專利名稱：內(nèi)置清洗機構(gòu)的新型玻璃壁面吸附裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置清洗機構(gòu)的新型吸附裝置，用于平面型玻璃幕墻壁面清洗機器人系統(tǒng)，屬于特種機器人領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
爬壁機器人作為一種能吸附在垂直壁面上執(zhí)行一定功能的特種機器人，壁面吸附裝置是其重要的組成部分。吸附裝置機構(gòu)設(shè)計與性能好壞直接影響到機器人的工作效率、安全穩(wěn)定性和壁面適應(yīng)能力。因此，設(shè)計合理的吸附裝置結(jié)構(gòu)，使其更好的結(jié)合壁面環(huán)境提高爬壁機器人壁面作業(yè)能力是一項關(guān)鍵技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中，玻璃壁面清洗機器人的吸附裝置主要有兩大類，一類是交替吸附的負壓吸附裝置，另一類是滑動式負壓吸附裝置。北京藍星哈工大機器人技術(shù)有限公司研制的一種壁面清洗機器人的負壓吸附裝置(專利號ZL01202018.4)采用單吸盤負壓吸附，吸盤為單面開口的一殼體，殼體開口周邊設(shè)置一圈密封氣囊，氣囊和殼體中間有一空腔，電風(fēng)機裝在殼體上，行走裝置設(shè)置在吸盤殼體內(nèi)。此滑動式吸附裝置結(jié)構(gòu)簡單、造價低，能夠?qū)崿F(xiàn)壁面清洗機器人的快速移動，清洗效率較高，但密封圈磨損嚴(yán)重，而且需要另外設(shè)計清洗機構(gòu)。北京航空航天大學(xué)研制的一種擦拭機器人(專利號ZL00201085.2)采用交替吸附裝置，主體為一十字骨架，頭部各有一組小吸盤。X向和Y向分別有一氣缸驅(qū)動，每組吸盤各由一氣缸驅(qū)動伸出和縮回。這種交替吸附裝置對窗框等障礙有一定適應(yīng)性，但移動速度慢效率低，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價高。
現(xiàn)有壁面吸附裝置技術(shù)均沒有有效實現(xiàn)清洗機器人的可靠吸附、快速移動和機構(gòu)簡單有效。平面型玻璃幕墻壁面具有平整光滑、摩擦系數(shù)小等特點，滑動式吸附裝置和壁面間有相對運動，考慮到玻璃面清洗的工藝特點，充分利用吸附裝置和壁面間的相對運動，可以簡化整個系統(tǒng)清洗機構(gòu)，降低成本，從而更加實用化。因此，研制一種既能可靠吸附又能簡化清洗機構(gòu)的壁面吸附裝置，是清洗機器人研究中的關(guān)鍵問題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有壁面吸附裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不足，設(shè)計一種用于平面型玻璃幕墻壁面清洗機器人，內(nèi)置清洗機構(gòu)的負壓吸盤壁面吸附裝置，使機器人既能可靠吸附于壁面，又容易實現(xiàn)清洗機構(gòu)的簡化。
