器人，包括移动部件、吸排气控制部件、中空的吸附部件，所述的移动部件包括处于两端的2个圆环与多条杆，所述的多条杆连接于2个圆环的边缘之间且旋转形成双曲面体，所述的圆环与电机驱动连接；所述的吸排气控制部件设置在双曲面体内，包括具有吸气孔的弹性吸嘴、配重杆、双向出气口，所述的配重杆活动设置在所述双曲面体轴线上，所述弹性吸嘴紧贴杆所形成的双曲面，所述的双向出气口与吸附部件的空腔相连通；所述的吸附部件对称设置在2个圆环外侧，包括具有关节的脚、设于所述脚末端的吸盘。本实用新型专利技术具有结构简洁、功能多样、适应桁架与管道直径变化的特点，其适用于多种曲面的清洗。

A truss cleaning robot

The utility model discloses a truss cleaning robot, including moving parts, adsorption member of hollow exhaust control components, the moving part comprises 2 rings at both ends of a plurality of rods, between the plurality of rod is connected to the 2 ring edge and rotary double surface connection the drive ring and motor; suction and exhaust control unit arranged on the double curved surface body, including suction hole elastic suction nozzle, counterweight rod, two-way air outlet, wherein the weight rod is movably arranged on the hyperboloid axis, the hyperbolic elastic suction nozzle is formed close to the bar the surface of the cavity, a two-way air intake and the adsorption parts are communicated; the adsorption components are symmetrically arranged in 2 rings outside, including joint sucker feet, arranged at the foot end. The utility model has the advantages of simple structure, various functions and suitability for the variation of the diameter of the truss and the pipe, and is suitable for cleaning various surfaces.

【技术实现步骤摘要】
一种桁架清洁机器人
本技术涉及清洁装置，尤其是涉及一种适用于桁架清洁的机器人。
技术介绍
人类在面临城市人口迅速增加，用地紧张的困境后，高层建筑无疑成了开拓扩大生存空间的必然。然而尘土杂物随风上扬空中飘荡最终积累在建筑的桁架、管道、外墙、玻璃上，就会使周围的居住环境质量受到影响。目前存在的问题如下：首先，机场高铁站的桁架及管道等位置长期无人清理，或者只清洁较低位置的部份，其原因在于缺乏相应的适应位置高、粗细不同、走向多样的、互相交错的、桁架的清洁工具，存在劳动量大和危险性高等问题。特点有：1、位置高；2、形状不定；3、尺寸不定；3、数量多；4、材料多样；5、有障碍物；7、空间走向复杂。其次，目前常见的高空清洁方式包括：人工吊绳高空作业（蜘蛛人）、借助升降工具人工作业（曲臂车、升降车或吊船等），以上方式的高空清洁存在劳动量大和危险性高等问题,也经常会有在清洁窗户而发生高空坠落的案例出现。