基于真空吸附原理的壁面清潔機器人制造技術

基于真空吸附原理的壁面機器人，它涉及一種壁面清潔機器人。本實用新型專利技術解決了現有壁面清潔機器人存在的結構復雜、靈活性差、控制繁復等問題。機器人的吸附功能由上、下兩組吸盤實現，吸盤內的負壓由真空泵產生，并經由電磁閥控制氣體通斷；爬行傳動機構、轉向傳動機構通過單片機控制，與吸附部分協調運動，從而完美地實現了機器人的爬行與旋轉運動，機器人的清潔功能由機體下部的清潔輥子實現。本實用新型專利技術結構簡單、驅動少、轉向靈活、電路簡單，更易實現整機控制，且具備了遠程操作功能，具有良好的應用前景。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及壁面清潔機器人，具體涉及一種基于真空吸附原理的壁面清潔機器人。
技術介紹
隨著城市化進程的加快，建筑物逐漸高層化，為了美化城市環境，壁面多覆蓋瓷磚和玻璃幕墻，有的還敷設鋁塑板等。這些覆蓋物常年裸露在外，需要進行許多維護工作以保持清潔，目前這類工作仍由清洗工人搭乘吊籃進行高空作業的方式來完成，然而這種清潔方式有很多弊端，比如工作人員的工作環境惡劣、安全難以保證、工作效率低等。針對此問題，市場上推出了一些相關產品以替代人工勞動，例如北京航空航天大學與北京鐵路局合作研制的擦窗機器人，用于北京西客站玻璃頂棚的清洗，機器人每只腳或吸盤都由氣缸的伸縮運動來實現吸、脫動作，該機器人的吸附和移動機構都比較復雜，若吸附和移動的任一·方發生問題都將影響全局，且機器人本體重達25Kg，移動速度慢、接線多、不易控制；上海科技大學研制的雙足式爬壁機器人，與步行式兩足機器人比較，結構較為簡單，省略了膝關節，對諸多復雜的環境具有適應性，但由于腿長、重心高，在垂直壁面和天花板壁面步行時危險很大，與其它機器人相比，對安全性的要求更高。還有同類專利技術及技術，如申請號為201020595171，公開號為201861569U，所述的“一種多關節爬行高空清潔機器人”;申請號為200920002794公告號為201441336U，所述的“一種外墻清洗裝置及外墻清洗機器人”，申請號為200910058652，公告號為101508114B，所述的“推壓吸附式高空清潔機器人”等。現有產品大多體積龐大，靈活性差，驅動電機數量多，控制復雜，清潔效果也有待提高。
技術實現思路
本技術為了解決現有的壁面清潔機器人存在的結構復雜、靈活性差、控制復雜等問題，進而提供了一種基于真空吸附原理的壁面清潔機器人。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是一種基于真空吸附原理的壁面機器人，所述壁面清潔機器人包括機體、動力機、爬行傳動機構、轉向傳動機構、足部機構、清洗系統、及控制系統。所述機體，包括上機體、中間機體，下機體；所述清洗系統，位于機器下部，包括清潔箱，清潔滾子；所述動力機，包括爬行舵機、轉向舵機和清潔動力電機，爬行舵機和轉向舵機位于上機體上部，對稱布置于上機體兩側，清潔動力電機位于清潔箱內；所述爬行傳動機構，包括爬行動力輸出齒輪，中心軸，中心軸齒輪，中心軸上、下曲柄，上、下連桿，上、下滑板，上、下滑板導槽，爬行動力輸出齒輪固定于爬行舵機輸出端，中心軸、中心軸齒輪位于上機體內部，爬行動力輸出齒輪與中心軸齒輪相嚙合，中心軸貫穿于上中下機體，中心軸中間固定中心軸齒輪，上下曲柄固定于中心軸上下端，上下曲柄分別連接上下連桿一端，上下連桿另一端分別連接上下滑板，上下滑板分別被上下滑板導槽約束，上下滑板導槽分別固定于上下箱體外側正中央；所述轉向傳動機構包括轉向動力輸出齒輪、中間機體齒輪，轉向動力機輸出齒輪固定于轉向舵機輸出端，中間機體齒輪位于中間機體內，中間機體齒輪一端輪轂伸出，固定在下機體上；所述足部機構包括抬腳部分和吸附部分，所述抬腳部分包括上機體前、后連桿，下機體前、后連桿，四個連桿曲軸及四個擺動滑塊，四個上吸盤導桿，四個下吸盤導桿及四個上導桿槽，四個下導桿槽。