一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法
【專(zhuān)利摘要】一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法，涉及仿生機(jī)器人領(lǐng)域。解決現(xiàn)有壁面清潔機(jī)器人無(wú)法跨壁面清潔及靈活度不夠的問(wèn)題。它包括：機(jī)身、總控電路、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、舵機(jī)、真空泵、繼電器、舵機(jī)支架、活動(dòng)臂、吸盤(pán)支架、吸盤(pán)金具、吸盤(pán)、真空導(dǎo)管、雨刷電動(dòng)機(jī)、清潔雨刷、噴水裝置、給水管、滾刷電動(dòng)機(jī)、滾布。工作過(guò)程如下：打開(kāi)控制電路；將寬度、高度、角度參數(shù)輸入控制電路，控制電路啟動(dòng)機(jī)身；將機(jī)身放置在墻面上，并向噴水裝置注水；機(jī)身在控制電路控制下進(jìn)行左右爬行并清潔壁面；機(jī)身將一壁面清潔結(jié)束后，通過(guò)程序進(jìn)行跨墻面動(dòng)作，并進(jìn)行下一個(gè)墻面的清潔；全部清潔結(jié)束后，控制電路處理相關(guān)數(shù)據(jù)并控制機(jī)體自動(dòng)回到初始位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及的是仿生機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)城市化的加快，很多高層建筑拔地而起，尤其玻璃墻壁由于透光性及美觀性被大量用于高層建筑的外墻裝飾，而糟糕的空氣質(zhì)量使得高層玻璃外墻層層灰塵污垢，嚴(yán)重影響了居民的生活質(zhì)量和城市形象。大部分高樓物業(yè)不得不雇傭清潔人員進(jìn)行高危作業(yè)，這種清潔方式不僅效率低，而且因工作環(huán)境惡劣極易發(fā)生事故。
[0003]隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，爬壁式機(jī)器人已經(jīng)成為機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要領(lǐng)域，而現(xiàn)有的大部分爬壁機(jī)器人主要應(yīng)用在核工業(yè)、石化企業(yè)、消防部門(mén)、造船等專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的領(lǐng)域。而現(xiàn)有的少數(shù)爬壁式清潔機(jī)器人往往只適用于專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的高層或單一的垂直墻面，這限制了其適用的范圍，且無(wú)法有效的跨壁面清潔高層建筑整體。因此，為了推廣壁面清潔機(jī)器人，有必要發(fā)明一種新型的壁面清潔機(jī)器人及基于該裝置的清潔方法，解決現(xiàn)有壁面清潔機(jī)器人無(wú)法跨壁面清潔及適用范圍小的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有壁面清潔機(jī)器人無(wú)法跨壁面清潔及靈活度不夠的問(wèn)題，提出了一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法。
[0005]—種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法，它包括機(jī)身、第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂、第四機(jī)械臂、第五機(jī)械臂、第六機(jī)械臂、控制電路、噴水裝置、雨刷電動(dòng)機(jī)、清潔雨刷、滾刷電動(dòng)機(jī)、滾布。所述的控制電路與機(jī)身為剛性連接。所述的第一機(jī)械臂與第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂、第四機(jī)械臂、第五機(jī)械臂、第六機(jī)械臂為同種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并且材料完全相同，均與機(jī)身為剛性連接。所述的噴水裝置與機(jī)身為剛性連接。所述的雨刷電動(dòng)機(jī)與機(jī)身為剛性連接。所述的滾刷電動(dòng)機(jī)與機(jī)身為剛性連接。所述的清潔雨刷與雨刷電動(dòng)機(jī)輸出端連接。所述的滾布與滾刷電動(dòng)機(jī)輸出端連接。
