專利名稱：一種高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)及plc控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種爬壁機(jī)構(gòu)，尤其是一種高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)及應(yīng)用于該爬壁機(jī)構(gòu)中的PLC控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，機(jī)器人是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與現(xiàn)代電子自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)等多學(xué)科綜合性的高科技產(chǎn)物，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它是一種仿人操作，可用于各種復(fù)雜環(huán)境。通過機(jī)器人技術(shù)可以取代人完成各種惡劣環(huán)境下的工作，保證人的生命和健康。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，其必將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著城市現(xiàn)代化發(fā)展，特別是高層建筑的興起，以玻璃幕墻為代表的幕墻結(jié)構(gòu)逐漸演繹成華麗的“城市外衣”，由此衍生出繁重的幕墻清洗任務(wù)，并且許多國(guó)家己對(duì)建筑幕墻的清洗要求做出了明確規(guī)定。高層建筑物的壁面清洗大部分由人工完成，不僅效率低，而且工作環(huán)境惡劣易發(fā)生事故。然而，在社會(huì)文明高度發(fā)展的今天，對(duì)生命的關(guān)愛達(dá)到了前所未有的高度，要求停止使用蜘蛛人的呼聲不絕于耳。因此人們期待新的具有人性化的清洗方式出現(xiàn)。高樓清潔機(jī)器人正是在這種背景下應(yīng)用而生，它屬于移動(dòng)式服務(wù)機(jī)器人的一種，可在垂直壁面及屋頂移動(dòng)并進(jìn)行物體表面的清洗，而爬壁系統(tǒng)是高樓清潔機(jī)器人的核心部分。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種高樓清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)，通過氣缸和真空吸盤的結(jié)合，在墻壁上穩(wěn)定攀爬，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)，包括呈十字交叉連接的X軸滑臺(tái)氣缸和Y軸滑臺(tái)氣缸，X軸滑臺(tái)氣缸和Y軸滑臺(tái)氣缸兩端設(shè)有Z軸氣缸，其特征是:其中X軸滑臺(tái)氣缸、Y軸滑臺(tái)氣缸和Z軸氣缸分別連接節(jié)流閥，節(jié)流閥連接兩位五通電磁閥，兩位五通電磁閥連接兩位三通電磁閥，兩位五通電磁閥和兩位三通電磁閥分別連接氣源和氣源處理裝置，其中兩位三通電磁閥連接真空發(fā)生器，真空發(fā)生器上安裝有真空吸盤。氣壓驅(qū)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的，在工業(yè)上應(yīng)用很廣，操作簡(jiǎn)單、易于編程，在所有機(jī)器人中重量最輕，成本也最低，可以實(shí)現(xiàn)模塊化，維修管理容易，無污染，傳動(dòng)介質(zhì)空氣來源于大氣，可在高溫、粉塵等惡劣環(huán)境中工作，防爆防燃。而吸盤組結(jié)構(gòu)形式有利于利用吸盤的彈性變形，保證吸盤與壁面的吸附，提高機(jī)器人工作的安全性和可靠性。其中真空發(fā)生器連接消聲器。這樣可消除真空發(fā)生器所發(fā)出的噪音。這種應(yīng)用于高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)的PLC控制系統(tǒng)，包括控制器，PLC控制器包括一對(duì)開關(guān)按鈕，開關(guān)按鈕連接輸入電路，輸入電路連接輸入映像寄存器，輸入映像寄存器連接程序執(zhí)行芯片，程序執(zhí)行芯片連接輸出映像寄存器，輸出映像寄存器連接輸出電路，輸出電路連接接觸器?？