一种高空立面清洁机器人及清洁方法技术

本发明专利技术公开一种高空立面清洁机器人，其包括主体清洗平台以及移动模块。其中主体清洗平台用于清洁墙面，移动模块与主体清洗平台连接，以控制其移动。其中移动模块通过安装面板固定于待清洁墙面的上部，且与待清洁墙面平行，安装面板上设置有四个定滑轮，且其边沿相对于定滑轮的位置还设置有四个卷线机构，安装面板的中心处连接有四条绳索，绳索的另一端经由定滑轮及卷线机构与主体清洗平台连接，形成四绳索并联机构，进而使得该高空立面清洁机器人具有大跨度移动性、灵活性、稳定性和安全性等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种高空立面清洁机器人及清洁方法


[0001]本专利技术涉及高空清洁
，特别涉及一种高空立面清洁机器人及清洁方法。

技术介绍

[0002]随着现代城市建筑群的发展，建筑物的高度越来越高，且许多高层建筑都采用了玻璃和各种光滑瓷砖作为基础材料，这类高楼的外墙清洁工作量较大，且清洁效率通常较低。
[0003]目前，大多数高楼仍然是通过以人为主力的方式进行清洁，不仅速度慢、效率低而且人的安全无法得到有效保障。随着社会技术的不断发展，机器人代替人类进行工作的想法已经可以得到实现，为了改善上述缺点，目前较为流行的清洗机器人有以下几种：
[0004]软导轨机器人，其通过在楼顶安装卷扬机和软导轨，再利用几根绳索固定清洁机主体平台，并且将水泵放置在楼顶，将软水管和喷嘴固定在清洁机平台上，工作人员通过操作卷扬机和喷嘴从而达到清洗效果，但是此方案只能是将清洁机上下移动而无法左右移动，通过软导轨的方式稳定性比较差，抗风扰动的能力弱，一旦遇到较恶劣的天气便无法保证机器能够安全运行，一旦出现意外则会造成不必要的损伤，并且系统结构复杂，需要的人力、物力较大，成本较高，限制使用；以及
[0005]爬壁清洁机器人，这类机器人能够兼顾吸附和移动的能力以及清洁工作，其可以提高工作效率、改善工作环境，但是这种方案也存在诸多的缺点，第一，机器自身的负载重量很大并且自身本体的重量也很重，对吸附能力是很大的考验，一旦吸力没有保证，机器主体很容易从高空摔落。第二，如果一味地增大吸附能力则对机器人的爬墙能力也造成了很大的困难，增大机器人的爬墙驱动力矩需要很大的成本，且力的作用是相互的，在吸盘制造吸力把机器固定住的同时吸盘对墙体也有作用力，就会造成吸力对墙体表面造成一定损伤，减少墙体表面的寿命甚至是损伤，一旦造成损伤，机器必然带着墙体的残渣从高空掉落造成不必要的损伤。第三，在机器人吸附于墙面时，还需要对吸附装置的用电进行补充。总体来说，这种方案可能会对墙体造成损害并且成本较高，消耗资源较多。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的部分或全部问题，本专利技术一方面提供一种高空立面清洁机器人，包括：
[0007]主体清洗平台，用于清洁墙面；以及
[0008]移动模块，其与所述主体清洗平台连接，用于控制所述主体清洗平台的移动，所述移动模块包括：
[0009]安装面板，其固定于待清洁墙面的上部，与所述待清洁墙面平行；
[0010]四个定滑轮，其固定于所述安装面板的四个顶角处；
[0011]四个卷线机构，其设置于所述安装面板的边沿，与所述定滑轮的位置一一对应；以及
[0012]四条绳索，每条绳索的第一端固定于所述安装面板的中心处，
[0013]第二端经由所述定滑轮及卷线机构与所述主体清洗平台连接。
[0014]进一步地，所述主体清洗平台的侧面边沿处分别设置有导线孔，所述导线孔的长度不小于所述侧边的长度的1/2，所述绳索的第二端穿过所述导线孔后，返回连接至所述卷线机构。
[0015]进一步地，所述卷线机构包括：
[0016]支架，其用于固定所述卷线机构；
[0017]卷线盘，其可转动地设置于所述支架上；以及
[0018]驱动模块，其用于驱动所述卷线盘绕轴转动。
[0019]进一步地，所述驱动模块包括：
[0020]电机；
[0021]第一带轮，与所述电机的输出轴连接；
[0022]第二带轮，通过皮带与所述第一带轮连接；以及
[0023]传动轴，其一端连接至所述第二带轮的转轴，另一端连接至所述卷线盘的转轴。
[0024]进一步地，所述主体清洗模块包括：
[0025]至少一个盘刷，其设置于所述主体清洗模块的第一表面，在盘刷电机的驱动下转动以清洗待清洁墙面，其中所述第一表面是指相对于所述待清洁墙面的一侧表面；
[0026]至少一个喷头，其设置于所述盘刷的下方，用于向待清洁墙面喷水。
[0027]进一步地，所述主体清洗模块包括两个盘刷，所述两个盘刷对称布置，且转动方向相反。
[0028]进一步地，所述主体清洗模块还包括：
