一种稳定型玻璃外墙清洁机器人

1.本发明涉及清洁机器人技术领域，具体是一种能够在玻璃幕墙上自主识别污渍并通过高压水射流清洗污渍的玻璃幕墙清洁设备。


背景技术：

2.高楼玻璃外墙面积大，清洗工作量大，位于高空，人工清洗危险性高且人力成本高，使用玻璃外墙机器人取代人工清洗是目前该领域的主流研究方向。目前，用于高楼玻璃幕墙清洁的机器人普遍为滚刷清洗，导致无法清洗玻璃边缘处污渍，并且不具备自主识别玻璃污渍的能力，导致玻璃幕墙清洗效率低，用水量大，成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：包括升降机构、水射流清洗机构、机身稳定机构i、机身稳定机构ii。
4.所述升降机构包括吊篮。所述水射流清洗机构通过若干标准螺栓安装在吊篮中。所述机身稳定机构i、机身稳定机构ii通过若干标准螺栓安装在吊篮左右两侧。
5.所述水射流清洗机构包括龙门式线性模组、水射流模块、烘干装置、机架i、固定装置i、固定装置ii。
6.所述龙门式线性模组包括垂直线性模组i、垂直线性模组ii、水平线性模组、固定装置iii、固定装置iv。
7.所述垂直线性模组i包括滑台i。所述垂直线性模组i通过固定装置i固定在机架i上。
8.所述垂直线性模组ii包括滑台ii。所述垂直线性模组ii通过固定装置ii固定在机架i上。
9.所述垂直线性模组i和垂直线性模组ii平行并列布置。
10.所述水平线性模组包括滑台iii。所述水平线性模组一端通过固定装置iii固定在垂直线性模组i的滑台i上，另一端通过固定装置iv固定在垂直线性模组ii的滑台ii上。所述水平线性模组铝型材主体底面中心线垂直于垂直线性模组i和垂直线性模组ii的铝型材主体底面中心线布置。
11.所述水射流模块固定在水平线性模组的滑台iii上。
12.所述机身稳定机构i包括垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v、导轨i、导轨ii、导轨iii、支撑腿机构i、支撑腿机构ii、支撑腿机构iii、线性模组固定件和机架ii。
13.所述垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v通过若干线性模组固定件平行并列地安装在机架ii上。所述导轨i、导轨ii、导轨iii平行并列地安装在机架ii上。所述垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v铝型材主体底面中心线构成的平面与导轨i、导轨ii、导轨iii铝型材主体底面中心线构成的平面平行。
14.所述垂直线性模组iii与导轨i平行并列布置。所述垂直线性模组iii与导轨i铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v铝型材主体底面中心线构成的平面垂直。
15.所述垂直线性模组iv与导轨ii平行并列布置。所述垂直线性模组iv与导轨ii铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v铝型材主体底面中心线构成的平面垂直。
16.所述垂直线性模组v与导轨iii平行并列布置。所述垂直线性模组v与导轨iii铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v铝型材主体底面中心线构成的平面垂直。
17.所述支撑腿机构i安装在垂直线性模组iii和导轨i上。所述支撑腿机构ii安装在垂直线性模组iv和导轨ii上。所述支撑腿机构iii安装在垂直线性模组v和导轨iii上。
18.所述支撑腿机构i包括滑动支座、伸缩部件、执行部件。
19.进一步，所述水射流模块包括高压喷嘴、喷管、喷管固定装置；所述高压喷嘴通过螺纹旋入喷管；所述喷管通过标准螺栓固定到喷管固定装置上；所述喷管固定装置通过标准螺栓固定在滑台iii上。
20.进一步，所述烘干装置包括热气输送管、喷嘴、喷嘴固定件、光轴、吹风同步带、电机、烘干机i、烘干机ii；所述热气输送管一端连接喷嘴，一端连接烘干机；所述喷嘴固定在喷嘴固定件上；所述喷嘴固定件安装在光轴上；所述光轴安装在吹风同步带上。
21.进一步，所述滑动支座包括辅助升降滑块、升降滑块、滑台i、滑台ii、连接板。