[0006]所述的第一機(jī)械臂，它包括第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第三舵機(jī)、第四舵機(jī)、第一數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、第二數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、第三數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、第四數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、第五數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、第一舵機(jī)支架、第二舵機(jī)支架、第一活動(dòng)臂、第二活動(dòng)臂、吸盤(pán)支架、吸盤(pán)金具、吸盤(pán)、繼電器、真空栗、真空導(dǎo)管。所述的控制電路通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)與第一舵機(jī)電氣連接。控制電路通過(guò)第二數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)與第二舵機(jī)電氣連接。控制電路通過(guò)第三數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)與第三舵機(jī)電氣連接。控制電路通過(guò)第四數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)與第四舵機(jī)電氣連接?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)第五數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)與繼電器7電氣連接。所述的繼電器固定機(jī)身上，并且與真空栗電氣連接。所述的真空栗固定機(jī)身上，并且通過(guò)真空導(dǎo)管與吸盤(pán)金具相連接。所述的第一舵機(jī)支架與機(jī)身之間、第一舵機(jī)與第一舵機(jī)支架之間、第二舵機(jī)支架與第一舵機(jī)之間、第二舵機(jī)與第二舵機(jī)支架之間、第一活動(dòng)臂與第二舵機(jī)之間、第三舵機(jī)與第一活動(dòng)臂之間、第二活動(dòng)臂與第三舵機(jī)之間、第四舵機(jī)與第二活動(dòng)臂之間、吸盤(pán)支架與第四舵機(jī)之間、吸盤(pán)金具與吸盤(pán)支架之間、吸盤(pán)與吸盤(pán)金具之間均為剛性連接。
[0007]所述的機(jī)身為正六邊形，并且第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂、第四機(jī)械臂、第五機(jī)械臂、第六機(jī)械臂在機(jī)身上的布局也成正六邊形分布。
[0008]所述的機(jī)身的材料是碳纖維板。
[0009]所述的第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第三舵、第四舵機(jī)均選用扭矩為380kg/cm舵機(jī)。
[0010]所述的真空導(dǎo)管與吸盤(pán)金具、真空栗之間為密封連接。
[0011]—種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法包括以下步驟:
步驟一、打開(kāi)控制電路，使其初始化。
[0012]步驟二、將高層建筑的寬度、高度、壁面傾斜角度參數(shù)輸入控制電路中，控制電路同時(shí)向第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂、第四機(jī)械臂、第五機(jī)械臂、第六機(jī)械臂發(fā)出指令，使第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂、第四機(jī)械臂、第五機(jī)械臂、第六機(jī)械臂啟動(dòng)。
[0013]步驟三、將機(jī)身放置在墻面上，并向噴水裝置注水。
[0014]步驟四、機(jī)身在控制電路的控制下，同時(shí)進(jìn)行左右爬行并清潔壁面。
[0015]步驟五、機(jī)身將一壁面清潔結(jié)束后，通過(guò)程序進(jìn)行跨墻面動(dòng)作，并進(jìn)行下一個(gè)墻面的清潔。
[0016]步驟六、全部清潔結(jié)束后，控制電路處理相關(guān)數(shù)據(jù)并控制機(jī)體自動(dòng)回到初始位置。
[0017]有益效果:本發(fā)明通過(guò)對(duì)六足仿生學(xué)和真空吸附法技術(shù)的研究，將兩者結(jié)合一起，發(fā)明了一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法。通過(guò)這種方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自動(dòng)跨壁面清潔以及在不同角度墻面的前行并清潔的能力，克服了傳統(tǒng)清潔方式由人工清潔的低效率，同時(shí)減少了由于高空作業(yè)給工作人員帶來(lái)的巨大風(fēng)下面。解決了由于高空作業(yè)者人數(shù)少，而導(dǎo)致清潔頻率低等問(wèn)題。