[0029]水泵，其通过第一管道与所述喷头的进水口连通；以及
[0030]气泵，其通过第二管道与所述喷头的进气口连通。
[0031]进一步地，所述主体清洗模块还包括至少一个旋翼，其设置于所述主体清洗模块的第二表面，其中所述第二表面是与所述第一表面相对的一侧表面。
[0032]进一步地，所述主体清洗模块还包括四个旋翼，其分别设置于所述主体清洗模块的第二表面的四个顶角处。
[0033]进一步地，所述高空立面清洁机器人还包括控制模块，其用于控制所述驱动模块，进而分别控制所述四条绳索收缩或放松。
[0034]基于如前所述的高空立面清洁机器人，本专利技术另一方面提供一种高空立面的清洁方法，包括：
[0035]根据待清洁墙面的面积设置定滑轮的位置，并固定移动模块；以及
[0036]通过所述移动模块控制主体清洗模块移动，并启动所述主体清洗模块以对墙面进行清洁。
[0037]进一步地，控制主体清洗模块移动包括：
[0038]通过控制模块控制相应的电机正转或反转，以带动卷线盘正转或反转，进而使得相应的绳索收缩或放松，以带动所述主体清洗模块上下或左右移动。
[0039]进一步地，所述清洁方法还包括：
[0040]通过控制旋翼转动，使得所述主体清洗模块的部分或全部靠近或远离所述待清洁
墙面。
[0041]本专利技术提供的一种高空立面清洁机器人及清洁方法，具有以下有益效果：
[0042]采用四绳索并联架构，通过四条绳索吊装主体清洗模块，其优点在于，由于绳索的质量小、承载的重量大，因此能够有效防止机器从高空摔落，保证主体清洗模块的安全性，此外绳索结构惯性小，还能使得主体清洗模块快速移动，同时，由于绳索长度不受限制，因此提升的工作空间能够使得主体清洗模块能够大跨度移动，实现三自由度的移动。绳索机构还易于安装重组，成本低，维修方便；
[0043]主体清洗模块上设置有四旋翼，通过四个旋翼的转动，能够形成主体清洗模块对墙面的压力控制，使得盘刷能够在需要时接触墙面，达到更好的清洁效果，并且有一定的越障能力，而且通过旋翼为清洁平台的移动提供辅助动力，使得清洁平台能够快速到达清洁位置；
[0044]采用自动卷线机构对4条绳索的收放进行控制，使得清洁主体能够在设定的工作空间内达到任何一个位置，增大了工作面积，提升了清洁效率；
[0045]采用水气结合的喷头方式与盘刷机构，能够使得水充分接触墙面，且清洁效果强于与单靠水泵的方式，能够保证小的通水量，节约水资源，并且避免了污水的回收；以及
[0046]通过电源管理系统使供电设备的电流正负极可以得到改变，从而使得步进电机实现正反转，进而使得绳索机构能够自动进行收放，实现四绳索之间的协同配合，从而使得清洁平台快速到达清洁位置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空立面清洁机器人，其特征在于，包括：主体清洗平台，其被配置为清洁墙面；以及移动模块，其与所述主体清洗平台连接，且被配置为控制所述主体清洗平台的移动，所述移动模块包括：安装面板，其固定于待清洁墙面的上部，与所述待清洁墙面平行；四个定滑轮，其固定于所述安装面板的四个顶角处；四个卷线机构，其设置于所述安装面板的边沿，与所述定滑轮的位置一一对应；以及四条绳索，每条绳索的第一端固定于所述安装面板的中心处，第二端经由所述定滑轮及卷线机构与所述主体清洗平台连接。2.如权利要求1所述的高空立面清洁机器人，其特征在于，所述主体清洗平台的侧面边沿处分别设置有导线孔，所述导线孔的长度不小于侧边的长度的1/2，所述绳索的第二端穿过所述导线孔后，返回至所述卷线机构。3.如权利要求1所述的高空立面清洁机器人，其特征在于，所述卷线机构包括：支架，其被配置为固定所述卷线机构；卷线盘，其可转动地设置于所述支架上；以及驱动模块，其被配置为驱动所述卷线盘绕轴转动。4.如权利要求3所述的高空立面清洁机器人，其特征在于，所述驱动模块包括：电机；第一带轮，与所述电机的输出轴连接；第二带轮，通过皮带与所述第一带轮连接；以及传动轴，其一端连接至所述第二带轮的转轴，另一端连接至所述卷线盘的转轴。5.如权利要求1所述的高空立面清洁机器人，其特征在于，所述主体清洗模块包括：至少一个盘刷，其设置于所述主体清洗模块的第一表面，在盘刷电机的驱动下转动以清洗所述待清洁墙面，其中所述第一表面是指相对于所述待清洁墙面的一侧表面；至少一个喷头，其设置于所述盘刷的下方，其被配置为向待清洁墙面喷水。6.如权利要求1所述的高空立...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯飞宇，刘超峰，王华滔，王军，周俊，鹿艺，张中杰，汤志仁，江鸿博，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：