刂葡到y(tǒng)是清洗爬壁機(jī)器人的關(guān)鍵部分，采用三菱PLC完成對(duì)機(jī)器人主體的吸盤脫離、本體移動(dòng)、吸盤吸附的順序控制，具有體積小、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、靈活通用與維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型有益的效果是:本實(shí)用新型針對(duì)高樓清潔機(jī)器人的爬壁系統(tǒng)進(jìn)行研究，爬壁機(jī)器人不但可以用于高樓壁面的清潔，通過對(duì)其周邊設(shè)備的更換，可以深入應(yīng)用到核工業(yè)、石化、消防、造船等行業(yè)。根據(jù)壁面作業(yè)的特殊情況，設(shè)計(jì)出一種氣壓驅(qū)動(dòng)、真空吸附、十字框架結(jié)構(gòu)爬壁機(jī)器人，其由吸附系統(tǒng)，移動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其中控制系統(tǒng)是爬壁機(jī)器人的關(guān)鍵部分，采用三菱PLC完成對(duì)機(jī)器人主體的吸盤脫離、本體移動(dòng)、吸盤吸附順序控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各部分的協(xié)調(diào)工作和配合。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的氣動(dòng)原理圖；圖3為本實(shí)用新型的程序執(zhí)行原理圖；圖4為本實(shí)用新型的電器控制原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:參照附圖:這種高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)，包括呈十字交叉連接的X軸滑臺(tái)氣缸I和Y軸滑臺(tái)氣缸2，X軸滑臺(tái)氣缸I和Y軸滑臺(tái)氣缸2兩端設(shè)有Z軸氣缸3、4、5、6，其中X軸滑臺(tái)氣缸1、Y軸滑臺(tái)氣缸2和Z軸氣缸3、4、5、6分別連接節(jié)流閥7、8、9、10、11、12、13、14，節(jié)流閥7、8、9、10、11、12、13、14連接兩位五通電磁閥15、16、17、18，兩位五通電磁閥15、16、17、18連接兩位三通電磁閥21、22，兩位五通電磁閥15、16、17、18和兩位三通電磁閥2U22分別連接氣源19和氣源處理裝置20，其中兩位三通電磁閥21、22連接真空發(fā)生器23、24，真空發(fā)生器23、24連接氣動(dòng)接頭27、28，氣動(dòng)接頭27、28上安裝有真空吸盤29、30。其中真空發(fā)生器23、24連接消聲器25、26。移動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了十字框架結(jié)構(gòu)。如圖1所示，機(jī)器人主體部分由可以相互平移的兩個(gè)滑臺(tái)氣缸構(gòu)成，他們相互垂直交叉形成十字框架結(jié)構(gòu)，其中任意一個(gè)滑臺(tái)氣缸可以相對(duì)另一個(gè)進(jìn)行平移，每個(gè)滑臺(tái)氣缸的兩端各配置一個(gè)可獨(dú)立控制的腿足結(jié)構(gòu)。腿足結(jié)構(gòu)具有一個(gè)薄型氣缸，可以控制腿足的伸縮，從而可以越過一定高度的障礙。薄型氣缸下有一組吸盤組，通過電磁閥控制真空發(fā)生器的開關(guān)，從而通過真空吸盤的真空度控制機(jī)器人與壁面的吸附和分離。隨著X軸，y軸的真空吸盤交替吸附和十字型框架主體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在垂直壁面上自由移動(dòng)的功能。這種應(yīng)用于高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)的PLC控制系統(tǒng)，包括控制器，PLC控制器包括一對(duì)開關(guān)按鈕，開關(guān)按鈕連接輸入電路，輸入電路連接輸入映像寄存器，輸入映像寄存器連接程序執(zhí)行芯片，程序執(zhí)行芯片連接輸出映像寄存器，輸出映像寄存器連接輸出電路，輸出電路連接接觸器。