與現(xiàn)有的壁面清潔式機(jī)器人相比，本發(fā)明適用于各種高層建筑的外表面清潔，可減少了部分高層建筑需要設(shè)計(jì)壁面清潔機(jī)器人軌道的成本。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是仿生壁面清潔機(jī)器人裝置其中一個(gè)機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1說(shuō)明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法，它包括機(jī)身1、第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂3、第三機(jī)械臂4、第四機(jī)械臂5、第五機(jī)械臂6、第六機(jī)械臂7、控制電路8、噴水裝置9、雨刷電動(dòng)機(jī)1、清潔雨刷11、滾刷電動(dòng)機(jī)12、滾布13。所述的控制電路8與機(jī)身I為剛性連接。所述的第一機(jī)械臂2與第二機(jī)械臂3、第三機(jī)械臂4、第四機(jī)械臂5、第五機(jī)械臂6、第六機(jī)械臂7為同種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并且材料完全相同，均與機(jī)身I為剛性連接。所述的噴水裝置9與機(jī)身I為剛性連接。所述的雨刷電動(dòng)機(jī)10與機(jī)身I為剛性連接。所述的滾刷電動(dòng)機(jī)12與機(jī)身I為剛性連接。所述的清潔雨刷11與雨刷電動(dòng)機(jī)1輸出端連接。所述的滾布13與滾刷電動(dòng)機(jī)12輸出端連接。
[0021]【具體實(shí)施方式】二、結(jié)合圖1與圖2說(shuō)明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的第一機(jī)械臂2，它包括第一舵機(jī)2-1、第二舵機(jī)2-2、第三舵機(jī)2-3、第四舵機(jī)2-4、第一數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-5、第二數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-6、第三數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-7、第四數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-8、第五數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-9、第一舵機(jī)支架2-10、第二舵機(jī)支架2-11、第一活動(dòng)臂2-12、第二活動(dòng)臂2-13、吸盤(pán)支架2-14、吸盤(pán)金具2-15、吸盤(pán)2-16、繼電器2-17、真空栗2-18、真空導(dǎo)管2-19。所述的控制電路8通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-5與第一舵機(jī)2-1電氣連接?？刂齐娐?通過(guò)第二數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-6與第二舵機(jī)2-2電氣連接?？刂齐娐?通過(guò)第三數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-7與第三舵機(jī)2-3電氣連接。控制電路8通過(guò)第四數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-8與第四舵機(jī)2-4電氣連接?？刂齐娐?通過(guò)第五數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)2-9與繼電器2-17電氣連接。所述的繼電器2-17固定機(jī)身I上，并且與真空栗2-18電氣連接。所述的真空栗2-18固定機(jī)身I上，并且通過(guò)真空導(dǎo)管2-19與吸盤(pán)金具2-15相連接。所述的第一舵機(jī)支架2-10與機(jī)身I之間、第一舵機(jī)2-1與第一舵機(jī)支架2-10之間、第二舵機(jī)支架2-11與第一舵機(jī)2-1之間、第二舵機(jī)2-2與第二舵機(jī)支架2-11之間、第一活動(dòng)臂2-12與第二舵機(jī)2-2之間、第三舵機(jī)2-3與第一活動(dòng)臂2-12之間、第二活動(dòng)臂2-13與第三舵機(jī)2-3之間、第四舵機(jī)2-4與第二活動(dòng)臂2-13之間、吸盤(pán)支架2-14與第四舵機(jī)2-4之間、吸盤(pán)金具2-15與吸盤(pán)支架2-14之間、吸盤(pán)2-16與吸盤(pán)金具2-15之間均為剛性連接。
[0022]【具體實(shí)施方式】三、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的機(jī)身I為正六邊形，并且第一機(jī)械臂