22.进一步，所述伸缩部件为线性模组。
23.进一步，所述执行部件为真空吸盘。
24.进一步，在所述线性模组的一端安装真空吸盘；在所述线性模组上安装滑台iv、滑台v；在所述滑台iv和滑台v的表面上安装连接板；在所述连接板的表面上安装辅助升降滑块、升降滑块；把所述辅助升降滑块装配到导轨i上；把所述升降滑块装配到垂直线性模组iii上。
25.进一步，所述龙门式线性模组、垂直线性模组iii、垂直线性模组iv、垂直线性模组v、线性模组为同步带直线模组。
26.进一步，所述升降机构包括卷扬机，所述卷扬机通过钢索与吊篮相连。
27.进一步，机器人上搭载有摄像头。
28.本发明的技术效果是毋庸置疑的：
29.1、具有自主识别玻璃污渍的能力。
30.2、机身稳定机构保证了机器人在强风条件下工作时的机身稳定性。
31.3、支撑腿机构能够实现伸长收缩功能，使喷头与玻璃面间的距离在射流最佳清洗距离内，大大提高了应用范围，丰富了应用场景。
32.4、喷头能够在目标区域内随意移动，实现无死角的高效精准清洗。
附图说明
33.图1为稳定型玻璃外墙清洁机器人的立体结构示意图；
34.图2为稳定型玻璃外墙清洁机器人的俯视图；
35.图3为水射流清洗机构的立体结构图；
36.图4为水射流清洗机构的正视图；
37.图5为水射流清洗机构中龙门式线性模组与机架的局部图；
38.图6为水射流清洗机构中龙门式线性模组的局部图；
39.图7为水射流清洗机构中水射流模块的局部图；
40.图8为水射流清洗机构中烘干机构的局部图；
41.图9为机身稳定机构i的正视图；
42.图10为机身稳定机构i的俯视图；
43.图11为机身稳定机构i的侧视图；
44.图12为支撑腿机构i局部立体图。
45.图中：1-升降机构；2-水射流清洗机构；3-机身稳定机构i；4-机身稳定机构ii；5-吊篮；6-龙门式线性模组；7-水射流模块；8-烘干装置；9-机架i；10-固定装置i；11-固定装置ii；12-垂直线性模组i；13-垂直线性模组ii；14-水平线性模组；15-固定装置iii；16-固定装置iv；17-滑台i；18-滑台ii；19-滑台iii；20-高压喷嘴；21-喷管；22-喷管固定装置；23-热气输送管；24-喷嘴；25-喷嘴固定件；26-光轴；27-吹风同步带；28-电机；29-烘干机i；30-烘干机ii；31-垂直线性模组iii；32-垂直线性模组iv；33-垂直线性模组v；34-导轨i；35-导轨ii；36-导轨iii；37-支撑腿机构i；38-支撑腿机构ii；39-支撑腿机构iii；40-线性模组固定件；41-机架ii；42-滑动支座；43-伸缩部件；44-执行部件；45-辅助升降滑块；46-升降滑块；47-滑台iv；48-滑台v；49-连接板；50-线性模组；51-真空吸盘。
具体实施方式
46.下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
47.实施例1：
48.参见图1、图2，一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：包括升降机构1、水射流清洗机构2、机身稳定机构i3、机身稳定机构ii4。
49.所述升降机构1包括吊篮5。所述水射流清洗机构2通过若干标准螺栓安装在吊篮5中。所述机身稳定机构i3、机身稳定机构ii4通过若干标准螺栓安装在吊篮5左右两侧。
50.所述水射流清洗机构2包括龙门式线性模组6、水射流模块7、烘干装置8、机架i9、固定装置i10、固定装置ii11，参见图3、图5。
51.所述龙门式线性模组6包括垂直线性模组i12、垂直线性模组ii13、水平线性模组14、固定装置iii15、固定装置iv16，参见图4、图6。
52.所述垂直线性模组i12包括滑台i17。所述垂直线性模组i12通过固定装置i10固定在机架i9上，参见图5a。
53.所述垂直线性模组ii13包括滑台ii18。所述垂直线性模组ii13通过固定装置ii11固定在机架i9上，参见图5b。
54.所述垂直线性模组i12和垂直线性模组ii13平行并列布置。
55.所述水平线性模组14包括滑台iii19。所述水平线性模组14一端通过固定装置
