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1、精品 高空清潔機器人 10721116 田彪 一、創(chuàng)意描述 本次設(shè)計提出了一類新型的高空壁面清洗結(jié)構(gòu)， 采用涵道螺旋槳作為吸附裝 置，同時采用新型清洗裝置。 清洗機器人本體在樓頂纜車系統(tǒng)的拖動下可在高空 壁面上進行高效的清洗工作。 控制系統(tǒng)可以采用人工遙控或者自主控制， 操作簡 單方便，安全可靠。 二、設(shè)計任務(wù) 高空清潔機器人本體是整個系統(tǒng)的主要部分， 它也是整個系統(tǒng)中最復(fù)雜的一 部分。對其進行功能分解，可以分為爬壁功能、清洗功能、污水回收功能三大主 要功能，具

2、體如圖 1 所示。 高 空 清 潔 機 器 人 爬 壁 功 能 清 洗 功 能 污 水 回 收 吸 移 除 噴 洗 附 動 塵 水 刷 功 功 功 功 功 能 能 能 能 能 圖 1 功能分解圖 本次設(shè)計的任務(wù)就是通過對吸附裝置和清洗裝置的重新設(shè)計，研制出一種 新型的高空清潔機器人系統(tǒng)， 使其具有較強的通用性、 適應(yīng)性和較高的清洗效率， - 可編輯 - 精品

3、 同時也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運等特點， 最終使之能夠滿足高層建筑清洗 行業(yè)的迫切需求。 三、設(shè)計需求明細表 D/W （最 變更 設(shè)計要求 負責(zé)人低/ 期望） 1. 幾何要求： D D D D  長： 1200-1400mm ； 寬: 600-800mm ； 高： 400-600mm ； 葉片直徑 : D=470mm ； 2. 運動要求： D X 方向運動； D 平均速度小于

4、 1m/s ； D 毛刷旋轉(zhuǎn)速度 : 4~5r/s ； D 3. 力學(xué)要求： D D  樣機質(zhì)量小于 50KG ； 總吸附力 : F>130N ； 4. 能源： D 常溫工作環(huán)境； D 電機驅(qū)動； - 可編輯 - 精品 D 5. 材料要求： D 機架采用碳素剛； 軸采用 45# 剛； D 6. 安全性要求； D 結(jié)構(gòu)合理； 無污染；

5、 D 7. 產(chǎn)品生產(chǎn)要求： D 注意尺寸公差的控制； 8. 使用壽命 : D 不低于 10 年； 9. 開發(fā)時間： 計劃 10 個月； 表 1 設(shè)計需求明細表 四、技術(shù)路線與方案 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種清潔機器人，特別是一種能夠建筑物外墻壁的機器人。 背景技術(shù) 高空清潔機器人是一種實現(xiàn)高空清洗作業(yè)的裝置。 就目前國內(nèi)外的研究情況 來看，這種機器人主要分為三類。 第一類是高空壁

6、面軌道式， 通常在建樓時就將 高空壁面軌道安裝到外墻高空壁面上， 當(dāng)進行外高空壁面清洗作業(yè)時， 通過固定 - 可編輯 - 精品 在樓頂?shù)膽冶鄣踯囇b置拖動使清洗機器人沿著高空壁面導(dǎo)軌上下運動來完成清 洗工作，然而安裝在外墻高空壁面的軌道卻限制了高樓的結(jié)構(gòu)并大大地影響了整 體建筑的外觀， 同時也限制了清洗機器人的應(yīng)用范圍； 第二類是真空吸附高空清 潔機器人，依靠真空吸盤將機器人吸附到外墻高空壁面上， 通過自身的移動機構(gòu) 在高空壁面上運動來完成清洗工作， 這種機器人又可分為單吸盤和多吸盤兩種吸

7、 附移動方式然而由于采用真空泵抽真空的方法， 使得對真空吸盤的密封性要求較 高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價昂貴，而且工作的可靠性和對高空壁面的適應(yīng)性也較差。第 三類是磁吸附高空清潔機器人， 這種清洗機器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁 面上，通常具有較強的吸附力，通過磁性履帶、輪子、吸盤或足式結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn) 在高空壁面上的吸附移動， 并完成清洗作業(yè)， 但這種機器人只能在特定材料的高 空壁面上工作，因而應(yīng)用范圍受到了極大的限制。 發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的在于提供了一種新型的高空清潔機器人系統(tǒng)。 該系統(tǒng)既需要具 有較強

8、的通用性、 適應(yīng)性和較高的清洗效率， 同時也應(yīng)具有較低的成本和輕便易 搬運等特點。 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案： 本發(fā)明的高空清潔機器人， 由機器人本體與樓頂纜車構(gòu)成。 機器人本體包括 主體框架、吸附裝置、高空壁面移動裝置、清洗系統(tǒng)、灰塵污水回收系統(tǒng)，吸附 裝置、高空壁面移動裝置、 清洗系統(tǒng)、灰塵污水回收系統(tǒng)分別安裝在主體框架上； 樓頂纜車包括水平驅(qū)動系統(tǒng)、 卷揚系統(tǒng)、機架和緊固機構(gòu)，卷揚機安裝在機架上， 水平驅(qū)動裝置通過緊固機構(gòu)安裝在機架上；卷揚系統(tǒng)的纜繩連接機器人本體框 架。

9、 - 可編輯 - 精品 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu) 點：螺旋槳吸附裝置的底部并不直接接觸高空壁面， 而是有一定的距離， 不存在 傳統(tǒng)吸盤的密封問題， 這樣便使得本清洗機器人可以輕松地越過高空壁面溝槽和 窗棱，適應(yīng)性強、結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟實用；清洗裝置高效、靈活、可靠、環(huán)保。 附圖說明 圖 2 是機器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖 3 是清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式 機器人本體由樓頂電機控制， 利用自身的重力， 沿墻壁下滑， 通過上下兩個

10、 風(fēng)機高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的向墻壁的推力， 系統(tǒng)緊緊吸附在墻壁上。 當(dāng)正常工作時， 軟 毛刷快速逆時針旋轉(zhuǎn)， 將附著在墻面的灰塵掃起， 通過上面的吸氣裝置吸入空氣 凈化器，空氣凈化器與風(fēng)機相連， 經(jīng)過過濾后的空氣直接由風(fēng)機排除。 噴霧頭向 高空壁面上噴灑足夠的水， 使墻壁潮濕， 易于清洗。隨后快速轉(zhuǎn)動的滾刷將對噴 灑過水的高空壁面進行刷洗。 同時海綿體清洗輥與壓輥在電機和傳動帶的帶動下 同步反向轉(zhuǎn)動， 隨著高空清潔機器人本體向下運行， 海綿體清洗輥將會把高空壁 面上殘留的污水、 污垢擦洗掉， 并吸附到海綿體上， 然后由同步轉(zhuǎn)

11、動的壓輥將污 水?dāng)D出海綿體， 并通過上噴頭的強力射槍， 將海綿體清洗輥表面的污垢沖掉， 一 起被接水箱導(dǎo)入通到樓底的管子。 - 可編輯 - 精品 圖 2 機器人本體結(jié)構(gòu)示意圖 滑塊 上噴頭海棉體清 洗器接水箱 壓輥 硬毛刷 下噴頭 空氣凈化器 吸氣裝置 軟毛刷 圖 3 清洗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 - 可編輯 -