一种电动光伏幕墙空腔清洁机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动光伏幕墙空腔清洁机器人，由机器人本体装置、吸附面清洁吸附装置和非吸附面清洁装置组成。机器人本体装置采用十字框架型，包括X轴导轨和Y轴导轨，X轴和Y轴两端各设置一个吸附面清洁吸附装置，X轴上方安装非吸附面清洁装置，机器人移动方式采用X轴、Y轴交互运动，轴上所连接装置跟随移动并完成清洁，在遇到障碍物时，吸附面清洁吸附装置抬升，非吸附面清洁装置折叠，为越障提供条件。三种装置结合一体的电动光伏幕墙空腔清洁机器人，在爬壁移动的同时完成光伏幕墙空腔两侧的清洁，清洁区域无死角，既降低了机器人机械结构的冗余度，又可以提高清洁效率，同时兼备越障功能，能够适应复杂狭窄的光伏幕墙空腔环境。腔环境。腔环境。

【技术实现步骤摘要】
一种电动光伏幕墙空腔清洁机器人


[0001]本技术涉及爬壁清洁机器人领域，特别涉及一种光伏幕墙空腔环境清洁机器人。

技术介绍

[0002]光伏幕墙空腔是一种绿色、美观的新式建筑，既能够很好的采光，又能同时利用光源发电，在未来有很大的发展前景。但是，随着时间的积累，光伏幕墙空腔内积灰较多，既影响建筑美观，又影响光伏幕墙采光发电能力，造成极大浪费，所以对于空腔内部的清洁极为重要。由于光伏幕墙空腔环境狭窄，线路复杂，内有较多铝合金横框，底部有电缆，所以一般人力清洁和用水清洗的方式均无法采用。现有的光伏幕墙空腔清洁机器人无论是为抬升越障设计的气缸还是吸附用的吸盘，都需要另设气体通路和真空发生装置，这都会增大机器人整体体积和工作难度，而复杂的空腔内部积累较多灰尘，极易进入气路造成污染，采用电机驱动抬升装置和风机吸附将克服已有困难。此外，现有的光伏幕墙空腔清洁机器人对于非吸附面的清洁采用的对称圆盘清洁装置，由Y轴导轨带动擦除灰尘，体积大，清洁效果差，清洁效率慢，留有死角，不利于在多线路，多障碍的空腔非吸附面运动和越障，而采用条形毛刷体积小，易折叠的特点利于机器人在空腔中越障，单独增加吸尘装置，增加了清洁效果，设计毛刷随X轴导轨运动，同时完成机器人移动和清洁的结构将极大的增加机器人清洁效率，综上所述，本技术针对以上问题，研制一款具有针对具体环境设计的高效率、小体积的新型电动光伏幕墙空腔清洁机器人，对于新能源建筑和清洁机器人发展尤为重要。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电动光伏幕墙空腔清洁机器人。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0005]一种电动光伏幕墙空腔清洁机器人，包括机器人本体装置、吸附面清洁吸附装置和非吸附面清洁装置三部分。
[0006]所述机器人本体装置包括X轴导轨和Y轴导轨两部分，共同完成机器人在光伏空腔中的横纵向运动，所述X轴导轨包括X轴滚珠丝杆、X轴丝杆电机、X轴联轴器、X轴螺母和X轴滑块，所述X轴丝杆电机通过X轴联轴器与X轴滚珠丝杆相连，X轴滚珠丝杆上设有可滑动X轴螺母，X轴螺母与X轴滑块固定相连；所述Y轴导轨包括Y轴滚珠丝杆、Y轴丝杆电机、Y轴联轴器、Y轴螺母和Y轴滑块，所述Y轴丝杆电机通过Y轴联轴器与Y轴滚珠丝杆相连，Y轴滚珠丝杆上设有可滑动Y轴螺母，Y轴螺母与Y轴滑块固定相连。所述X轴导轨与Y轴导轨通过X轴滑块和Y轴滑块相连，X轴导轨可完成机器人本体装置在X轴方向的横向移动，也可通过X轴滑块带动Y轴导轨在X轴方向的横向移动；Y轴导轨可完成机器人本体装置在Y轴方向的纵向移动，也可通过Y轴滑块带动X轴导轨在Y轴方向的纵向移动。
[0007]所述吸附面清洁吸附装置包括安装板、抬升电机、同步轮、抬升装置、密封空腔、吸