為實現(xiàn)這樣的目的，本發(fā)明設(shè)計的負壓吸盤吸附裝置包括負壓發(fā)生部分、吸盤框架部分、清洗機構(gòu)和密封裝置部分。吸盤開口面四周用橡膠條密封裝置實現(xiàn)密封，吸盤外側(cè)放置左右各一個隨動滾輪。清洗機構(gòu)放置在吸盤內(nèi)部，包括滾刷、噴嘴以及兼作壁面刮洗和回收污水的吸盤密封裝置。調(diào)節(jié)電風(fēng)機轉(zhuǎn)速可改變吸盤內(nèi)負壓，保證其在可靠吸附的情況下能夠一邊沿幕墻下滑，一邊進行壁面清洗。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)為一種用于平面玻璃幕墻壁面清洗機器人，內(nèi)置清洗機構(gòu)的負壓吸盤吸附裝置包括負壓發(fā)生部分、吸盤框架部分、清洗機構(gòu)和密封裝置部分。兩臺風(fēng)機經(jīng)一平板用螺絲安裝固定在吸盤框架外背面，吸盤框架為單面開口的長方體，吸盤框架開口面四周用橡膠材質(zhì)的密封裝置實現(xiàn)密封。吸盤兩側(cè)面各安裝兩個隨動滾輪，防止密封裝置過度貼緊壁面。清洗機構(gòu)包括跨接固定在吸盤框架兩側(cè)的清洗滾刷、固定在吸盤框架右上角的清洗電機、固定在吸盤內(nèi)側(cè)后底部的微型噴嘴組成。電機經(jīng)同步帶傳動裝置帶動滾刷軸旋轉(zhuǎn)，橫跨在吸盤框架兩側(cè)面的滾刷軸上纏繞滾滾刷被帶動旋轉(zhuǎn)，從而抽打壁面，實現(xiàn)壁面清洗功能。吸盤密封裝置的上下沿在吸盤向下滑動過程中，起到刮洗清潔壁面功能。緊貼壁面的密封裝置下沿，可起到引導(dǎo)回收壁面污水的作用。吸盤框架上方固定有兩個吊鉤，用于牽引固定和保險作用。聚積在吸盤內(nèi)后側(cè)的污水經(jīng)水路管道連通到外部，由外接的抽水泵抽出。為防止?jié)L刷回轉(zhuǎn)起來后將水甩入電風(fēng)機，在吸盤內(nèi)框架上靠近電風(fēng)機開口處一端距離固定一個成直角的面板。
工作時，吸盤緊貼壁面，電風(fēng)機啟動，在橡膠材質(zhì)的密封裝置作用下，在壁面和吸盤的封閉空間內(nèi)產(chǎn)生負壓。負壓達到一定程度，清洗電機啟動，帶動清洗滾刷旋轉(zhuǎn)抽打壁面。同時，通過放置在吸盤外部的抽水泵開始從外部的儲水箱里抽水，經(jīng)吸盤內(nèi)底部的8個噴嘴開始向壁面噴水，從而濕潤壁面。通過樓頂牽引裝置使吸盤在自身重力作用下，沿壁面向下滑動，污水沿吸盤下沿密封裝置回收后經(jīng)外部抽水泵經(jīng)管路回收到外部的儲水箱內(nèi)。
本發(fā)明實現(xiàn)了壁面吸附功能和清洗機構(gòu)的有效結(jié)合，具有機構(gòu)簡單、工作可靠、制造方便，成本低廉的優(yōu)點，有效避免了平面型壁面清洗機器人吸附裝置和清洗機構(gòu)單獨進行機構(gòu)設(shè)計的矛盾，有效解決了壁面清洗機器人設(shè)計中的一項關(guān)鍵技術(shù)。


圖1為本發(fā)明吸附裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖(正面)。
圖2為本發(fā)明吸附裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖(背面)。
在圖1、圖2中1密封裝置側(cè)邊沿，2外左側(cè)隨動滾輪，3滾軸，4噴嘴，5清洗滾刷，6擋水板，7密封裝置下邊沿，8外右側(cè)隨動滾輪，9電風(fēng)機，10帶輪，11同步帶，12吸盤框架，13電機固定板，14清洗電機，15吊鉤，16密封裝置上邊沿。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及實施方式。
