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1、精品 高空清潔機器人 10721116 田彪 一、創(chuàng)意描述 本次設計提出了一類新型的高空壁面清洗結構， 采用涵道螺旋槳作為吸附裝 置，同時采用新型清洗裝置。 清洗機器人本體在樓頂纜車系統(tǒng)的拖動下可在高空 壁面上進行高效的清洗工作。 控制系統(tǒng)可以采用人工遙控或者自主控制， 操作簡 單方便，安全可靠。 二、設計任務 高空清潔機器人本體是整個系統(tǒng)的主要部分， 它也是整個系統(tǒng)中最復雜的一 部分。對其進行功能分解，可以分為爬壁功能、清洗功能、污水回收功能三大主 要功能，具

2、體如圖 1 所示。 高 空 清 潔 機 器 人 爬 壁 功 能 清 洗 功 能 污 水 回 收 吸 移 除 噴 洗 附 動 塵 水 刷 功 功 功 功 功 能 能 能 能 能 圖 1 功能分解圖 本次設計的任務就是通過對吸附裝置和清洗裝置的重新設計，研制出一種 新型的高空清潔機器人系統(tǒng)， 使其具有較強的通用性、 適應性和較高的清洗效率， - 可編輯 - 精品

3、 同時也應具有較低的成本和輕便易搬運等特點， 最終使之能夠滿足高層建筑清洗 行業(yè)的迫切需求。 三、設計需求明細表 D/W （最 變更 設計要求 負責人低/ 期望） 1. 幾何要求： D D D D  長： 1200-1400mm ； 寬: 600-800mm ； 高： 400-600mm ； 葉片直徑 : D=470mm ； 2. 運動要求： D X 方向運動； D 平均速度小于

4、 1m/s ； D 毛刷旋轉速度 : 4~5r/s ； D 3. 力學要求： D D  樣機質量小于 50KG ； 總吸附力 : F>130N ； 4. 能源： D 常溫工作環(huán)境； D 電機驅動； - 可編輯 - 精品 D 5. 材料要求： D 機架采用碳素剛； 軸采用 45# 剛； D 6. 安全性要求； D 結構合理； 無污染；

5、 D 7. 產品生產要求： D 注意尺寸公差的控制； 8. 使用壽命 : D 不低于 10 年； 9. 開發(fā)時間： 計劃 10 個月； 表 1 設計需求明細表 四、技術路線與方案 技術領域 本發(fā)明涉及一種清潔機器人，特別是一種能夠建筑物外墻壁的機器人。 背景技術 高空清潔機器人是一種實現(xiàn)高空清洗作業(yè)的裝置。 就目前國內外的研究情況 來看，這種機器人主要分為三類。 第一類是高空壁

6、面軌道式， 通常在建樓時就將 高空壁面軌道安裝到外墻高空壁面上， 當進行外高空壁面清洗作業(yè)時， 通過固定 - 可編輯 - 精品 在樓頂的懸臂吊車裝置拖動使清洗機器人沿著高空壁面導軌上下運動來完成清 洗工作，然而安裝在外墻高空壁面的軌道卻限制了高樓的結構并大大地影響了整 體建筑的外觀， 同時也限制了清洗機器人的應用范圍； 第二類是真空吸附高空清 潔機器人，依靠真空吸盤將機器人吸附到外墻高空壁面上， 通過自身的移動機構 在高空壁面上運動來完成清洗工作， 這種機器人又可分為單吸盤和多吸盤兩種吸

7、 附移動方式然而由于采用真空泵抽真空的方法， 使得對真空吸盤的密封性要求較 高，結構復雜，造價昂貴，而且工作的可靠性和對高空壁面的適應性也較差。第 三類是磁吸附高空清潔機器人， 這種清洗機器人是依靠磁吸附材料吸附到高空壁 面上，通常具有較強的吸附力，通過磁性履帶、輪子、吸盤或足式結構可以實現(xiàn) 在高空壁面上的吸附移動， 并完成清洗作業(yè)， 但這種機器人只能在特定材料的高 空壁面上工作，因而應用范圍受到了極大的限制。 發(fā)明內容 本發(fā)明的目的在于提供了一種新型的高空清潔機器人系統(tǒng)。 該系統(tǒng)既需要具 有較強

8、的通用性、 適應性和較高的清洗效率， 同時也應具有較低的成本和輕便易 搬運等特點。 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術方案： 本發(fā)明的高空清潔機器人， 由機器人本體與樓頂纜車構成。 機器人本體包括 主體框架、吸附裝置、高空壁面移動裝置、清洗系統(tǒng)、灰塵污水回收系統(tǒng)，吸附 裝置、高空壁面移動裝置、 清洗系統(tǒng)、灰塵污水回收系統(tǒng)分別安裝在主體框架上； 樓頂纜車包括水平驅動系統(tǒng)、 卷揚系統(tǒng)、機架和緊固機構，卷揚機安裝在機架上， 水平驅動裝置通過緊固機構安裝在機架上；卷揚系統(tǒng)的纜繩連接機器人本體框 架。

9、 - 可編輯 - 精品 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu) 點：螺旋槳吸附裝置的底部并不直接接觸高空壁面， 而是有一定的距離， 不存在 傳統(tǒng)吸盤的密封問題， 這樣便使得本清洗機器人可以輕松地越過高空壁面溝槽和 窗棱，適應性強、結構簡單、經濟實用；清洗裝置高效、靈活、可靠、環(huán)保。 附圖說明 圖 2 是機器人本體的結構示意圖。 圖 3 是清洗系統(tǒng)的結構示意圖具體實施方式 機器人本體由樓頂電機控制， 利用自身的重力， 沿墻壁下滑， 通過上下兩個

10、 風機高速旋轉產生的向墻壁的推力， 系統(tǒng)緊緊吸附在墻壁上。 當正常工作時， 軟 毛刷快速逆時針旋轉， 將附著在墻面的灰塵掃起， 通過上面的吸氣裝置吸入空氣 凈化器，空氣凈化器與風機相連， 經過過濾后的空氣直接由風機排除。 噴霧頭向 高空壁面上噴灑足夠的水， 使墻壁潮濕， 易于清洗。隨后快速轉動的滾刷將對噴 灑過水的高空壁面進行刷洗。 同時海綿體清洗輥與壓輥在電機和傳動帶的帶動下 同步反向轉動， 隨著高空清潔機器人本體向下運行， 海綿體清洗輥將會把高空壁 面上殘留的污水、 污垢擦洗掉， 并吸附到海綿體上， 然后由同步轉

11、動的壓輥將污 水擠出海綿體， 并通過上噴頭的強力射槍， 將海綿體清洗輥表面的污垢沖掉， 一 起被接水箱導入通到樓底的管子。 - 可編輯 - 精品 圖 2 機器人本體結構示意圖 滑塊 上噴頭海棉體清 洗器接水箱 壓輥 硬毛刷 下噴頭 空氣凈化器 吸氣裝置 軟毛刷 圖 3 清洗系統(tǒng)結構示意圖 - 可編輯 -