一種高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人

靳奉熹

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市空間變得相對(duì)擁擠，高層建筑越來(lái)越多地出現(xiàn)在城市中。世界各城市的生產(chǎn)和消費(fèi)的發(fā)展達(dá)到一定程度后，莫不積極致力于提高城市建筑的層數(shù)。實(shí)踐證明，高層建筑可以帶來(lái)明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益：首先，使人口集中，可利用建筑內(nèi)部的豎向和橫向交通縮短部門(mén)之間的距離，從而提高效率;其次，能使大面積建筑的用地大幅度縮小，有可能在城市中心地段選址;再次，可以減少市政建設(shè)投資和縮短建筑工期。高層建筑能夠大幅提升城市空間的利用率。但與此同時(shí)，高層建筑的清理保養(yǎng)難度越來(lái)越大，而采用人工清理保養(yǎng)不僅耗費(fèi)人力、物力，而且有一定的危險(xiǎn)。此外，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，通風(fēng)管道的很容易堆積灰塵，并且不便于清理。

關(guān)鍵詞：高層建筑;清理保養(yǎng);機(jī)器人

中圖分類(lèi)號(hào)： TP242 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1673-1069（2016）33-161-2

1 ?簡(jiǎn)介

一種高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人，包括機(jī)器人軀體，其特征在于，所述機(jī)器人軀體由上固定板和下固定板組成，機(jī)器人軀體的前端安裝機(jī)器人頭部，頂部安裝儲(chǔ)存箱、充電電池和吸塵器箱體，底部安裝電動(dòng)清洗刷，機(jī)器人軀體的后部底面安裝吸塵器頭部，吸塵器頭部通過(guò)管道連接吸塵器箱體;機(jī)器人軀體的底部安裝數(shù)個(gè)機(jī)械腿。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述機(jī)器人頭部的前端安裝第一攝像頭，底部安裝噴頭和第二攝像頭，噴頭連接儲(chǔ)存箱，機(jī)器人頭部的后端通過(guò)舵機(jī)固定盤(pán)連接機(jī)器人軀體。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述機(jī)械腿由第一液壓缸、腿部關(guān)節(jié)、大腿、第二液壓缸、小腿、第三液壓缸、腳部支架和腳部吸盤(pán)組成，機(jī)械腿通過(guò)腿部關(guān)節(jié)固定在下固定板上，固定座通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接大腿的一端，大腿的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接小腿的一端，小腿的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接腳部支架的一端，腳部支架的另一端連接腳部吸盤(pán)，腿部關(guān)節(jié)上通過(guò)液壓缸座安裝第一液壓缸，第一液壓缸的活塞桿連接大腿，大腿上通過(guò)液壓缸座安裝第二液壓缸，第二液壓缸的活塞桿連接小腿，小腿上通過(guò)液壓缸座安裝第二液壓缸，第二液壓缸的活塞桿連接腳部支架。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述腳部支架內(nèi)設(shè)有吸盤(pán)電機(jī)，吸盤(pán)電機(jī)的輸出軸通過(guò)吸盤(pán)尾部螺栓連接腳部吸盤(pán)，吸盤(pán)電機(jī)的輸出軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接螺母，螺母與吸盤(pán)尾部螺栓螺紋連接。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述機(jī)器人軀體內(nèi)安裝有與機(jī)械腿連接的液壓站。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述機(jī)械腿上裝有應(yīng)力傳感系統(tǒng)。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述機(jī)器人軀體的頂部安裝處理器，該處理器設(shè)于充電電池的頂部，處理器連接顯示屏。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述儲(chǔ)存箱內(nèi)安裝有液面監(jiān)控系統(tǒng)，液面監(jiān)控系統(tǒng)連接處理器。

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人特征在于，所述充電電池直接連有小型電池電量監(jiān)測(cè)器，小型電池電量監(jiān)測(cè)器連接處理器。

2 ?實(shí)用新型機(jī)器人的技術(shù)方案與原理

本實(shí)用新型機(jī)器人旨在提供一種代替人工完成高層建筑的外層幕墻清洗和保養(yǎng)的高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人。

