本實(shí)用新型涉及高樓清洗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于伯努利原理的清潔機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，許多新型的外裝飾材料應(yīng)運(yùn)而生，如玻璃幕墻、瓷磚等被廣泛使用，這些材料帶來了一些清理保潔的間題。經(jīng)日曬雨淋，自然風(fēng)化，特別是大氣污染物(如CO₂等氣體)的侵蝕，外墻材料沉積污垢和風(fēng)化，墻面上會(huì)出現(xiàn)或多或少污漬。這些材料表面或內(nèi)部由于吸收了水分在冰凍—解凍的循環(huán)過程中，易使建筑物受到破壞(水結(jié)冰時(shí)體積膨脹)，加之建筑物外表污垢微粒的總表面比原有表面要大得多，因此，在受潮之后，污垢殼表面潮濕時(shí)間比原表面更長(zhǎng)，增大了對(duì)建筑材料的破壞性。而清理玻璃幕墻、瓷磚，不僅起到美化環(huán)境的作用，還可以保護(hù)建筑物的作用。

目前這類清洗工作大部分仍由工人搭乘吊籃進(jìn)行高空作業(yè)來完成，工人的工作環(huán)境惡劣、工作效率低、任務(wù)繁重，且具有很高的危險(xiǎn)性。清洗一幢大樓表面耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、耗資巨大。

為解決上述問題，現(xiàn)目前亟待需要尋求一種代替人工進(jìn)行高樓玻璃幕墻的清洗裝置，其可以在玻璃幕墻，瓷磚等光滑表面上吸附攀爬，完成基本清潔工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種基于伯努利原理的清潔機(jī)器人，能夠快速、方便和安全的清洗高樓幕墻，控制方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，代替工人高空作業(yè)，保證了工作人員的安全，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生，工作效率高。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于伯努利原理的清潔機(jī)器人，包括車身，車身上設(shè)有吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)和電源，吸附攀爬機(jī)構(gòu)包括離心式風(fēng)機(jī)和吸盤，通過離心式風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流，來維持吸盤內(nèi)負(fù)壓，從而貼附于壁面上，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)攀爬前行和轉(zhuǎn)向，通過清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)壁面進(jìn)行清洗，電源為吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。

接上述技術(shù)方案，吸附攀爬機(jī)構(gòu)還包括直流電機(jī)，通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)離心式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

接上述技術(shù)方案，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)和萬(wàn)向輪，萬(wàn)向輪上設(shè)有橡膠輪胎，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述清潔機(jī)器人移動(dòng)。

接上述技術(shù)方案，清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)包括氣動(dòng)升降裝置、刷洗裝置和噴水吸水裝置，氣動(dòng)升降裝置與刷洗裝置連接，帶動(dòng)刷洗裝置升降，噴水吸水裝置為刷洗裝置清洗提供用水。

接上述技術(shù)方案，氣動(dòng)升降裝置包括伸縮氣缸，伸縮氣缸與車身連接固定，伸縮氣缸的活塞桿與刷洗裝置連接。

接上述技術(shù)方案，刷洗裝置包括支撐架、滾刷、直流電機(jī)和同步帶輪，滾刷和直流電機(jī)均設(shè)置于支撐架上，支撐架內(nèi)側(cè)與車身連接，直流電機(jī)通過同步帶輪驅(qū)動(dòng)滾刷轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L刷與壁面摩擦進(jìn)而達(dá)到清洗目的，噴水吸水裝置包括噴嘴，噴嘴設(shè)置于滾刷前方滾刷前方。

接上述技術(shù)方案，噴水吸水裝置還包括水箱和水泵，水箱和水泵均內(nèi)置于車身內(nèi)，水泵通過管路與水箱和噴嘴連接；清洗作業(yè)前，操作人員向水箱內(nèi)通入水或清洗液，作業(yè)時(shí)，水泵將水箱內(nèi)的水吸取，通過噴嘴噴出。

接上述技術(shù)方案，滾刷上設(shè)有柔性清洗材料，滾刷后方設(shè)有橡膠刮板。

接上述技術(shù)方案，所述清洗機(jī)器人還包括控制器，控制器包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊和電源模塊，單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)連接，單片機(jī)通過電源模塊與電源連接，檢測(cè)模塊與單片機(jī)連接；