其中程序執(zhí)行芯片中的控制原理如附圖4所示，包括啟動(dòng)按鈕和自鎖觸點(diǎn)，啟動(dòng)按鈕和自鎖觸點(diǎn)分別連接停止按鈕，停止按鈕連接過載保護(hù)器。它由觸點(diǎn)、線圈或功能方框等構(gòu)成，梯形圖左、右的垂直線稱為左、右母線，PLC的右母線通常省略不畫出。從左母線開始，經(jīng)過觸點(diǎn)和線圈(或功能方框)，終止于右母線，知道下一個(gè)元件；觸點(diǎn)斷開將阻止能量流過。每個(gè)輸出元素(線圈或方框)可以構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)。每個(gè)梯形圖由一個(gè)或多個(gè)梯級(jí)組成，每個(gè)梯級(jí)由一個(gè)或多個(gè)支路組成，并由一個(gè)輸出元件構(gòu)成，但右邊的元件必須是輸出元件。雖然本實(shí)用新型已通過參考優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了圖示和描述，但是，本專業(yè)普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，可作形式和細(xì)節(jié)上的各種各樣變化。
權(quán)利要求1.一種高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)，包括呈十字交叉連接的X軸滑臺(tái)氣缸(I)和Y軸滑臺(tái)氣缸(2)，X軸滑臺(tái)氣缸(I)和Y軸滑臺(tái)氣缸(2)兩端設(shè)有Z軸氣缸(3、4、5、6)，其特征是:所述X軸滑臺(tái)氣缸(I)、Y軸滑臺(tái)氣缸(2 )和Z軸氣缸(3、4、5、6 )分別連接節(jié)流閥(7、8、9、10、11、12、13、14)，節(jié)流閥(7、8、9、10、11、12、13、14)連接兩位五通電磁閥(15、16、17、18)，兩位五通電磁閥(15、16、17、18)連接兩位三通電磁閥(21、22)，兩位五通電磁閥(15、16、17、18)和兩位三通電磁閥(21、22)分別連接氣源(19)和氣源處理裝置(20)，所述兩位三通電磁閥(21、22)連接真空發(fā)生器(23、24)，真空發(fā)生器(23、24)連接氣動(dòng)接頭(27、28)，氣動(dòng)接頭(27、28)上安裝有真空吸盤(29、30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)，其特征是:所述真空發(fā)生器(23、24)連接消聲器(25、26)。
3.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1或2所述的高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)的PLC控制系統(tǒng)，包括控制器，其特征是:所述PLC控制器包括一對(duì)開關(guān)按鈕，開關(guān)按鈕連接輸入電路，輸入電路連接輸入映像寄存器，輸入映像寄存器連接程序執(zhí)行芯片，程序執(zhí)行芯片連接輸出映像寄存器，輸出映像寄 存器連接輸出電路，輸出電路連接接觸器。
專利摘要一種高樓玻璃清潔機(jī)器人爬壁機(jī)構(gòu)，包括呈十字交叉連接的X軸滑臺(tái)氣缸和Y軸滑臺(tái)氣缸，X軸滑臺(tái)氣缸和Y軸滑臺(tái)氣缸兩端設(shè)有Z軸氣缸，其中X軸滑臺(tái)氣缸、Y軸滑臺(tái)氣缸和Z軸氣缸分別連接節(jié)流閥，節(jié)流閥連接兩位五通電磁閥，兩位五通電磁閥連接兩位三通電磁閥，兩位五通電磁閥和兩位三通電磁閥分別連接氣源和氣源處理裝置，其中兩位三通電磁閥連接真空發(fā)生器，真空發(fā)生器上安裝有真空吸盤。本實(shí)用新型針對(duì)高樓清潔機(jī)器人的爬壁系統(tǒng)進(jìn)行研究，爬壁機(jī)器人不但可以用于高樓壁面的清潔，通過對(duì)其周邊設(shè)備的更換，可以深入應(yīng)用到核工業(yè)、石化、消防、造船等行業(yè)。
文檔編號(hào)A47L11/40GK203153652SQ20132017577
公開日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者周洪強(qiáng), 蔣偉麗, 雷偉敏 申請(qǐng)人:麗水學(xué)院