2、第二機(jī)械臂3、第三機(jī)械臂4、第四機(jī)械臂5、第五機(jī)械臂6、第六機(jī)械臂7在機(jī)身I上的布局也成正六邊形分布。
[0023]【具體實(shí)施方式】四、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的機(jī)身I的材料是碳纖維板。
[0024]【具體實(shí)施方式】五、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的第一舵機(jī)2-1、第二舵機(jī)2-2、第三舵機(jī)2-3、第四舵機(jī)2-4均選用扭矩為380kg/cm舵機(jī)。
[0025]【具體實(shí)施方式】六、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的真空導(dǎo)管2-19與吸盤(pán)金具2-15、真空栗2-18之間為密封連接。
[0026]【具體實(shí)施方式】七、基于【具體實(shí)施方式】一和【具體實(shí)施方式】二所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法包括以下步驟:
步驟一、打開(kāi)控制電路8，使其初始化。
[0027]步驟二、將高層建筑的寬度、高度、壁面傾斜角度參數(shù)輸入控制電路8中，控制電路8同時(shí)向第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂3、第三機(jī)械臂4、第四機(jī)械臂5、第五機(jī)械臂6、第六機(jī)械臂7發(fā)出指令，使第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂3、第三機(jī)械臂4、第四機(jī)械臂5、第五機(jī)械臂6、第六機(jī)械臂7啟動(dòng)。
[0028]步驟三、將機(jī)身I放置在墻面上，并向噴水裝置9注水。
[0029]步驟四、機(jī)身I在控制電路8的控制下，同時(shí)進(jìn)行左右爬行并清潔壁面。
[0030]步驟五、機(jī)身I將一壁面清潔結(jié)束后，通過(guò)程序進(jìn)行跨墻面動(dòng)作，并進(jìn)行下一個(gè)墻面的清潔。
[0031]步驟六、全部清潔結(jié)束后，控制電路8處理相關(guān)數(shù)據(jù)并控制機(jī)體I自動(dòng)回到初始位 L
O ?
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法，其特征在于，它包括機(jī)身(I)、第一機(jī)械臂(2)、第二機(jī)械臂(3)、第三機(jī)械臂(4)、第四機(jī)械臂(5)、第五機(jī)械臂(6)、第六機(jī)械臂(7)、控制電路(8)、噴水裝置(9)、雨刷電動(dòng)機(jī)(10)、清潔雨刷(11)、滾刷電動(dòng)機(jī)(12)、滾布(13);所述的控制電路(8)與機(jī)身(I)為剛性連接;所述的第一機(jī)械臂(2)與第二機(jī)械臂(3)、第三機(jī)械臂(4)、第四機(jī)械臂(5)、第五機(jī)械臂(6)、第六機(jī)械臂(7)為同種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并且材料完全相同，均與機(jī)身(I)為剛性連接;所述的噴水裝置(9)與機(jī)身(I)為剛性連接;所述的雨刷電動(dòng)機(jī)(10)與機(jī)身(I)為剛性連接;所述的滾刷電動(dòng)機(jī)(12)與機(jī)身(I)為剛性連接;所述的清潔雨刷(11)與雨刷電動(dòng)機(jī)(10)輸出端連接;所述的滾布(13)與滾刷電動(dòng)機(jī)(12)輸出端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的第一機(jī)械臂(2)，它包括第一舵機(jī)(2-1)、第二舵機(jī)(2-2)、第三舵機(jī)(2-3)、第四舵機(jī)(2-4)、第一數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-5)、第二數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-6)、第三數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-7)、第四數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-8)、第五數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-9)、第一舵機(jī)支架(2-10)、第二舵機(jī)支架(2-11)、第一活動(dòng)臂(2-12)、第二活動(dòng)臂(2-13)、吸盤(pán)支架(2-14)、吸盤(pán)金具(2-15)、吸盤(pán)(2-16)、繼電器(2-17)、真空栗(2-18)、真空導(dǎo)管(2-19);所述的控制電路(8)通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