檢測(cè)模塊包括光學(xué)傳感器和紅外傳感器，控制器通過光學(xué)傳感器對(duì)工作表面檢測(cè)，進(jìn)而判斷清理過后的表面是否達(dá)到要求和機(jī)器人是否位于設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)，控制器通過紅外傳感器檢測(cè)工作平面內(nèi)是否有超出設(shè)定范圍的突起異物，若有則進(jìn)行規(guī)避。

接上述技術(shù)方案，還包括通訊模塊，通訊模塊包括通訊藍(lán)牙；控制器通過通訊藍(lán)牙接受操作人對(duì)機(jī)器人發(fā)出的指令，水源周圍設(shè)有無(wú)線電信號(hào)，通過通訊藍(lán)牙接受無(wú)線電信號(hào)確定水源位置，進(jìn)而自動(dòng)完成自動(dòng)補(bǔ)水的目的。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

通過離心式風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，利用伯努利原理維持吸盤內(nèi)負(fù)壓使清潔機(jī)器人可貼附于壁面上，進(jìn)而對(duì)清潔機(jī)器人產(chǎn)生足夠大的正壓力，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠獲得足夠的摩擦力而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)功能，能夠快速、方便和安全的清洗高樓幕墻，控制方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，代替工人高空作業(yè)，保證了工作人員的安全，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生，工作效率高。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中基于伯努利原理的清潔機(jī)器人的立面；

圖2是圖1的主視圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中吸附攀爬機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的仰視圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例中離心式風(fēng)機(jī)的立面圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例中清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)的立面圖；

圖7是圖6的主視圖；

圖中，1-伸縮氣缸，2-滾刷，3-噴嘴，4-車身，5-支撐架，6-同步帶輪，7-橡膠刮板，8-第一直流電動(dòng)機(jī)，9-離心式風(fēng)機(jī)，10-第二直流電動(dòng)機(jī)，11-吸盤，12-葉輪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照?qǐng)D1～圖7所示，本實(shí)用新型提供的一個(gè)實(shí)施例中的基于伯努利原理的清潔機(jī)器人，包括車身4，車身4上設(shè)有吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)和電源，吸附攀爬機(jī)構(gòu)包括離心式風(fēng)機(jī)9和吸盤11，通過離心式風(fēng)機(jī)9的葉輪12高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的高速氣流，來維持吸盤11內(nèi)負(fù)壓，從而貼附于壁面上，進(jìn)而對(duì)清潔機(jī)器人形成垂直于壁面的正壓力，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)攀爬前行和轉(zhuǎn)向，通過清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)壁面進(jìn)行清洗，電源為吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力；通過離心式風(fēng)機(jī)9產(chǎn)生負(fù)壓，利用伯努利原理維持吸盤11內(nèi)負(fù)壓使清潔機(jī)器人可貼附于壁面上，進(jìn)而對(duì)清潔機(jī)器人產(chǎn)生足夠大的正壓力，使驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠獲得足夠的摩擦力而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)功能，能夠快速、方便和安全的清洗高樓幕墻，控制方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，代替工人高空作業(yè)，減少危險(xiǎn)事故的發(fā)生，工作效率高。

進(jìn)一步地，吸附攀爬機(jī)構(gòu)還包括第二直流電動(dòng)機(jī)10，通過第二直流電動(dòng)機(jī)10驅(qū)動(dòng)離心式風(fēng)機(jī)9的葉輪12高速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生高速氣流。

進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)和萬(wàn)向輪，萬(wàn)向輪上設(shè)有橡膠輪胎，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述清潔機(jī)器人移動(dòng)。

進(jìn)一步地，清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)包括氣動(dòng)升降裝置、刷洗裝置和噴水吸水裝置，氣動(dòng)升降裝置與刷洗裝置連接，帶動(dòng)刷洗裝置升降，噴水吸水裝置為刷洗裝置清洗提供用水；當(dāng)要對(duì)壁面進(jìn)行清洗時(shí)氣動(dòng)升降裝置下降使刷洗裝置與壁面接觸，當(dāng)不進(jìn)行清洗時(shí)氣動(dòng)升降裝置上升使刷洗裝置抬高不與壁面接觸。

進(jìn)一步地，氣動(dòng)升降裝置包括伸縮氣缸1，伸縮氣缸1與車身4連接固定，伸縮氣缸1的活塞桿與刷洗裝置連接；采用四連桿機(jī)構(gòu)原理，當(dāng)伸縮氣缸1收縮時(shí)，刷洗裝置升起。