本實(shí)用新型實(shí)施例中的高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人，包括機(jī)器人軀體，所述機(jī)器人軀體由上固定板9和下固定板8組成，機(jī)器人軀體的前端安裝機(jī)器人頭部1，頂部安裝儲(chǔ)存箱2、充電電池3和吸塵器箱體5，底部安裝電動(dòng)清洗刷7，機(jī)器人軀體的后部底面安裝吸塵器頭部6，吸塵器頭部6通過(guò)管道連接吸塵器箱體5;機(jī)器人軀體的底部安裝數(shù)個(gè)機(jī)械腿10。上固定板9和下固定板8之間通過(guò)支柱焊接，且上固定板9與下固定板8之間設(shè)有間隙。

機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中，依靠腿部的協(xié)同運(yùn)動(dòng)進(jìn)行。在移動(dòng)時(shí)，控制器控制吸盤(pán)上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)吸盤(pán)尾部螺栓下移，使得吸盤(pán)與墻面中間的空間減小，氣壓增大，從而使得腿部能夠抬起，當(dāng)腿在控制器的控制下通過(guò)液壓元件（包括三個(gè)液壓缸）和舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)移動(dòng)到設(shè)定位置時(shí)，腿部落下，使得吸盤(pán)與幕墻墻壁接觸，此時(shí)，控制器控制吸盤(pán)上電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)螺栓上移增大吸盤(pán)與墻壁之間的空間，減小其中空氣壓強(qiáng)從而使得吸盤(pán)內(nèi)外產(chǎn)生壓力差，從而達(dá)到固定腿部的目的。

本實(shí)用新型的原理：高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人能夠代替高層建筑外層幕墻清洗和保養(yǎng)的人工作業(yè)，能夠減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度保證工人人身安全，并且不需要大型的安全保護(hù)設(shè)備，能夠減少工作量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：該高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人使用真空吸盤(pán)技術(shù)及視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，能夠識(shí)別幕墻外壁污漬及外形，每條機(jī)械臂在控制器的作用下，依靠液壓桿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，在多條腿的作用下，機(jī)器人能夠在幕墻上自主移動(dòng)和自動(dòng)清理，視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別幕墻的特定形式之后（例如幕墻上有一塊污漬），程序自動(dòng)反應(yīng)，控制機(jī)器人腿部運(yùn)動(dòng)和吸盤(pán)吸附和脫離狀態(tài)，將機(jī)器人移動(dòng)到合適的位置工作。攝像頭位于機(jī)器人頭部，擁有更廣闊的視角并且可以通過(guò)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)幕墻上有障礙物的地方的時(shí)候，視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別障礙物形狀大小，通過(guò)處理器自動(dòng)反應(yīng)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式跨過(guò)障礙物。因?yàn)楸狙b置活動(dòng)靈活，甚至可以進(jìn)入高層建筑通風(fēng)管道內(nèi)進(jìn)行清潔工作，當(dāng)灰塵等一些容易擴(kuò)散的雜物較多的時(shí)候，可以使用機(jī)器人腹部后方的吸塵器將灰塵等吸走，避免影響空氣清新，并且機(jī)器人處理器上可配置無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)將機(jī)器人識(shí)別的信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦ぷ魅藛T計(jì)算機(jī)上，如果有什么特殊情況（例如發(fā)現(xiàn)墻體剝落或者裂紋等缺陷）或者機(jī)器人對(duì)于污漬處理不夠妥當(dāng)，工作人員可以通過(guò)收到的信息自主判斷，遠(yuǎn)程操控機(jī)器人作出適當(dāng)?shù)奶幚硇袨椤?/p>

高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人能夠代替高層建筑外層幕墻清洗和保養(yǎng)的人工作業(yè)，能夠減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度保證工人人生安全，并且不需要大型的安全保護(hù)設(shè)備，能夠減少工作量。此外，我們還可以安排多個(gè)機(jī)器人協(xié)同合作，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊分配每個(gè)機(jī)器人的工作區(qū)間，提高工作效率。

3 ?使用注意事項(xiàng)

①清潔刷需要定期檢查，以保證清潔效果。

②定期檢查吸盤(pán)，如有異常及時(shí)更換，避免影響機(jī)器人的移動(dòng)能力。

③定期充電，避免電量過(guò)低導(dǎo)致機(jī)器人的異常。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型機(jī)器人不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)實(shí)用新型的要求不。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落實(shí)權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為表述清楚，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

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參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉洪.一種高層建筑清理保養(yǎng)機(jī)器人[J].高等工程教育研究，2015（3）：136.