本發(fā)明涉及清洗領(lǐng)域，特別是一種用于高樓外墻清洗及維護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)蜘蛛機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，城市建筑也迅速朝高空中發(fā)展。高層建筑層出不窮，眾多的電子產(chǎn)品在高層建筑內(nèi)，產(chǎn)生了大量靜電，建筑物的外墻及玻璃受靜電的影響吸附了大量的灰塵，天長(zhǎng)日久，日曬、風(fēng)吹、雨淋，外墻上留下了一道道污跡，不但損壞了建筑物，而且還影響了城市的美觀和市容。

為保持城市高層建筑外墻的清潔，必然要求開(kāi)發(fā)新型的清潔機(jī)械，尤其是能取代人對(duì)外墻進(jìn)行自動(dòng)清洗的機(jī)械，以適應(yīng)這一新興行業(yè)的需要。由于國(guó)外研制成功的外墻清洗機(jī)設(shè)備復(fù)雜價(jià)格昂貴，還未進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，目前我國(guó)還基本上停留在人工清洗階段，傳統(tǒng)的人工清洗高樓外墻方式為一根繩和一塊板吊人清洗的高危作業(yè)，工作效率低、危險(xiǎn)性大，因此迫切需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，設(shè)計(jì)適合我國(guó)建筑的外墻清洗機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述，本發(fā)明提供了一種用于高樓外墻清洗及維護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)蜘蛛機(jī)器人，有效地解決了上述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種用于高樓外墻清洗及維護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)蜘蛛機(jī)器人，包括懸吊支撐架、行走機(jī)構(gòu)、清理裝置、風(fēng)壓吸附裝置和機(jī)械手裝置，所述行走機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和能夠左右運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置設(shè)置在導(dǎo)軌上，所移動(dòng)裝置通過(guò)纜繩連接著懸吊支撐架；所述風(fēng)壓吸附裝置設(shè)置在懸吊支撐架上，用來(lái)吸附墻面；所述清理裝置設(shè)置在懸吊支撐架上，用來(lái)清理外墻；所述機(jī)械手裝置設(shè)置在懸吊支撐架上，用來(lái)清理和修復(fù)外墻。

在一些實(shí)施方式中，所述懸吊支撐架上設(shè)置有第一控制器，所述第一控制器的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接著清理裝置、風(fēng)壓吸附裝置和機(jī)械手裝置。

在一些實(shí)施方式中，所述懸吊支撐架上設(shè)置有物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與傳輸模組，所述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與傳輸模組設(shè)置通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸入端。

進(jìn)一步，所述移動(dòng)裝置包括殼體、第二控制器、帶有轉(zhuǎn)軸的電機(jī)、傳動(dòng)軸和放線輪，所述殼體內(nèi)設(shè)空腔，所述第二控制器設(shè)置在空腔中，所述第二控制器與第一控制器通過(guò)藍(lán)牙或無(wú)線裝置連接，所述第二控制器的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接著電機(jī)；所述傳動(dòng)軸貫穿殼體并在兩端設(shè)有滾輪，所述滾輪位于導(dǎo)軌中，所述傳動(dòng)軸位于空腔中的軸身設(shè)有沿豎直方向而設(shè)的第一齒輪；所述電機(jī)包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)固定在空腔中，所述第一電機(jī)的轉(zhuǎn)軸設(shè)有與第一齒輪配合的第二齒輪；所述第二電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)空腔裸露在外；所述放線輪設(shè)置在第二電機(jī)裸露在外的轉(zhuǎn)軸上，所述線輪上纏繞有連接懸吊支撐架的纜繩。

在一些實(shí)施方式中，所述纜繩位于懸吊支撐架上端的中心位置，由此，便于平衡懸吊支撐架。

在一些實(shí)施方式中，所述清理裝置包括箱體、水泵、帶有轉(zhuǎn)軸的第三電機(jī)、滾筒刷和熱風(fēng)槍，所述水箱設(shè)置在懸掛支撐板上，所述水箱內(nèi)部設(shè)有帶進(jìn)水口和出水口的空腔；所述水泵固定在水箱上并通過(guò)導(dǎo)管連接著出水口；所述第三電機(jī)固定在水箱上并通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接著滾筒刷；所述熱風(fēng)槍設(shè)置在水箱上；所述水泵、第三電機(jī)和熱風(fēng)槍通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸出端。

在一些實(shí)施方式中，所述風(fēng)壓吸附裝置包括真空泵和負(fù)壓吸盤，所述真空泵和負(fù)壓吸盤設(shè)置在懸吊支撐架上，所述真空泵通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸出端，所述真空泵通過(guò)導(dǎo)管連接著負(fù)壓吸盤，由此，通過(guò)真空泵抽出負(fù)壓吸盤中的空氣，促使懸吊支撐架能夠穩(wěn)固地貼緊墻壁，便于清理。