進(jìn)一步地，刷洗裝置包括支撐架5、滾刷2、第一直流電動(dòng)機(jī)8和同步帶輪6，滾刷2和第一直流電動(dòng)機(jī)8均設(shè)置于支撐架5上，支撐架5內(nèi)側(cè)與車身4連接，第一直流電動(dòng)機(jī)8通過同步帶輪6驅(qū)動(dòng)滾刷2轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L刷2與壁面摩擦進(jìn)而達(dá)到清洗目的，噴水吸水裝置包括噴嘴3，噴嘴3設(shè)置于滾刷2前方滾刷2前方。

進(jìn)一步地，刷洗裝置還包括傳動(dòng)齒輪組，第一直流電動(dòng)機(jī)8通過傳動(dòng)齒輪組帶動(dòng)同步帶輪6，通過傳動(dòng)齒輪組的合理配置得到合適的減速比，得到合適的旋轉(zhuǎn)速度以滿足清洗頻率的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，完全能夠滿足實(shí)際作業(yè)的要求。

進(jìn)一步地，噴嘴3沿滾刷2的軸向方向均勻分布。

進(jìn)一步地，噴水吸水裝置還包括水箱和水泵，水箱和水泵均內(nèi)置于車身4內(nèi)，水泵通過管路與水箱和噴嘴3連接；清洗作業(yè)前，操作人員向水箱內(nèi)通入水或清洗液，作業(yè)時(shí)，水泵將水箱內(nèi)的水吸取，通過噴嘴3噴出。

進(jìn)一步地，滾刷2上設(shè)有柔性清洗材料，滾刷2后方設(shè)有橡膠刮板7。

進(jìn)一步地，所述清洗機(jī)器人還包括控制器，控制器包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊和電源模塊，單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)連接，單片機(jī)通過電源模塊與電源連接，檢測(cè)模塊與單片機(jī)連接；

檢測(cè)模塊包括光學(xué)傳感器和紅外傳感器，控制器通過光學(xué)傳感器對(duì)工作表面檢測(cè)，進(jìn)而判斷清理過后的表面是否達(dá)到要求和機(jī)器人是否位于設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)，控制器通過紅外傳感器檢測(cè)工作平面內(nèi)是否有超出設(shè)定范圍的突起異物，若有則進(jìn)行規(guī)避。

進(jìn)一步地，還包括通訊模塊，通訊模塊包括通訊藍(lán)牙；控制器通過通訊藍(lán)牙接受操作人對(duì)機(jī)器人發(fā)出的指令，水源(具體實(shí)施例中水源為水桶)周圍設(shè)有無(wú)線電信號(hào)，通過通訊藍(lán)牙接受無(wú)線電信號(hào)確定水源位置，進(jìn)而自動(dòng)完成自動(dòng)補(bǔ)水的目的。

本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的工作原理：

本實(shí)用新型專利采用間歇式作業(yè)的方式，在清潔玻璃幕墻時(shí)由上至下清潔，由紅外傳感器識(shí)別清潔路徑，當(dāng)?shù)竭_(dá)最低層，檢測(cè)水桶發(fā)出的藍(lán)牙信號(hào)，確定水桶位置，自動(dòng)行駛到水桶上方，原地旋轉(zhuǎn)至尾部向下，伸出汲水管道汲水至內(nèi)置水箱，再返回頂部，由紅外傳感器及光學(xué)傳感器的反饋值進(jìn)行路徑規(guī)劃，繼續(xù)清潔工作，直到指定區(qū)域幕墻達(dá)到設(shè)定的清潔要求。

清洗作業(yè)時(shí)，首先用噴嘴3將水和水清潔劑劑的混合物(清潔液)以霧狀的形式噴射到玻璃壁面,氣缸將滾刷2壓至玻璃壁面，滾刷2在直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)下快速轉(zhuǎn)動(dòng)，將污物去掉，最后用橡膠刮板7(具體實(shí)施例中橡膠刮板7為雙層刮板)將墻面刮凈，清洗效果好、效率高，這樣高樓玻璃幕墻清洗裝置通過已清洗過的壁面時(shí)就沒有水漬,移動(dòng)時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)打滑等現(xiàn)象。

當(dāng)高樓玻璃幕墻清洗裝置在非清洗作業(yè)過程中，始終保持滾刷2抬起，以免將滾刷2及玻璃幕墻再次弄臟，并且減少摩擦阻力從而減小機(jī)器人行駛時(shí)的負(fù)載。

以上的僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等效變化，仍屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。