真空吸附式履帶爬壁清潔機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及服務類機器人技術領域，具體涉及真空吸附式履帶爬壁清潔機器人。
【背景技術】
[0002]科學技術的飛速發(fā)展，給人類的社會生活帶來了很大的變化，各種自動化設備成為人類社會生活中不可或缺的一部分，各類機械設備的工作領域日益廣泛，設備性能也由單一化向多元化不斷發(fā)展。從深海探測到宇宙探索，機器人廣泛應用在各種人工無法作業(yè)的極限環(huán)境中，為人類社會的發(fā)展提供了重要的幫助。建筑形狀新奇多樣的現(xiàn)代都市，越建越高的摩天大樓，都成為了繁華都市的標志。隨之而來的就是繁華都市的汽車尾氣，人口集中等問題所導致的城市環(huán)境污染，于此同時，各類建筑的清洗工作越來越復雜，頻率越來越高?，F(xiàn)如今大部分高樓玻璃幕墻的清洗都是由人工完成的，人類需要依靠升降機平臺或吊索來逐層地清洗高樓壁面，既危險、工作效率又低，而且因工作環(huán)境相對惡劣極易發(fā)生事故，對清潔工人身安全有很大的威脅性，高空清洗事故頻頻發(fā)生。
[0003]伴隨著時代的不斷進步，世界范圍內各個學科都處于高速發(fā)展的狀態(tài)，機器人技術的在國內外研宄與應用范圍更為深遠，人類漸漸意識到工業(yè)機器人可以作為一種生產的工具應用到實際生活中。機器人的應用在制造業(yè)、裝配及新興的各種工業(yè)行業(yè)中取得了很大的進步，有著更大的發(fā)展空間。
[0004]BVE公司(日本)多年前成功研制出一種新型固定軌道式自動擦窗機器人。機器人的固定軌道和吊索安裝在建筑物的樓頂，固定導槽安裝在建筑物的壁面，清潔機器人根據(jù)軌道和吊索確定位置，對準需要清洗的窗戶，沿著固定導槽可以垂直上下移動，并對窗戶進行自動的清洗。但該設備的價格比較很昂貴，因為清洗設備帶有多個旋轉刷盤，高效便捷，并具有很高的自動化作業(yè)能力。同時，由于該設備依賴于固定軌道進行移動清潔，針對不同的建筑物都要鋪設相應的固定軌道，如果建筑物使用此種清潔機構，就要求設計者在建筑物設計之初就要將擦窗系統(tǒng)輔助機構考慮進去，對機器人的使用范圍產生了一定的限制和影響。
[0005]我國機械行業(yè)也進行了深入的研宄，使爬壁清潔機器人的研發(fā)不斷得以完善。CLR-1I型壁面清洗機器人是我國哈爾濱工業(yè)大學所研制的一款用于清洗玻璃壁面的自動化機器人，移動機構為輪式移動機構、吸附方式采用了單吸盤吸附，具有快捷靈敏的移動速度、較高的清洗效率，同時清洗的效果也很好、操作方式簡單、成本較低等優(yōu)點，其缺點是不容易跨越障礙，例如跨越窗框、具有縫隙的壁面。
[0006]Cleanbot-1、藍天潔士-1型和Washman等一個系列的機器人是由北京航空航天大學機器人研宄所研制的擦窗機器人，采用了足式真空吸附裝置，可以使機器人能夠適應在不同的壁面進行對幕墻的清洗?？蚣苁揭苿訖C構采用全氣動驅動方式，是此類清潔機器人的主要技術特征，利用多足多吸盤的吸附結構，使其可以適應凹凸的玻璃壁面，清洗效果良好、自動化程度高，便于人工操作。缺點是移動速度緩慢，從而影響清潔機的工作效率，機械結構相對復雜，導致制作成本高。
[0007]隨著爬壁機器人研宄的不斷深入，輪式移動、履帶式移動、多腿移動等移動方式，都是使機器人可以在垂直壁面安全移動的首選方案。爬壁機器人采用的較為常見的移動形式，是輪式移動或履帶式移動，兩種移動方式的特點是:移動速度相較于其他移動方式，速度比較快，移動結構相對簡單，降低了機器人的復雜程度，但是這兩種移動方式也有一定的局限性，他們在清洗有障礙物的玻璃幕墻時移動會受到一定的限制，難以智能的完成地面和墻壁之間的吸附移動。還有一種常見的多腿式移動方式，此類移動方式的優(yōu)點是可以利用自身的多自由度的特點，靈活的自由移動，并且自動處理前方的障礙物。但由于爬壁機器人的自由度較多，導致其結構在運動學上很復雜，制作的成本較高。

【發(fā)明內容】