在一些實(shí)施方式中，所述機(jī)械手裝置設(shè)有一個(gè)以上，其對(duì)稱分布在懸吊支撐架上，所述機(jī)械手裝置包括關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿，所述關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿設(shè)有一個(gè)以上，所述一個(gè)關(guān)節(jié)舵機(jī)設(shè)置在懸吊支撐架上，所述關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿依次順序連接，所述關(guān)節(jié)舵機(jī)通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸出端，由此，便于通過(guò)關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿控制整個(gè)機(jī)械手裝置的運(yùn)動(dòng)。

在一些實(shí)施方式中，所述清洗桿內(nèi)部設(shè)有裝放速干膠的空腔，所述空腔設(shè)有一個(gè)電動(dòng)噴嘴，所述電動(dòng)噴嘴通過(guò)導(dǎo)線連接在第一控制器的輸出端，由此，通過(guò)電動(dòng)噴嘴能夠噴出速干膠。

在一些實(shí)施方式中，所述清洗桿上設(shè)有至少一個(gè)清洗頭，所述清洗頭在清洗桿運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠進(jìn)行輔助清理。

在一些實(shí)施方式中，還包括集成傳感器模組，所述集成傳感器模組設(shè)置在懸吊支撐架上并通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸入端，所述集成傳感器模組集成有高清攝像頭、加速度傳感器、三維角度傳感器、電壓電流傳感器、溫度傳感器、風(fēng)力傳感器、拉力傳感器和高度傳感器中的一種或者多種。

本發(fā)明是投資小，成本低，安全可靠，工作效率高的全自動(dòng)高層建筑外墻清機(jī)；其是現(xiàn)代高層建筑外墻清洗的專用設(shè)備，人沒(méi)有直接參與清洗工作，大大節(jié)省了人力，杜絕了人工工作時(shí)的危險(xiǎn)，從而提高了安全性和清洗效率，而且不同于常見(jiàn)的高樓清洗機(jī)器人，其除了設(shè)有滾筒刷清理之外，還配套有能夠清洗和修補(bǔ)外墻的機(jī)械手裝置。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為第一齒輪和第二齒輪處裝配示意圖

圖3為清洗桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明流程框圖。

圖中，1-滾輪、2-殼體、3-放線輪、4-導(dǎo)軌、5-關(guān)節(jié)舵機(jī)、6-清洗桿、7-真空泵、8-負(fù)壓吸盤、9-滾筒刷、10-熱風(fēng)槍、11-第二電機(jī)、12-第二齒輪、13-轉(zhuǎn)軸、14-第一齒輪、15-空腔、16-電動(dòng)噴嘴、17-清洗頭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

如圖1-4所示，一種用于高樓外墻清洗及維護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)蜘蛛機(jī)器人，包括懸吊支撐架、行走機(jī)構(gòu)、清理裝置、風(fēng)壓吸附裝置和機(jī)械手裝置，所述清理裝置、風(fēng)壓吸附裝置和機(jī)械手裝置安裝在懸吊支撐架上，所述懸吊支撐架上還設(shè)置有第一控制器、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與傳輸模組和集成傳感器模組。

如圖1-4所示，所述行走機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌和能夠左右運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置包括殼體、第二控制器、帶有轉(zhuǎn)軸的電機(jī)、傳動(dòng)軸和放線輪，所述殼體可以為正方形或者長(zhǎng)方形，根據(jù)實(shí)際需求而定，這里不作限制，所述殼體內(nèi)部成型有空腔；所述第二控制器固定在空腔中，其與第一控制器通過(guò)藍(lán)牙或者無(wú)線裝置進(jìn)行連接；所述傳動(dòng)軸有兩根，所述傳動(dòng)軸貫穿殼體并在兩端設(shè)有滾輪，所述滾輪位于導(dǎo)軌中，在導(dǎo)軌的作用下左右來(lái)回運(yùn)動(dòng)，所述其中一個(gè)傳動(dòng)軸位于空腔中的軸身設(shè)有沿豎直方向的第一齒輪；兩根傳動(dòng)軸和四個(gè)滾輪的構(gòu)造起到支撐和帶動(dòng)殼體移動(dòng)的作用；所述電機(jī)包括第一電機(jī)和第二電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)皆為步進(jìn)電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)固定在空腔中并通過(guò)導(dǎo)線連接在第二控制器的輸出端，所述第一電機(jī)的轉(zhuǎn)軸設(shè)有與第一齒輪配合的第二齒輪，由此，在第一齒輪和第二齒輪的作用下，第一電機(jī)能夠帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二電機(jī)的轉(zhuǎn)軸穿過(guò)空腔裸露在外；所述放線輪設(shè)置在第二電機(jī)裸露在外的轉(zhuǎn)軸上，所述放線輪上纏繞有連接懸吊支撐架的纜繩，由此，在第二電機(jī)的帶動(dòng)下，能夠伸長(zhǎng)和回縮纜繩。