附电机、真空吸附叶轮、过滤网、集尘盒、清洁驱动电机、起尘刷、密封橡胶圈和缓冲装置，所述吸附面清洁吸附装置通过安装板与机器人本体装置固定相连，负责机器人整体的吸附面清洁、吸附及越障准备功能。所述抬升电机通过同步轮与抬升装置相连，抬升装置与密封空腔固定相连，所述吸附电机与真空吸附叶轮相连接，位于密封空腔内集尘盒上方，二者通过过滤网隔开，所述集尘盒安装于密封空腔内，与起尘刷相连，起尘刷与清洁驱动电机相连，密封空腔底部设有密封橡胶圈，侧面设有缓冲装置。
[0008]所述非吸附面清洁装置包括可折叠外壳、上部集尘室、条形毛刷、折叠驱动电机、吸尘电机、抽风风扇桨叶、吸尘过滤网，所述非吸附面清洁装置安装于机器人本体装置上方，与X轴导轨固定相连，负责机器人对于非吸附面的清洁功能；所述可折叠外壳为“Π”型结构，包括顶部吸尘槽、左吸尘槽、右吸尘槽，顶部吸尘槽顶端安装有条形毛刷，底端分别固定连接左吸尘槽和右吸尘槽，左吸尘槽与右吸尘槽的另一端分别连接上部集尘室；所述折叠驱动电机驱动可折叠外壳转动；所述吸尘电机和抽风风扇桨叶相连，且通过过滤网与上部集尘室隔开，用于提供吸力。
[0009]作为优选的，所述机器人本体装置为十字框架型，X轴导轨与Y轴导轨垂直放置，所述X轴导轨位于Y轴导轨上方。
[0010]作为优选的，所述X轴丝杆电机和Y轴丝杆电机选择步进电机。
[0011]作为优选的，所述吸附面清洁吸附装置的缓冲装置内设有超声波测距传感器，用于检测障碍物距离，所述吸附面清洁吸附装置共设有4组，分别安装于机器人本体装置X轴导轨和Y轴导轨的两端。
[0012]作为优选的，所述抬升电机选择带有编码器的伺服电机，4组抬升电机可分别控制其抬升装置的伸缩，所述吸附电机选择高转速直流无刷电机，所述清洁驱动电机选择直流电机或减速电机。
[0013]作为优选的，所述非吸附面清洁装置的可折叠外壳内设有超声波测距传感器，在靠近障碍物时可以沿Y轴方向双向折叠，折叠角不小于90
°
。
[0014]作为优选的，所述折叠驱动电机为舵机，所述吸尘电机为高速直流无刷电机。
[0015]作为优选的，左吸尘槽和右吸尘槽内部均设置了软质管道用于连接顶部吸尘槽和上部集尘室。
[0016]作为优选的，进一步设置视觉摄像头用于实时环境监测。
[0017]作为优选的，主控制电路板安装于Y轴导轨的一端，用于发出控制指令，进一步的，主控制器中设置了无线传输模块，用于远程检测、监督和遥操作。
[0018]本技术利用X轴丝杆电机和Y轴丝杆电机分别驱动X轴丝杆和Y轴丝杆，从而带动X，Y轴各自两端的吸附面清洁吸附装置移动。利用清洁吸附装置的抬升电机驱动抬升装置伸缩，从而控制密封空腔距离吸附面高度，抬升装置完全伸长，密封空腔紧贴吸附面，形成真空负压吸附，清洁吸附装置进入吸附状态；抬升装置略微收缩，密封空腔抬起较低高度，灰尘跟随气流进入集尘盒，清洁吸附装置进入清洁状态；抬升装置完全收缩，密封空腔抬起较高高度，清洁吸附装置进入越障准备状态。利用机器人本体装置的X轴导轨运动带动非吸附面清洁装置移动，进行非吸附面的清洁，遇到障碍物时驱动电机带动可折叠外壳翻折，降低机器人整体高度，为越障作准备。
[0019]本技术的有益效果是：
[0020]1.本技术采用的十字框架式的机器人本体，结构简单，便于控制，利于安装4组吸附面清洁吸附装置和非吸附面清洁装置。
[0021]2.本技术采用全电机驱动工作方式，吸附、清洁、运动和越障采用统一电源线供电，省去了气动驱动方式的气路输送，简化了机器人结构，便于控制，使机器人更适于在复杂的光伏幕墙空腔环境内工作。
[0022]3.本技术采用的吸附面清洁吸附装置融合了清洁功能和吸附功能，并能够自由转换，在不损失一般清洁爬壁机器人正常功能的情况下，既降低了机器人结构的冗余性，又增加了机器人的清洁效率。