導桿位于導桿槽內，四個連桿曲軸分別連接于上、下滑板下側前后兩端，連桿與連桿曲軸通過擺動滑塊相連，連桿曲軸兩端分別連接一個吸盤導桿，吸盤導桿下部與吸盤配合；所述吸附部分包括四個下滑板吸盤，四個上滑板吸盤，若干根通氣管，上、下電磁閥，真空泵，上下滑板吸盤分別通過通氣管與上下電磁閥連接，電磁閥通過通氣管與真空泵連接。所述的控制系統包括電路板箱，導線，遙控器，電路板箱位于上滑板導槽上端、爬行舵機和轉向舵機中間，電路板箱通過導線分別與爬行舵機，轉向舵機、清潔電機、上下電磁閥相連。本技術的有益效果是本技術具有結構簡單、驅動少、轉向靈活、電路簡單等優點，更容易實現控制，而且具備了遠程操作的功能。本技術通過引入轉向傳動機構，克服了以往同類產品轉向動作復雜的缺陷，足部設計有抬腳部分，使得上下滑板的前后擺動轉化為吸盤的上下起 動機構與吸附部分實現協調運動，使機器人易于控制、平穩爬行，并可跨越一定的間隙。整機主要為輕質材料制造，使得機器人小巧靈活，運動自如，另外清潔工具可根據使用條件自行選擇安裝，提高了機器人的差異適用性。附圖說明圖I、圖2是本技術的立體圖。圖3是本技術的局部示意圖。圖中1.上滑板 2.上滑板吸盤導桿 3.上滑板連桿曲軸 4.上滑板吸盤導桿槽 5.上滑板吸盤 6.下滑板吸盤導桿 7.下滑板連桿曲軸 8.下滑板吸盤導桿槽9.下滑板吸盤10.上機體11.中間機體12.清潔箱13.電路板箱14.爬行舵機15.上連桿16.上曲柄17.中間機體齒輪18.轉向舵機19.轉向動力輸出齒輪21.爬行動力輸出齒輪20.中心軸齒輪22.下滑板23.擺動滑塊28.上機體連桿24.下機體連桿25.下連桿26.下曲柄29.清潔輥子30.下機體31.上滑板導槽32.下滑板導槽33.中心軸。具體實施方式以下結合附圖對本技術的實施方式進行進一步說明。本實施方式所述壁面清潔機器人包括機體、動力機、爬行傳動機構、轉向傳動機構、足部機構、清洗系統、及控制系統。所述機體，包括上機體10、中間機體11，下機體30 ;上機體10、中間機體11、下機體30按上下順序安裝，是其它零件安裝的母體；所述清洗系統，位于機器人的下部，包括清潔箱12、清潔輥子29，清洗輥子29安裝在清洗箱12內，清洗箱12安裝于下機體30的下端面；如圖(I) (2)所示。所述動力機，包括爬行舵機14、轉向舵機18和清潔動力電機，爬行舵機14和轉向舵機18安裝在上機體10的上端面，并對稱布置，舵機輸出軸伸入上機體內部，清潔動力電機與清潔棍子29相連接并安裝在清潔箱內部；如圖(3)所示。所述爬行傳動機構，包括爬行動力輸出齒輪21，中心軸33，中心軸齒輪20，上曲柄16，下曲柄26，上連桿15，下連桿25，上滑板1，下滑板22，上下滑板導槽。爬行動力輸出齒輪21固定于爬行舵機14輸出端，中心軸齒輪20位于上機體11內，爬行動力輸出齒輪21與中心軸齒輪20相嚙合，形成定軸輪系，爬行舵機14輸出的動力通過爬行動力輸出齒輪21和中心軸齒輪20，將動力傳遞給中心軸33，中心軸貫穿于上中下機體，中心軸中間固定中心軸齒輪20，中心軸上下端分別反對稱固定上曲柄16、下曲柄26，上、下曲柄分別連接上連桿15、下連桿25 —端，上下連桿另一端分別連接上滑板I、下滑板22，上下滑板導槽31、32分別固定在上下箱體中央，上下滑板可分別在上下滑板導槽內滑動，上下曲柄，上下連桿和上下滑塊組成曲柄滑塊機構；所述轉向傳動機構包括轉向動力輸出齒輪19、中間機體齒輪17，轉向動力輸出齒輪19固定于轉向舵機18輸出端，中間機體齒輪17位于中間機體11內，中間機體齒輪17 一端輪轂伸出中間機體11，固定在下機體30上，轉向動力輸出齒輪19與中間機體齒輪17相嚙合構成周轉輪系；如圖(3)所示。