[0008]針對上述問題，本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構設計合理、操作方便、減少人工作業(yè)的勞動強度，提高工作效率，保證作業(yè)安全性的真空吸附式履帶爬壁清潔機器人。
[0009]本實用新型的真空吸附式履帶爬壁清潔機器人，它包含毛刷、刷頭、鉸鏈、刷頭電機、清潔臂、連接臂、清潔臂旋轉舵機、連接臂旋轉舵機、旋轉臂、旋轉臺舵機、旋轉臺、顯示屏、上車體、下車體、透氣網(wǎng)、履帶、通氣帶、螺栓、履帶輪、電機、驅動齒輪、組合齒輪、短軸、長軸、吸盤、齒輪箱通氣孔;所述的毛刷與刷頭連接，刷頭通過鉸鏈與清潔臂的前端連接，且刷頭與清潔臂內的刷頭電機連接，清潔臂的尾端通過清潔臂旋轉舵機與連接臂的一端連接，連接臂的另一端通過連接臂旋轉舵機與旋轉臂連接，旋轉臂通過旋轉臺舵機與旋轉臺連接，旋轉臺設置在上車體的頂部，上車體的前側設有顯示屏，下車體與上車體通過螺栓連接，下車體的前側設有透氣網(wǎng)，上車體、下車體的兩側均設有履帶，履帶的外壁均勻設有數(shù)個吸盤，吸盤與履帶的連接處設有通氣帶，通氣帶與吸盤底部的通氣孔連接，履帶套接在履帶輪上，履帶輪與下車體內的齒輪箱連接，齒輪箱內設有驅動齒輪、組合齒輪，組合齒輪的各個齒輪通過短軸與齒輪箱連接，組合齒輪通過長軸與履帶輪連接，組合齒輪與驅動齒輪嚙合，驅動齒輪與電機連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述的長軸與齒輪箱的連接處設有深溝球軸承。
[0011]作為優(yōu)選，所述的吸盤的底部設有單向閥體，單向閥桿與單向閥體的底部連接，且單向閥桿的一側與通氣孔連接，單向閥桿的末端設有密封圈。
[0012]作為優(yōu)選，所述的履帶輪由大履帶輪和小履帶輪組成，大履帶輪和小履帶輪之間通過履帶連接。
[0013]所述的刷頭材料采用聚丙烯，毛刷末端直徑比普通毛刷更細小，更深入壁面細小的縫隙，柔軟更富有彈性，毛刷在清潔作業(yè)的同時，可以保護壁面不被劃傷，不僅提高清潔效率，也使清潔面積達到最大化。刷頭部分可以拆卸，在刷頭收到磨損不能工作后，可以更換，方便使用。在刷頭與清潔臂的連接處設置了一個鉸鏈，通過鉸鏈機構與刷子連接，使刷子在旋轉的時候能夠很好的保持與幕墻的接觸，能夠在的范圍內旋轉，不留死角的清理壁面。
[0014]本實用新型操作時，電機帶動整個齒輪箱內部齒輪進行傳動，傳動輸出到主動輪，主動輪由履帶和帶輪的嚙合傳動給從動帶輪，帶動履帶上的吸盤，吸盤由氣盤鏈接內部真空泵，實現(xiàn)避免的真空吸附，完成整個傳動吸附行走的過程。
[0015]車體上部分安裝旋轉座，由螺栓進行連接，旋轉座內部安裝舵機，帶動旋轉臂旋轉，實現(xiàn)清潔機構自由旋轉的功能。旋轉臂內部有小的舵機來控制連接臂的旋轉，為了壁面機械臂與機器人本身發(fā)生干涉，內部設置了限位。連接臂在的范圍內自由擺動，以滿足不同位置清潔的需要。連接臂與清潔臂連接，同時也控制清潔臂的旋轉。而清潔臂與刷頭連接的部位內部有小的電機，用來控制刷子的旋轉。連桿的作用也很重要，它的作用是讓刷子得到扭矩，并能旋轉。在刷子的一段設置了一個鉸鏈，通過教練機構與刷子連接，使刷子在旋轉的時候能夠很好的保持與幕墻的接觸。刷頭可以的拆卸，為以后的更換、維護提供方便。
[0016]本實用新型的有益效果:它結構設計合理，能滿足社會的實際需求，減少人工作業(yè)的勞動強度，提高工作效率，可以保證作業(yè)的安全性，可以攀爬并吸附于幕墻(或較大傾斜角的壁面)的爬壁清潔機，用來對大樓外表面代替人工進行清理工作。采用類似機器人和機械手臂的結構，使爬壁清潔機可以實現(xiàn)高樓外墻清洗的自動化，提高清洗效率，并改善人工清洗面臨的高危工作環(huán)境。
[0017]【附圖說明】:
[0018]為了易于說明，本實用新型由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
[0019]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2是圖1的俯視圖；
[0021 ]圖3是圖2中