-5)與第一舵機(jī)(2-1)電氣連接;控制電路(8)通過(guò)第二數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-6)與第二舵機(jī)(2-2)電氣連接;控制電路(8)通過(guò)第三數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-7)與第三舵機(jī)(2-3)電氣連接;控制電路(8)通過(guò)第四數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-8)與第四舵機(jī)(2-4)電氣連接;控制電路(8)通過(guò)第五數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)(2-9)與繼電器(2-17)電氣連接;所述的繼電器(2-17)固定機(jī)身(I)上，并且與真空栗(2-18)電氣連接;所述的真空栗(2-18)固定機(jī)身(I)上，并且通過(guò)真空導(dǎo)管(2-19)與吸盤(pán)金具(2-15)相連接;所述的第一舵機(jī)支架(2-10)與機(jī)身(I)之間、第一舵機(jī)(2-1)與第一舵機(jī)支架(2-10)之間、第二舵機(jī)支架(2-11)與第一舵機(jī)(2-1)之間、第二舵機(jī)(2-2)與第二舵機(jī)支架(2-11)之間、第一活動(dòng)臂(2-12)與第二舵機(jī)(2-2)之間、第三舵機(jī)(2-3)與第一活動(dòng)臂(2-12)之間、第二活動(dòng)臂(2-13)與第三舵機(jī)(2-3)之間、第四舵機(jī)(2-4)與第二活動(dòng)臂(2-13)之間、吸盤(pán)支架(2-14)與第四舵機(jī)(2-4)之間、吸盤(pán)金具(2-15)與吸盤(pán)支架(2-14)之間、吸盤(pán)(2-16)與吸盤(pán)金具(2-15)之間均為剛性連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的機(jī)身(I)為正六邊形，并且第一機(jī)械臂(2)、第二機(jī)械臂(3)、第三機(jī)械臂(4)、第四機(jī)械臂(5)、第五機(jī)械臂(6)、第六機(jī)械臂(7)在機(jī)身(I)上的布局也成正六邊形分布。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的機(jī)身(I)的材料是碳纖維板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的第一航機(jī)(2_1)、第二航機(jī)(2_2)、第二航機(jī)(2_3)、第四航機(jī)(2_4)選用扭矩為380kg/cm舵機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法的區(qū)別在于，所述的真空導(dǎo)管(2-19)與吸盤(pán)金具(2-15)、真空栗(2-18)之間為密封連接。7.基于權(quán)利要求1所述的一種仿生壁面清潔機(jī)器人裝置及基于該裝置的清潔方法包括以下步驟:步驟一、打開(kāi)控制電路(8)，使其初始化;步驟二、將高層建筑的寬度、高度、壁面傾斜角度參數(shù)輸入控制電路(8)中，控制電路(8)同時(shí)向第一機(jī)械臂(2)、第二機(jī)械臂(3)、第三機(jī)械臂(4)、第四機(jī)械臂(5)、第五機(jī)械臂(6)、第六機(jī)械臂(7)發(fā)出指令，使第一機(jī)械臂(2)、第二機(jī)械臂(3)、第三機(jī)械臂(4)、第四機(jī)械臂(5)、第五機(jī)械臂(6)、第六機(jī)械臂(7)啟動(dòng);步驟三、將機(jī)身(I)放置在墻面上，并向噴水裝置(9)注水;步驟四、機(jī)身(I)在控制電路(8)的控制下，同時(shí)進(jìn)行左右爬行并清潔壁面;步驟五、機(jī)身(I)將一壁面清潔結(jié)束后，通過(guò)程序進(jìn)行跨墻面動(dòng)作，并進(jìn)行下一個(gè)墻面的清潔;步驟六、全部清潔結(jié)束后，控制電路(8)處理相關(guān)數(shù)據(jù)并控制機(jī)體(I)自動(dòng)回到初始位置。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK106041959SQ201610585960
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月25日 公開(kāi)號(hào)201610585960.8, CN 106041959 A, CN 106041959A, CN 201610585960, CN-A-106041959, CN106041959 A, CN106041959A, CN201610585960, CN201610585960.8
【發(fā)明人】石德全, 許家勛, 陳國(guó)杰, 李思寒, 師文博
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)