專利名稱：高層建筑外壁面清潔機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高層建筑外壁面的清洗裝置，尤其是涉及一種高層建筑外壁面清
潔機器人。
背景技術：
高層建筑外壁面清潔包括高層建筑擦窗、高層建筑外墻面清潔等作業(yè)，由于這種 作業(yè)環(huán)境是不會按照機器人功能和技術的要求改變的，而且，具體的作業(yè)環(huán)境也會經(jīng)常發(fā) 生變化(如窗戶的開閉、外掛設備(空調(diào)等)的裝拆和移動等)，因此在機器人技術中稱此 為非結構化環(huán)境作業(yè)。高層建筑外壁面清潔屬于空中作業(yè)，目前主要依靠人工完成，無疑這 種作業(yè)方式的作業(yè)環(huán)境非常危險和惡劣、且作業(yè)效率低、人工成本高，不言而喻，這種作業(yè) 方式亟待應用自動化技術和機器人技術取而代之。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種結構簡單、成本低、操作容
易、使用和維護方便的高層建筑外壁面清潔機器人。 本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的 —種高層建筑外壁面清潔機器人，包括機器人主體、清潔機構、壁面吸附機構、機 器人行走越障機構、機器人支援系統(tǒng)和GPS位姿跟蹤控制系統(tǒng)，其中，清潔機構、壁面吸附 機構設置在機器人主體上，其特征在于，所述的機器人行走越障機構為飛行器，飛行器位于 機器人主體的上部，其通過下部的牽引索與機器人主體連接，飛行器的下部設置有推進器， 而所述的機器人支援系統(tǒng)則設置在飛行器內(nèi)。 所述的飛行器可以為氦氣球也可以為飛艇，且氦氣球或者飛艇可以為多個。
在所述的飛行器的下部還設置有機器人視覺跟蹤系統(tǒng)。
上述的清潔機構為柔性清洗滾筒或者負壓回轉式清潔器。
上述的吸附結構為吸附盤或者是抓持手。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明結構簡單、成本低、操作容易、使用和維護方便，其能 達到的性能指標為承載能力小于1000kg、飛行高度5 500m、供電電源36V 48V DC、功 率小于5kW、壓縮空氣0. 5MPa、2m^供水量5m^擦洗效率10m7min (取決于清潔器回轉盤直 徑或滾筒幾何尺寸)、可擦洗水平、傾斜、垂直壁面等任意角度的壁面，且其越障能力(清洗 滾筒或回轉式清潔器)h ^ 180mm。


圖1為本發(fā)明一實施例的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明所述的吸附機構吸附垂直壁面的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明所述的吸附機構吸附傾斜壁面的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明所述的吸附機構吸附水平壁面的結構示意 圖5為本發(fā)明所述的另一種形式的吸附機構吸附水平壁面的結構示意圖； 圖6為本發(fā)明所述的另一種形式的吸附機構吸附垂直壁面的結構示意圖。 圖中主要附圖標記含義為 1、機器人主體2、清洗機構3、壁面吸附機構4、飛行器 5、牽引索 6、推進器 7、壁面
具體實施例方式
下面將結合附圖，詳細說明本發(fā)明的
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明一實施例的結構示意圖。 如圖1所示高層建筑外壁面清潔機器人，包括機器人主體1、清潔機構2、壁面吸 附機構3、機器人行走越障機構、機器人支援系統(tǒng)(提供水、電、氣以及保護等)和GPS位姿 跟蹤控制系統(tǒng)，其中，清潔機構2、壁面吸附機構3設置在機器人主體1上，而所述的機器人 行走越障機構為飛行器4，飛行器4位于機器人主體1的上部，其通過下部的牽引索5與機 器人主體1連接，飛行器4的下部還設置有推進器6，而所述的機器人支援系統(tǒng)(圖中未示) 則設置在飛行器4內(nèi)。 上述飛行器的牽引索5不僅可作為清洗機構2的牽引裝置，而且可以作為水、電、 氣管路的依附和支撐，同時提供了高空作業(yè)必須的保護功能。 所述的飛行器4可以為氦氣球也可以為飛艇，且氦氣球或者飛艇可以為多個，在 本實施例中，使用的是氦氣球，且多個氦氣球組成交叉牽引懸掛的方式，不僅方便飛行的制 導(類似于制導翼傘和風箏的控制)，而且可防止個別氦氣球失效而發(fā)生墜落事故。