目前，简易手执/车载支杆清洁器是常见工具，它的优点是成本低、操作简单，而且近来还有在原来简易设备的基础上实现了清扫头可根据清洗对象不同进行选择、配置收集漏斗进行灰尘收集、手握杆可伸缩等功能。简易手执支杆清洁器的缺点是无法应对桁架结构数量多、位置高、形状各异等特点，使用起来人力成本较高，安全性较差。高空清洁机器人是一种实现高空清洗作业的装置。就目前国内外的研究情况来看，这种机器人主要分为三类。第一类是高空壁面轨道式，通常在建楼时就将高空壁面轨道安装到外墙高空壁面上，该方案的缺点是影响建筑美观且清洗区域狭窄；第二类是真空吸附高空清洁机器人，该方案的缺点是对真空吸盘的密封性要求较高，结构复杂，造价昂贵，而且工作的可靠性和对高空壁面的适应性也较差。第三类是磁吸附高空清洁机器人，该方案的缺点是这种机器人只能在特定材料例如钢铁的高空壁面上工作。在这种背景下，新型的、适应桁架及高空的清洁装置（机器人）,能适应高空桁架、管道的清洁作业,具有在桁架或管道上行走、清洁和越障的功能，具有重大价值。相比较而言，清洁机器人的优点是自动攀爬、可遥控，并且灵活度较高。但是在目前技术的基础上需要解决桁架或管道的特点特别是变直径问题，以及吸附壁面、跨越障碍物、自我调整平衡等功能不足的问题。目前还没有专门对用于桁架清洁的清洁机器人进行的研究，比较类似并具有参考价值的是高空外墙清洁机器人的研究内容。对高空外墙清洁机器人的研究主要集中在壁面吸附、自攀爬、运动控制系统等方面。在这种背景下，新型的、适应桁架及高空的清洁机器人（装置）应需要满足如下技术需求：1）能适应桁架与管道的直径在一定范围内的变化；1）适用于非金属面；2）结构简洁，清洁能力强且能耗低；3）自我调整平衡以避免倾翻。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种能适应直径变化的桁架的清洁机器人，它具备外形曲率可变与自我调整平衡的功能，使清洁机器人可以安全、高效地清洁一定直径范围内的桁架高处的卫生。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种桁架清洁机器人，包括移动部件、吸排气控制部件、中空的吸附部件，所述的移动部件包括处于两端的2个圆环与多条杆，所述的多条杆连接于2个圆环的边缘之间且旋转形成双曲面体，所述的圆环与电机驱动连接；所述的吸排气控制部件设置在双曲面体内，包括具有吸气孔的弹性吸嘴、配重杆、双向出气口，所述的配重杆活动设置在所述双曲面体轴线上，所述弹性吸嘴紧贴杆所形成的双曲面，所述的双向出气口与吸附部件的空腔相连通；所述的吸附部件对称设置在2个圆环外侧，包括具有关节的脚、设于所述脚末端的吸盘。进一步地，所述吸排气控制部件的配重杆保持水平，并根据机器人发生倾斜时配重杆与圆环轴线的夹角变化来决定双向出气口的排气方向。进一步地，所述的移动部件的圆环与杆为活动连接，所述圆环的转动使杆的角度变化而导致双曲面体的曲率变化。进一步地，所述杆的数量为10到50。进一步地，所述杆的数量为圆环的直径值的80%~120%，所述圆环的直径值单位为mm。进一步地，所述的杆的直径大于1mm。进一步地，所述的杆的表面设置有增摩材料。进一步地，所述的增摩材料包括橡胶。进一步地，所述的吸盘采用柔性材料制成，且设置有能贴合圆柱面的弧形结构。相比现有技术，本技术的有益效果是：利用效应“旋转双曲面”实现可变结构的履带及外形，适应在不同直径的桁架上行走及清洗，使得一种机器人能适应多种桁架外径，减少了桁架清洁机器人的种类及数量，因而降低成本并易于管理。当吸附部件与机器人的重心之间存在距离而产生力矩时,机器人存在倾覆倾向。这时其下滑力由吸附部件与壁面的摩擦力来平衡,但对于倾覆力若仅靠吸附力来抗衡,所需的吸附力将很大，再加上作业机械重量，这种倾覆力就更大，从而使稳定吸盘难以实现。因此，设计为通过吸排气控制部件的气流调节，增强吸附力，抗衡倾覆力，增加可靠性。通过吸排气控制部件同时实现真空吸附、吸尘清洁、自动平衡三个目标，改变了传统的设计中所述的三个目标需要三种不同机构实现而带来的复杂度增加问题，简化了结构，降低了机器人重量与成本，并提高安全性，因为较轻的物体从高处坠落造成的损失较少。