iii15固定在垂直线性模组i12的滑台i17上，参见图6a；另一端通过固定装置iv16固定在垂直线性模组ii13的滑台ii18上，参见图6b。所述水平线性模组14铝型材主体底面中心线垂直于垂直线性模组i12和垂直线性模组ii13的铝型材主体底面中心线布置。
56.所述水射流模块7固定在水平线性模组14的滑台iii19上。
57.参见图9～图11，所述机身稳定机构i3包括垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33、导轨i34、导轨ii35、导轨iii36、支撑腿机构i37、支撑腿机构ii38、支撑腿机构iii39、线性模组固定件40和机架ii41。
58.所述垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33通过若干线性模组固定件40平行并列地安装在机架ii41上。所述导轨i34、导轨ii35、导轨iii36平行并列地安装在机架ii41上。所述垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33铝型材主体底面中心线构成的平面与导轨i34、导轨ii35、导轨iii36铝型材主体底面中心线构成的平面平行。
59.所述垂直线性模组iii31与导轨i34平行并列布置。所述垂直线性模组iii31与导轨i34铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33铝型材主体底面中心线构成的平面垂直。
60.所述垂直线性模组iv32与导轨ii35平行并列布置。所述垂直线性模组iv32与导轨ii35铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33铝型材主体底面中心线构成的平面垂直。
61.所述垂直线性模组v33与导轨iii36平行并列布置。所述垂直线性模组v33与导轨iii36铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33铝型材主体底面中心线构成的平面垂直。
62.所述支撑腿机构i37安装在垂直线性模组iii31和导轨i34上。所述支撑腿机构ii38安装在垂直线性模组iv32和导轨ii35上。所述支撑腿机构iii39安装在垂直线性模组v33和导轨iii36上。
63.参见图12，所述支撑腿机构i37包括滑动支座42、伸缩部件43、执行部件44。
64.实施例2：
65.本实施例的主要结构同实施例1，进一步，参见图7，所述水射流模块7包括高压喷嘴20、喷管21、喷管固定装置22；所述高压喷嘴20通过螺纹旋入喷管21；所述喷管21通过标准螺栓固定到喷管固定装置22上；所述喷管固定装置22通过标准螺栓固定在滑台iii19上。
66.实施例3：
67.本实施例的主要结构同实施例1～2中任意一个，进一步，参见图8，所述烘干装置8包括热气输送管23、喷嘴24、喷嘴固定件25、光轴26、吹风同步带27、电机28、烘干机i29、烘干机ii30；所述热气输送管23一端连接喷嘴24，一端连接烘干机29；所述喷嘴24固定在喷嘴固定件25上；所述喷嘴固定件25安装在光轴26上；所述光轴26安装在吹风同步带27上；所述吹风同步带27能够带动喷嘴固定件25运动。
68.实施例4：
69.本实施例的主要结构同实施例1～3中任意一个，进一步，参见图12，所述滑动支座42包括辅助升降滑块45、升降滑块46、滑台i47、滑台ii48、连接板49。
70.实施例5：
71.本实施例的主要结构同实施例1～4中任意一个，进一步，参见图12，所述伸缩部件43为线性模组50。
72.实施例6：
73.本实施例的主要结构同实施例1～5中任意一个，进一步，参见图12，所述执行部件44为真空吸盘51。
74.实施例7：
75.本实施例的主要结构同实施例1～6中任意一个，进一步，参见图12，在所述线性模组50的一端安装真空吸盘51；在所述线性模组50上安装滑台iv47、滑台v48；在所述滑台iv47和滑台v48的表面上安装连接板49；在所述连接板49的表面上安装辅助升降滑块45、升降滑块46；把所述辅助升降滑块45装配到导轨i34上；把所述升降滑块46装配到垂直线性模组iii31上。
76.实施例8：