在所述的飛行器4的下部還設置有機器人視覺跟蹤系統(tǒng)(圖中未示)，以便對機器 人的模式識別的實時圖像進行處理。 圖2為本發(fā)明所述的吸附機構吸附垂直壁面的結構示意圖；圖3為本發(fā)明所述的 吸附機構吸附傾斜壁面的結構示意圖；圖4為本發(fā)明所述的吸附機構吸附水平壁面的結構 示意圖；圖5為本發(fā)明所述的另一種形式的吸附機構吸附水平壁面的結構示意圖；圖6為 本發(fā)明所述的另一種形式的吸附機構吸附垂直壁面的結構示意圖。 如圖2至圖6所示，清潔機構2可以為柔性清洗滾筒或者負壓回轉式清潔器。圖 2至圖4所示的是柔性清洗滾筒，與其對應的吸附機構3為吸附盤，而圖5和圖6所示的清 潔機構2為負壓回轉式清潔器，與其對應的吸附機構3為抓持手。由圖2至圖6可以看出， 無論是何種形式的壁面7，吸附機構3都可以與壁面7進行牢固吸附，而清潔結構2也可以 方便地對壁面7進行清洗，具有很好的適應性、實用性和可靠性。 本發(fā)明通過GPS位姿跟蹤控制系統(tǒng)來進行控制，實現(xiàn)機器人的上下或者水平運 動。 以上已以較佳實施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種高層建筑外壁面清潔機器人，包括機器人主體、清潔機構、壁面吸附機構、機器人行走越障機構、機器人支援系統(tǒng)和GPS位姿跟蹤控制系統(tǒng)，其中，清潔機構、壁面吸附機構設置在機器人主體上，其特征在于，所述的機器人行走越障機構為飛行器，飛行器位于機器人主體的上部，其通過下部的牽引索與機器人主體連接，飛行器的下部設置有推進器，而所述的機器人支援系統(tǒng)則設置在飛行器內(nèi)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高層建筑外壁面清潔機器人，其特征在于，所述的飛行器為 氦氣球或者飛艇。
3. 根據(jù)權利要求2所述的高層建筑外壁面清潔機器人，其特征在于，所述的氦氣球或 者飛艇為多個。
4. 根據(jù)權利要求1所述的高層建筑外壁面清潔機器人，其特征在于，在所述的飛行器 的下部還設置有機器人視覺跟蹤系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的高層建筑外壁面清潔機器人，其特征在于，所述的清潔機構 為柔性清洗滾筒或者負壓回轉式清潔器。
6. 根據(jù)權利要求1所述的高層建筑外壁面清潔機器人，其特征在于，所述的吸附結構 為吸附盤或者是抓持手。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高層建筑外壁面清潔機器人，包括機器人主體、清潔機構、壁面吸附機構、機器人行走越障機構、機器人支援系統(tǒng)和GPS位姿跟蹤控制系統(tǒng)，其中，清潔機構、壁面吸附機構設置在機器人主體上，其特征在于，所述的機器人行走越障機構為飛行器，飛行器位于機器人主體的上部，其通過下部的牽引索與機器人主體連接，飛行器的下部設置有推進器，而所述的機器人支援系統(tǒng)則設置在飛行器內(nèi)。本發(fā)明結構簡單、成本低、操作容易、使用和維護方便。
文檔編號A47L11/38GK101756678SQ20091026327
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權日2009年12月17日
發(fā)明者石立, 裴忠才 申請人:昆山昆航機器人研究所有限公司