利用可旋转关节，使得清洁机器人可以灵活移动和转向，为障碍物跨越提供前提条件，这样可以使其适用于多种曲面的清洗。通过真空吸附原理实现吸附攀爬使得机器人能适用于非金属面。附图说明图1是本技术实施例的剖视结构示意图。图2是本技术实施例的主视示意图。图3是本技术实施例的俯视示意图。图4是本技术实施例的左视示意图。图5是本技术实施例的轴测示意图。图中所示：1-杆；2-圆环；3-弹性吸嘴；4-吸气孔；5-配重杆；6-双向出气口；7-脚；8-关节；9-吸盘。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图1和图2所示，一种桁架清洁机器人，包括移动部件、吸排气控制部件、中空的吸附部件，所述的移动部件包括处于两端的2个圆环2与多条杆1，2个圆环2的轴线重合，杆1之间相互平行，在圆环2之间均匀布置，所述的多条杆1连接于2个圆环2的边缘之间且旋转形成双曲面体，所述的圆环2与电机驱动连接；所述的吸排气控制部件设置在双曲面体内，包括具有吸气孔4的弹性吸嘴3、配重杆5、双向出气口6，所述的配重杆5活动设置在所述双曲面体轴线上，所述弹性吸嘴3紧贴杆1所形成的双曲面，所述的双向出气口6与吸附部件的空腔相连通；所述的吸附部件对称设置在2个圆环2外侧，包括具有关节8的脚7、设于所述脚7末端的吸盘9。所述吸排气控制部件的配重杆5保持水平，并根据机器人发生倾斜时配重杆5与圆环2轴线的夹角变化来决定双向出气口6的排气方向。配重杆5为活动连接，使之可通过重力保持水平。当机器人存在倾覆倾向时，保持水平的配重杆5与轴线产生夹角，当所述的夹角大于一定的数量时，对吸排气控制部件中的气流回路产生堵塞或开通的动作，使气流方向发生变化以对抗倾覆力。所述的移动部件的圆环2与杆1为活动连接，当圆环2被电机在本技术的图中未画出驱动旋转时，其转动使杆1的角度变化而导致双曲面体的曲率变化，以适应不同直径的桁架。所述的杆1的直径大于1mm，其数量为10到50，最好为圆环2的直径值的80%~120%，所述圆环2的直径值单位为mm。杆1的表面采用摩擦系数大的材料制作，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桁架清洁机器人，包括移动部件、吸排气控制部件、中空的吸附部件，其特征在于：所述的移动部件包括处于两端的(2)个圆环(2)与多条杆(1)，所述的多条杆(1)连接于2个圆环(2)的边缘之间且旋转形成双曲面体，所述的圆环(2)与电机驱动连接；所述的吸排气控制部件设置在双曲面体内，包括具有吸气孔(4)的弹性吸嘴(3)、配重杆(5)、双向出气口(6)，所述的配重杆(5)活动设置在所述双曲面体轴线上，所述弹性吸嘴(3)紧贴杆(1)所形成的双曲面，所述的双向出气口(6)与吸附部件的空腔相连通；所述的吸附部件对称设置在2个圆环(2)外侧，包括具有关节(8)的脚(7)、设于所述脚(7)末端的吸盘(9)。

【技术特征摘要】
1.一种桁架清洁机器人，包括移动部件、吸排气控制部件、中空的吸附部件，其特征在于：所述的移动部件包括处于两端的(2)个圆环(2)与多条杆(1)，所述的多条杆(1)连接于2个圆环(2)的边缘之间且旋转形成双曲面体，所述的圆环(2)与电机驱动连接；所述的吸排气控制部件设置在双曲面体内，包括具有吸气孔(4)的弹性吸嘴(3)、配重杆(5)、双向出气口(6)，所述的配重杆(5)活动设置在所述双曲面体轴线上，所述弹性吸嘴(3)紧贴杆(1)所形成的双曲面，所述的双向出气口(6)与吸附部件的空腔相连通；所述的吸附部件对称设置在2个圆环(2)外侧，包括具有关节(8)的脚(7)、设于所述脚(7)末端的吸盘(9)。2.根据权利要求1所述的桁架清洁机器人，其特征在于：所述吸排气控制部件的配重杆(5)保持水平，并根据机器人发生倾斜时配重杆(5)与圆环(2)轴线的夹角变化来决定双向出气口(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖朝安，关杏彬，文雄辉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44