77.本实施例的主要结构同实施例1～7中任意一个，进一步，所述龙门式线性模组6、垂直线性模组iii31、垂直线性模组iv32、垂直线性模组v33、线性模组50为同步带直线模组。
78.实施例9：
79.本实施例的主要结构同实施例1～8中任意一个，进一步，所述升降机构1包括卷扬机，所述卷扬机通过钢索与吊篮5相连。
80.实施例10：
81.本实施例的主要结构同实施例1～9中任意一个，进一步，机器人上搭载有摄像头，通过摄像头获取待清洗玻璃表面的污渍位置信息，并将位置信息输入到水射流清洗机构2的控制系统中，此时水射流清洗机构2的龙门线性模组6在控制下移动装载在其上的水射流模块7到达污渍位置，利用水射流除去污渍。

技术特征：
1.一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：包括升降机构(1)、水射流清洗机构(2)、机身稳定机构i(3)、机身稳定机构ii(4)；所述升降机构(1)包括吊篮(5)；所述水射流清洗机构(2)通过若干标准螺栓安装在吊篮(5)中；所述机身稳定机构i(3)、机身稳定机构ii(4)通过若干标准螺栓安装在吊篮(5)左右两侧；所述水射流清洗机构(2)包括龙门式线性模组(6)、水射流模块(7)、烘干装置(8)、机架i(9)、固定装置i(10)、固定装置ii(11)；所述龙门式线性模组(6)包括垂直线性模组i(12)、垂直线性模组ii(13)、水平线性模组(14)、固定装置iii(15)、固定装置iv(16)；所述垂直线性模组i(12)包括滑台i(17)；所述垂直线性模组i(12)通过固定装置i(10)固定在机架i(9)上；所述垂直线性模组ii(13)包括滑台ii(18)；所述垂直线性模组ii(13)通过固定装置ii(11)固定在机架i(9)上；所述垂直线性模组i(12)和垂直线性模组ii(13)平行并列布置；所述水平线性模组(14)包括滑台iii(19)；所述水平线性模组(14)一端通过固定装置iii(15)固定在垂直线性模组i(12)的滑台i(17)上，另一端通过固定装置iv(16)固定在垂直线性模组ii(13)的滑台ii(18)上；所述水平线性模组(14)铝型材主体底面中心线垂直于垂直线性模组i(12)和垂直线性模组ii(13)的铝型材主体底面中心线布置；所述水射流模块(7)固定在水平线性模组(14)的滑台iii(19)上；所述机身稳定机构i(3)包括垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)、导轨i(34)、导轨ii(35)、导轨iii(36)、支撑腿机构i(37)、支撑腿机构ii(38)、支撑腿机构iii(39)、线性模组固定件(40)和机架ii(41)；所述垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)通过若干线性模组固定件(40)平行并列地安装在机架ii(41)上；所述导轨i(34)、导轨ii(35)、导轨iii(36)平行并列地安装在机架ii(41)上；所述垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)铝型材主体底面中心线构成的平面与导轨i(34)、导轨ii(35)、导轨iii(36)铝型材主体底面中心线构成的平面平行；所述垂直线性模组iii(31)与导轨i(34)平行并列布置；所述垂直线性模组iii(31)与导轨i(34)铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)铝型材主体底面中心线构成的平面垂直；所述垂直线性模组iv(32)与导轨ii(35)平行并列布置；所述垂直线性模组iv(32)与导轨ii(35)铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)铝型材主体底面中心线构成的平面垂直；所述垂直线性模组v(33)与导轨iii(36)平行并列布置；所述垂直线性模组v(33)与导轨iii(36)铝型材主体底面中心线构成的平面与垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)铝型材主体底面中心线构成的平面垂直；所述支撑腿机构i(37)安装在垂直线性模组iii(31)和导轨i(34)上；所述支撑腿机构ii(38)安装在垂直线性模组iv(32)和导轨ii(35)上；所述支撑腿机构iii(39)安装在垂直线性模组v(33)和导轨iii(36)上；