[0023]4.本技术采用的非吸附面清洁装置，能够跟随机器人本体X轴导轨运动，完成非吸附面的无死角清洁，具备目前绝大多数的爬壁清洁机器人所没有的双面清洁能力，适用于需要双面清洁的光伏幕墙空腔环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动光伏幕墙空腔清洁机器人，包括机器人本体装置(1)、吸附面清洁吸附装置(2)，所述机器人本体装置(1)包括X轴导轨(4)和Y轴导轨(5)两部分，共同完成机器人在光伏空腔中的横纵向运动，所述X轴导轨(4)包括X轴滚珠丝杆(6)、X轴丝杆电机(8)、X轴联轴器(10)、X轴螺母(12)和X轴滑块(14)，所述X轴丝杆电机(8)通过X轴联轴器(10)与X轴滚珠丝杆(6)相连，X轴滚珠丝杆(6)上设有可滑动X轴螺母(12)，X轴螺母(12)与X轴滑块(14)固定相连；所述Y轴导轨(5)包括Y轴滚珠丝杆(7)、Y轴丝杆电机(9)、Y轴联轴器(11)、Y轴螺母(13)和Y轴滑块(15)，所述Y轴丝杆电机(9)通过Y轴联轴器(11)与Y轴滚珠丝杆(7)相连，Y轴滚珠丝杆(7)上设有可滑动Y轴螺母(13)，Y轴螺母(13)与Y轴滑块(15)固定相连。所述X轴导轨(4)与Y轴导轨(5)通过X轴滑块(14)和Y轴滑块(15)相连，X轴导轨(4)可完成机器人本体装置(1)在X轴方向的横向移动，也可通过X轴滑块(14)带动Y轴导轨(5)在X轴方向的横向移动；Y轴导轨(5)可完成机器人本体装置(1)在Y轴方向的纵向移动，也可通过Y轴滑块(15)带动X轴导轨(4)在Y轴方向的纵向移动；所述吸附面清洁吸附装置(2)包括密封空腔(20)、吸附电机(21)、真空吸附叶轮(22)、过滤网(23)、集尘盒(24)、清洁驱动电机(25)、起尘刷(26)、密封橡胶圈(27)和缓冲装置(28)，所述吸附面清洁吸附装置(2)负责机器人整体的吸附面清洁、吸附及越障准备功能；所述密封空腔(20)为吸附面清洁吸附装置(2)的外壳，过滤网(23)将隔开密封空腔(20)分为上下两部分，所述吸附电机(21)与真空吸附叶轮(22)相连接，位于密封空腔(20)内上部空间，所述集尘盒(24)安装于密封空腔(20)内的下部空间，与起尘刷(26)相连，起尘刷(26)与清洁驱动电机(25)相连，密封空腔(20)底部设有密封橡胶圈(27)，侧面设有缓冲装置(28)；其特征在于：还设置了安装版(16)、抬升电机(17)、同步轮(18)、抬升装置(19)，以及非吸附面清洁装置(3)；所述安装板(16)、抬升电机(17)、同步轮(18)、抬升装置(19)用于连接吸附面清洁吸附装置(2)与机器人本体装置(1)，并驱动吸附面清洁吸附装置(2)进行升降运动，其中，机器人本体装置(1)与安装板(16)固定相连，安装板(16)与抬升电机(17)固定相连，抬升电机(17)通过同步轮(18)与抬升装置(19)相连，抬升装置(19)与密封空腔(20)固定相连；所述非吸附面清洁装置(3)包括可折叠外壳(29)、上部集尘室(31)、条形毛刷(32)、折叠驱动电机(33)、吸尘电机(34)、抽风风扇桨叶(35)、吸尘过滤网(36)，所述非吸附面清洁装置(3)安装于机器人本体装置(1)上方，与X轴导轨(4)固定相连，负责机器人对于非吸附面的清洁功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：于乃功，张帆，冯万虎，闫金涵，于贺捷，甘孟哲，杨康，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：