高层建筑外壁面清洁机器人[发明专利]

*CN101756678A*

(10)申请公布号 CN 101756678 A(43)申请公布日 2010.06.30

(12)发明专利申请

(21)申请号 200910263273.4(22)申请日 2009.12.17

(71)申请人昆山昆航机器人研究所有限公司

地址215300 江苏省昆山市玉山镇北门路

757号(72)发明人裴忠才 石立

(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限

公司 32224

代理人董建林 严志平(51)Int.Cl.

A47L 11/38(2006.01)B25J 11/00(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页

(54)发明名称

高层建筑外壁面清洁机器人(57)摘要

本发明公开了一种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器，而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。本发明结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便。

CN 101756678 ACN 101756678 A

权 利 要 求 书

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1.一种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器，而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。

2.根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的飞行器为氦气球或者飞艇。

3.根据权利要求2所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的氦气球或者飞艇为多个。

4.根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，在所述的飞行器的下部还设置有机器人视觉跟踪系统。

5.根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的清洁机构为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。

6.根据权利要求1所述的高层建筑外壁面清洁机器人，其特征在于，所述的吸附结构为吸附盘或者是抓持手。

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CN 101756678 A

说 明 书

高层建筑外壁面清洁机器人

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技术领域

本发明涉及一种高层建筑外壁面的清洗装置，尤其是涉及一种高层建筑外壁面清

洁机器人。

[0001]

背景技术

高层建筑外壁面清洁包括高层建筑擦窗、高层建筑外墙面清洁等作业，由于这种

作业环境是不会按照机器人功能和技术的要求改变的，而且，具体的作业环境也会经常发生变化(如窗户的开闭、外挂设备(空调等)的装拆和移动等)，因此在机器人技术中称此为非结构化环境作业。高层建筑外壁面清洁属于空中作业，目前主要依靠人工完成，无疑这种作业方式的作业环境非常危险和恶劣、且作业效率低、人工成本高，不言而喻，这种作业方式亟待应用自动化技术和机器人技术取而代之。

[0002]

发明内容

[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便的高层建筑外壁面清洁机器人。[0004] 本发明是通过以下技术方案来实现的：[0005] 一种高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体、清洁机构、壁面吸附机构、机器人行走越障机构、机器人支援系统和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构、壁面吸附机构设置在机器人主体上，其特征在于，所述的机器人行走越障机构为飞行器，飞行器位于机器人主体的上部，其通过下部的牵引索与机器人主体连接，飞行器的下部设置有推进器，而所述的机器人支援系统则设置在飞行器内。

[0006] 所述的飞行器可以为氦气球也可以为飞艇，且氦气球或者飞艇可以为多个。[0007] 在所述的飞行器的下部还设置有机器人视觉跟踪系统。[0008] 上述的清洁机构为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。[0009] 上述的吸附结构为吸附盘或者是抓持手。[0010] 本发明的有益效果是：本发明结构简单、成本低、操作容易、使用和维护方便，其能达到的性能指标为：承载能力小于1000kg、飞行高度5～500m、供电电源36V～48V DC、功率小于5kW、压缩空气0.5MPa、2m3、供水量5m3、擦洗效率10m2/min(取决于清洁器回转盘直径或滚筒几何尺寸)、可擦洗水平、倾斜、垂直壁面等任意角度的壁面，且其越障能力(清洗滚筒或回转式清洁器)h≯180mm。

附图说明

[0011] 图1为本发明一实施例的结构示意图；

[0012] 图2为本发明所述的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图；[0013] 图3为本发明所述的吸附机构吸附倾斜壁面的结构示意图；[0014] 图4为本发明所述的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；

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CN 101756678 A[0015] [0016] [0017] [0018] [0019]

说 明 书

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图5为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；图6为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图。图中主要附图标记含义为：1、机器人主体 2、清洗机构 3、壁面吸附机构 4、飞行器5、牵引索 6、推进器 7、壁面

具体实施方式

[0020] 下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：[0021] 图1为本发明一实施例的结构示意图。[0022] 如图1所示：高层建筑外壁面清洁机器人，包括机器人主体1、清洁机构2、壁面吸附机构3、机器人行走越障机构、机器人支援系统(提供水、电、气以及保护等)和GPS位姿跟踪控制系统，其中，清洁机构2、壁面吸附机构3设置在机器人主体1上，而所述的机器人行走越障机构为飞行器4，飞行器4位于机器人主体1的上部，其通过下部的牵引索5与机器人主体1连接，飞行器4的下部还设置有推进器6，而所述的机器人支援系统(图中未示)则设置在飞行器4内。

[0023] 上述飞行器的牵引索5不仅可作为清洗机构2的牵引装置，而且可以作为水、电、气管路的依附和支撑，同时提供了高空作业必须的保护功能。[0024] 所述的飞行器4可以为氦气球也可以为飞艇，且氦气球或者飞艇可以为多个，在本实施例中，使用的是氦气球，且多个氦气球组成交叉牵引悬挂的方式，不仅方便飞行的制导(类似于制导翼伞和风筝的控制)，而且可防止个别氦气球失效而发生坠落事故。[0025] 在所述的飞行器4的下部还设置有机器人视觉跟踪系统(图中未示)，以便对机器人的模式识别的实时图像进行处理。

[0026] 图2为本发明所述的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图；图3为本发明所述的吸附机构吸附倾斜壁面的结构示意图；图4为本发明所述的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；图5为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附水平壁面的结构示意图；图6为本发明所述的另一种形式的吸附机构吸附垂直壁面的结构示意图。[0027] 如图2至图6所示，清洁机构2可以为柔性清洗滚筒或者负压回转式清洁器。图2至图4所示的是柔性清洗滚筒，与其对应的吸附机构3为吸附盘，而图5和图6所示的清洁机构2为负压回转式清洁器，与其对应的吸附机构3为抓持手。由图2至图6可以看出，无论是何种形式的壁面7，吸附机构3都可以与壁面7进行牢固吸附，而清洁结构2也可以方便地对壁面7进行清洗，具有很好的适应性、实用性和可靠性。[0028] 本发明通过GPS位姿跟踪控制系统来进行控制，实现机器人的上下或者水平运动。

[0029] 以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

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CN 101756678 A

说 明 书 附 图

图1

图4

图3

图6

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图2

图5