所述支撑腿机构i(37)包括滑动支座(42)、伸缩部件(43)、执行部件(44)。2.根据权利要求1所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述水射流模块(7)包括高压喷嘴(20)、喷管(21)、喷管固定装置(22)；所述高压喷嘴(20)通过螺纹旋入喷管(21)；所述喷管(21)通过标准螺栓固定到喷管固定装置(22)上；所述喷管固定装置(22)通过标准螺栓固定在滑台iii(19)上。3.根据权利要求1所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述烘干装置(8)包括热气输送管(23)、喷嘴(24)、喷嘴固定件(25)、光轴(26)、吹风同步带(27)、电机(28)、烘干机i(29)、烘干机ii(30)；所述热气输送管(23)一端连接喷嘴(24)，一端连接烘干机(29)；所述喷嘴(24)固定在喷嘴固定件(25)上；所述喷嘴固定件(25)安装在光轴(26)上；所述光轴(26)安装在吹风同步带(27)上。4.根据权利要求1所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述滑动支座(42)包括辅助升降滑块(45)、升降滑块(46)、滑台i(47)、滑台ii(48)、连接板(49)。5.根据权利要求4所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述伸缩部件(43)为线性模组(50)。6.根据权利要求5所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述执行部件(44)为真空吸盘(51)。7.根据权利要求6所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：在所述线性模组(50)的一端安装真空吸盘(51)；在所述线性模组(50)上安装滑台iv(47)、滑台v(48)；在所述滑台iv(47)和滑台v(48)的表面上安装连接板(49)；在所述连接板(49)的表面上安装辅助升降滑块(45)、升降滑块(46)；把所述辅助升降滑块(45)装配到导轨i(34)上；把所述升降滑块(46)装配到垂直线性模组iii(31)上。8.根据权利要求7所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述龙门式线性模组(6)、垂直线性模组iii(31)、垂直线性模组iv(32)、垂直线性模组v(33)、线性模组(50)为同步带直线模组。9.根据权利要求1所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：所述升降机构(1)包括卷扬机，所述卷扬机通过钢索与吊篮(5)相连。10.根据权利要求1所述的一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：机器人上搭载有摄像头。

技术总结
本发明的目的是提供一种稳定型玻璃外墙清洁机器人，其特征在于：包括升降机构、水射流清洗机构、机身稳定机构I、机身稳定机构II。通过机器本身搭载的摄像头获取待清洗玻璃表面的污渍位置信息，并将位置信息输入到水射流清洗机构的控制系统中，此时水射流清洗机构的龙门线性模组在控制下移动装载在其上的水射流模块到达污渍位置，利用水射流除去污渍。机身稳定机构I、机身稳定机构II在工作过程中可以保证机器的稳定性，支撑腿机构具有伸长收缩功能，能够调整机身到玻璃表面的距离，使得水射流清洗机构的喷头始终在最佳喷射距离内工作，同时喷头能够在目标区域内随意移动，实现无死角的高效精准清洗。角的高效精准清洗。角的高效精准清洗。


技术研发人员：高千凯 陈略 杨佳鹏 李奇敏 罗洋
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/10/8