精品高空清潔機(jī)器人10721116田彪一、創(chuàng)意描述本次設(shè)計(jì)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(shí)采用新型清洗裝置。 清洗機(jī)器人本體在樓頂纜車系統(tǒng)的拖動(dòng)下可在高空壁面上進(jìn)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(jiǎn)單方便，安全可靠。二、設(shè)計(jì)任務(wù)高空清潔機(jī)器人本體是整個(gè)系統(tǒng)的主要部分，它也是整個(gè)系統(tǒng)中最復(fù)雜的一部分。對(duì)其進(jìn)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，具體如圖1 所示。高 空 清 潔機(jī) 器 人爬 壁 功 能清 洗 功 能污 水 回 收吸移除噴洗附動(dòng)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(jì)的任務(wù)就是通過對(duì)吸附裝置和清洗裝置的重新設(shè)計(jì)，研制出一種新型的高空清潔機(jī)器人系統(tǒng)， 使其具有較強(qiáng)的通用性、 適應(yīng)性和較高的清洗效率，- 可編輯 -精品同時(shí)也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運(yùn)等特點(diǎn)，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(jì)需求明細(xì)表D/W （最變更設(shè)計(jì)要求 負(fù)責(zé)人低/ 期望）1. 幾何要求：DDDD長(zhǎng)： 1200-1400mm；寬: 600-800mm；高： 400-600mm；葉片直徑 : D=470mm；2. 運(yùn)動(dòng)要求：DX 方向運(yùn)動(dòng)；D平均速度小于 1m/s ；D毛刷旋轉(zhuǎn)速度 : 45r/s ；D3. 力學(xué)要求：DD樣機(jī)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(jī)驅(qū)動(dòng)；- 可編輯 -精品D5.材料要求：D機(jī)架采用碳素剛；軸采用 45# 剛；D6.安全性要求；D結(jié)構(gòu)合理；無污染；D7.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(shí)間：計(jì)劃 10 個(gè)月；表 1 設(shè)計(jì)需求明細(xì)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(jī)器人，特別是一種能夠建筑物外墻壁的機(jī)器人。背景技術(shù)高空清潔機(jī)器人是一種實(shí)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(jī)器人主要分為三類。第一類是高空壁面軌道式， 通常在建樓時(shí)就將高空壁面軌道安裝到外墻高空壁面上，當(dāng)進(jìn)行外高空壁面清洗作業(yè)時(shí)，通過固定- 可編輯 -精品在樓頂?shù)膽冶鄣踯囇b置拖動(dòng)使清洗機(jī)器人沿著高空壁面導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)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(shí)也限制了清洗機(jī)器人的應(yīng)用范圍；第二類是真空吸附高空清潔機(jī)器人，依靠真空吸盤將機(jī)器人吸附到外墻高空壁面上，通過自身的移動(dòng)機(jī)構(gòu)在高空壁面上運(yùn)動(dòng)來完成清洗工作，這種機(jī)器人又可分為單吸盤和多吸盤兩種吸附移動(dòng)方式然而由于采用真空泵抽真空的方法，使得對(duì)真空吸盤的密封性要求較高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，而且工作的可靠性和對(duì)高空壁面的適應(yīng)性也較差。第三類是磁吸附高空清潔機(jī)器人， 這種清洗機(jī)器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁面上，通常具有較強(qiáng)的吸附力，通過磁性履帶、輪子、吸盤或足式結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)在高空壁面上的吸附移動(dòng)， 并完成清洗作業(yè)， 但這種機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)既需要具有較強(qiáng)的通用性、 適應(yīng)性和較高的清洗效率， 同時(shí)也應(yīng)具有較低的成本和輕便易搬運(yùn)等特點(diǎn)。為達(dá)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(jī)器人， 由機(jī)器人本體與樓頂纜車構(gòu)成。機(jī)器人本體包括主體框架、吸附裝置、高空壁面移動(dòng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)、 卷揚(yáng)系統(tǒng)、機(jī)架和緊固機(jī)構(gòu)，卷揚(yáng)機(jī)安裝在機(jī)架上，水平驅(qū)動(dòng)裝置通過緊固機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)架上；卷揚(yáng)系統(tǒng)的纜繩連接機(jī)器人本體框架。- 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(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：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(jī)器人可以輕松地越過高空壁面溝槽和窗棱，適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用；清洗裝置高效、靈活、可靠、環(huán)保。附圖說明圖 2 是機(jī)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(shí)施方式機(jī)器人本體由樓頂電機(jī)控制，利用自身的重力， 沿墻壁下滑， 通過上下兩個(gè)風(fēng)機(jī)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(shí)， 軟毛刷快速逆時(shí)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(jī)相連， 經(jīng)過過濾后的空氣直接由風(fēng)機(jī)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(dòng)的滾刷將對(duì)噴灑過水的高空壁面進(jìn)行刷洗。 同時(shí)海綿體清洗輥與壓輥在電機(jī)和傳動(dòng)帶的帶動(dòng)下同步反向轉(zhuǎn)動(dòng)， 隨著高空清潔機(jī)器人本體向下運(yùn)行，海綿體清洗輥將會(huì)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)動(dòng)的壓輥將污水?dāng)D出海綿體， 并通過上噴頭的強(qiáng)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(jī)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 -