本實(shí)施例中，第一控制器和第二控制器可采用STM32系列的嵌入式微處理器，例如，第一控制器為STM32F429IGT6，第二控制器為STM32F103ZET6，但不僅限于此，同樣可采用其他系列和型號(hào)的嵌入式微處理器或單片機(jī)。

所述風(fēng)壓吸附裝置包括真空泵和負(fù)壓吸盤，所述真空泵和負(fù)壓吸盤設(shè)置在懸吊支撐架上，所述真空泵通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸出端，所述真空泵通過(guò)導(dǎo)管連接著負(fù)壓吸盤，由此，在懸吊支撐架貼在墻面或者玻璃面時(shí)，第一控制器發(fā)送信號(hào)給真空泵，真空泵接收到信號(hào)后通過(guò)導(dǎo)管持續(xù)將負(fù)壓吸盤中的空氣抽出，促使負(fù)壓吸盤與墻面或者玻璃面上形成真空或者偽真空，從而貼緊墻壁，減緩纜繩所承受的拉力。

所述清理裝置包括箱體、水泵、帶有轉(zhuǎn)軸的第三電機(jī)、滾筒刷和熱風(fēng)槍，所述水箱設(shè)置在懸掛支撐架上，所述水箱內(nèi)部設(shè)有帶進(jìn)水口和出水口的空腔；所述水泵固定在水箱上并通過(guò)導(dǎo)管連接著出水口；所述第三電機(jī)固定在水箱上并通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接著滾筒刷；所述熱風(fēng)槍設(shè)置在水箱上；所述水泵、第三電機(jī)和熱風(fēng)槍通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸出端，由此，在第一控制器的作用下，水泵能夠從水箱中抽水打濕滾筒刷、墻面或者玻璃面；第三電機(jī)能夠帶動(dòng)滾筒刷清理墻面或者玻璃面；熱風(fēng)槍能夠噴出熱風(fēng)，將清洗后的墻面或者玻璃面吹干。

本實(shí)施例中，為了整體的美觀性，水泵、熱風(fēng)槍可以內(nèi)嵌在箱體中，電機(jī)和滾筒刷半內(nèi)嵌在箱體中。

所述機(jī)械手裝置設(shè)有四個(gè)，其對(duì)稱分布在懸吊支撐架的四個(gè)角上，所述機(jī)械手裝置包括關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿，所述關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿設(shè)有兩個(gè)并依次順序連接，所述一個(gè)關(guān)節(jié)舵機(jī)固定在懸吊支撐架上，所述清洗桿內(nèi)部設(shè)有裝放速干膠的空腔，所述空腔設(shè)有一個(gè)電動(dòng)噴嘴，所述電動(dòng)噴嘴通過(guò)導(dǎo)線連接在第一控制器的輸出端，由此，通過(guò)電動(dòng)噴嘴能夠噴出速干膠，對(duì)墻面的裂縫進(jìn)行填充；所述清洗桿上還設(shè)有多個(gè)清洗頭，所述清洗頭在清洗桿運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠進(jìn)行輔助清理，所述關(guān)節(jié)舵機(jī)通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸出端，由此，便于通過(guò)關(guān)節(jié)舵機(jī)和清洗桿控制整個(gè)機(jī)械手裝置的運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，關(guān)節(jié)舵機(jī)為現(xiàn)有產(chǎn)品，廣泛運(yùn)用在控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)上；清洗頭可以為彈性材料制成的凸起，起到摩擦墻面或玻璃面的目的。

所述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與傳輸模組通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸入端，所述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集與傳輸模組是ESP8266串口WIFI物聯(lián)網(wǎng)模塊，其通過(guò)與手機(jī)等移動(dòng)終端建立連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操控。

所述集成傳感器模組設(shè)置在懸吊支撐架上并通過(guò)導(dǎo)線連接著第一控制器的輸入端，所述集成傳感器模組集成有高清攝像頭、加速度傳感器、三維角度傳感器、風(fēng)力傳感器和高度傳感器；在高清攝像頭的作用下，能夠?qū)崟r(shí)觀察墻面和玻璃面的狀況，進(jìn)行清理；加速度傳感器、三維角度傳感器、風(fēng)力傳感器和高度傳感器起到檢測(cè)懸吊支撐架平衡性的作用。

本發(fā)明中，各個(gè)部件之間采用卡接或者螺栓固定方式進(jìn)行裝配，此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所常用的技術(shù)手段。

以上僅為本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可進(jìn)行若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。