本發(fā)明設(shè)計的內(nèi)置清洗機構(gòu)的負壓吸盤吸附裝置如附圖1和附圖2所示，主要包括負壓發(fā)生器、吸盤框架、密封裝置和清洗機構(gòu)部分。負壓發(fā)生器由經(jīng)一平板用螺絲安裝固定在吸盤框架外背面的兩臺電風(fēng)機9組成。吸盤框架12為尺寸800×200×100毫米單面開口的長方體，吸盤開口面四周分別用橡膠材質(zhì)的密封裝置1、7、16實現(xiàn)密封。吸盤兩側(cè)面安裝兩個隨動滾輪2、8。兩個吊鉤15安裝在吸盤框架上方，用于吊裝。清洗滾刷5纏繞在滾刷軸3上并橫跨在吸盤框架兩側(cè)面，噴嘴4安裝在吸盤內(nèi)部后下方，擋水板6防止水濺入電風(fēng)機9。清洗電機14通過一固定板13固定在吸盤框架上方，經(jīng)同步帶傳送裝置11帶動滾刷軸3旋轉(zhuǎn)。壁面污水經(jīng)密封裝置下邊沿7回流到吸盤底部，由水管連通外接的水泵抽出循環(huán)利用。
本發(fā)明吸附裝置的工作過程如下整個吸附裝置由樓頂卷揚系統(tǒng)牽引，使其平行于壁面。開始工作時，電風(fēng)機9啟動，橡膠材質(zhì)的密封裝置邊沿1、7、16緊貼壁面，吸盤內(nèi)開始產(chǎn)生負壓。負壓穩(wěn)定后，卷揚系統(tǒng)開始以恒定速度下放，在自身重力作用下，吸附裝置靠安裝在吸盤上的隨動輪2、8調(diào)整密封裝置1、7、16的變形程度，實現(xiàn)在壁面上豎直向下的勻速運動。同時，清洗電機14啟動，經(jīng)同步帶傳送裝置10、11帶動清洗滾刷5旋轉(zhuǎn)，由外接的抽水泵通過噴嘴4向壁面噴水，濕潤壁面，從而實現(xiàn)通過滾刷5抽打壁面實現(xiàn)剝離壁面污垢功能。此外，通過密封裝置上下邊沿7、16與壁面的相對刮擦運動，可消除壁面水漬。密封裝置下邊沿7可以回收壁面污水，由外接的抽水泵將聚積在吸盤內(nèi)底部的污水抽出，從而保證不污染環(huán)境。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置清洗機構(gòu)的負壓吸盤吸附裝置，包括負壓發(fā)生部分、吸盤框架部分、清洗機構(gòu)和密封裝置部分，其特征在于負壓發(fā)生部分兩臺電風(fēng)機(9)組成，吸盤框架為單面開口的長方體，吸盤開口面四周分別用橡膠材質(zhì)的密封裝置1、7、16實現(xiàn)密封，密封裝置7、16可刮洗清潔壁面，密封裝置7可回收壁面污水，吸盤側(cè)面安裝兩個隨動滾輪2、8。清洗滾刷5放置在吸附裝置內(nèi)部，清洗電機14布置在吸盤框架上方，通過同步帶傳送裝置10、11帶動清洗滾刷5旋轉(zhuǎn)抽打壁面。
2.如權(quán)利要求1的負壓吸盤吸附裝置，內(nèi)置清洗機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1的負壓吸盤吸附裝置，開口面外側(cè)密封裝置既可以起到密封作用，又可以進行壁面刮洗和污水回收的清洗工序。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置清洗機構(gòu)的負壓吸盤吸附裝置，用于平面玻璃幕墻的清洗機器人系統(tǒng)。單面開口的長方體吸盤框架開口面四周用橡膠條密封裝置實現(xiàn)密封，側(cè)面有兩個隨動滾輪。清洗滾刷通過一長軸橫跨在吸盤框架兩側(cè)，布置在吸盤內(nèi)后底部的噴嘴經(jīng)外接抽水泵向壁面噴水，在電機帶動下滾刷旋轉(zhuǎn)抽打壁面。樓頂牽引裝置下方吸附裝置，可使該裝置在吸附在壁面上的同時，清洗壁面。調(diào)節(jié)電風(fēng)機轉(zhuǎn)速可改變吸附裝置內(nèi)負壓，保證在可靠吸附的情況下能夠沿壁面下滑，本發(fā)明的負壓吸附裝置既能可靠吸附又能取得良好的清洗效果，且制造方便、成本低。
文檔編號B25J11/00GK101085524SQ200610087329
公開日2007年12月12日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月8日
發(fā)明者門廣亮 申請人:門廣亮