所述足部機構包括足部起伏機構和吸附機構，所述足部起伏機構包括上機體連桿28，下機體連桿24，兩根上滑板連桿曲軸3，兩根下滑板連桿曲軸7及四個擺動滑塊23，四個上滑板吸盤導桿2及上滑板導桿槽4，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于真空吸附原理的壁面清潔機器人，所述壁面清潔機器人包括機體、動力機、爬行傳動機構、轉向傳動機構、足部機構、清洗系統、及控制系統。其特征在于所述機體，包括上機體(10)、中間機體(11)、下機體(30)，上機體(10)、中間機體(11)、下機體(30)按上下順序安裝，是其它零件安裝的母體；所述清洗系統，位于機器人的下部，包括清潔箱(12)、清潔輥子(29)，清洗輥子(29)安裝在清洗箱(12)內，清洗箱(12)安裝于下機體(30)的下端面；所述動力機，包括爬行舵機(14)、轉向舵機(18)和清潔動力電機，爬行舵機(14)和轉向舵機(18)安裝在上機體(10)的上端面，并對稱布置，舵機輸出軸伸入上機體內部，清潔動力電機與清潔輥子(29)相連接并安裝在清潔箱內部；所述爬行傳動機構，包括爬行動力輸出齒輪(21)、中心軸(33)、中心軸齒輪(20)、上曲柄(16)、下曲柄(26)、上連桿(15)、下連桿(25)、上滑板(1)、下滑板(22)、上下滑板導槽。爬行動力輸出齒輪(21)固定于爬行舵機(14)輸出端，中心軸齒輪(20)位于上機體(11)內，爬行動力輸出齒輪(21)與中心軸齒輪(20)相嚙合，形成定軸輪系，爬行舵機(14)輸出的動力通過爬行動力輸出齒輪(21)和中心軸齒輪(20)，將動力傳遞給中心軸(33)，中心軸貫穿于上中下機體，中心軸中間固定中心軸齒輪(20)，中心軸上下端分別反對稱固定上曲柄(16)、下曲柄(26)，上、下曲柄分別連接上連桿(15)、下連桿(25)一端，上下連桿另一端分別連接上滑板(1)、下滑板(22)，上下滑板導槽(31)、(32)分別固定在上下箱體中央，上下滑板可分別在上下滑板導槽內滑動，上下曲柄，上下連桿和上下滑塊組成曲柄滑塊機構；所述轉向傳動機構包括轉向動力輸出齒輪(19)、中間機體齒輪(17)，轉向動力輸出齒輪(19)固定于轉向舵機(18)輸出端，中間機體齒輪(17)位于中間機體(11)內，中間機體齒輪(17)一端輪轂伸出中間機體(11)，固定在下機體(30)上，轉向動力輸出齒輪(19)與中間機體齒輪(17)相嚙合構成周轉輪系；所述足部機構包括足部起伏機構和吸附機構，所述足部起伏機構包括上機體連桿(28)，下機體連桿(24),兩根上滑板連桿曲軸(3),兩根下滑板連桿曲軸(7)及四個擺動滑塊(23)，四個上滑板吸盤導桿(2)及上滑板導桿槽(4),四個下滑板吸盤導桿(6)及四個下滑板吸盤導桿槽(8)，四個滑板連桿曲軸(3)、(7)分別位于上下滑板下側前后兩端，上下機體連桿(28)、(24)與滑板連桿曲軸(3)、(7)通過擺動滑塊(23)相連，構成正切機構，滑板連桿曲軸(3)、(7)兩端分別連接一個吸盤導桿(2)、(6)，吸盤導桿位于滑板吸盤導桿槽(4)、(8)內，滑板連桿曲軸兩端分別與對應滑板吸盤導桿構成正弦機構；所述吸附部分包括四個下滑板吸盤(9)，四個上滑板吸盤(6)，若干根通氣管，上、下電磁閥，真空泵，每四個滑板吸盤(9)或(6)構成一組通過通氣管與電磁閥連接，電磁閥通過通氣管與真空泵連接。所述的控制系統包括電路板箱(2)，遙控器，電路板箱(2)位于上滑板導槽(31)上端面中央，電路板箱(2)通過導線分別與爬行舵機(14)、轉向舵機(18)、清潔電機、電磁閥相連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐艷華，王瑞朋，劉浩，邰利，王高翔，
申請(專利權)人：燕山大學，
類型：實用新型
國別省市：