一種高層建筑清理保養(yǎng)機器人

靳奉熹

摘 要：隨著經濟社會的不斷發(fā)展，城市空間變得相對擁擠，高層建筑越來越多地出現(xiàn)在城市中。世界各城市的生產和消費的發(fā)展達到一定程度后，莫不積極致力于提高城市建筑的層數(shù)。實踐證明，高層建筑可以帶來明顯的社會經濟效益：首先，使人口集中，可利用建筑內部的豎向和橫向交通縮短部門之間的距離，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，高層建筑的清理保養(yǎng)難度越來越大，而采用人工清理保養(yǎng)不僅耗費人力、物力，而且有一定的危險。此外，對于高層建筑來說，通風管道的很容易堆積灰塵，并且不便于清理。

關鍵詞：高層建筑;清理保養(yǎng);機器人

中圖分類號： TP242 ? ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2016）33-161-2

1 ?簡介

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

高層建筑清理保養(yǎng)機器人特征在于，所述機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，噴頭連接儲存箱，機器人頭部的后端通過舵機固定盤連接機器人軀體。

高層建筑清理保養(yǎng)機器人特征在于，所述機械腿由第一液壓缸、腿部關節(jié)、大腿、第二液壓缸、小腿、第三液壓缸、腳部支架和腳部吸盤組成，機械腿通過腿部關節(jié)固定在下固定板上，固定座通過轉軸連接大腿的一端，大腿的另一端通過轉軸連接小腿的一端，小腿的另一端通過轉軸連接腳部支架的一端，腳部支架的另一端連接腳部吸盤，腿部關節(jié)上通過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)機器人特征在于，所述腳部支架內設有吸盤電機，吸盤電機的輸出軸通過吸盤尾部螺栓連接腳部吸盤，吸盤電機的輸出軸通過齒輪傳動機構連接螺母，螺母與吸盤尾部螺栓螺紋連接。

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

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

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

高層建筑清理保養(yǎng)機器人特征在于，所述儲存箱內安裝有液面監(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)測器，小型電池電量監(jiān)測器連接處理器。

2 ?實用新型機器人的技術方案與原理

本實用新型機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)機器人。

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

機器人在移動過程中，依靠腿部的協(xié)同運動進行。在移動時，控制器控制吸盤上的電機轉動帶動吸盤尾部螺栓下移，使得吸盤與墻面中間的空間減小，氣壓增大，從而使得腿部能夠抬起，當腿在控制器的控制下通過液壓元件（包括三個液壓缸）和舵機的驅動移動到設定位置時，腿部落下，使得吸盤與幕墻墻壁接觸，此時，控制器控制吸盤上電機轉動帶動螺栓上移增大吸盤與墻壁之間的空間，減小其中空氣壓強從而使得吸盤內外產生壓力差，從而達到固定腿部的目的。

本實用新型的原理：高層建筑清理保養(yǎng)機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)，能夠減少人工勞動強度保證工人人身安全，并且不需要大型的安全保護設備，能夠減少工作量。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：該高層建筑清理保養(yǎng)機器人使用真空吸盤技術及視覺識別技術，能夠識別幕墻外壁污漬及外形，每條機械臂在控制器的作用下，依靠液壓桿進行運動，在多條腿的作用下，機器人能夠在幕墻上自主移動和自動清理，視覺系統(tǒng)識別幕墻的特定形式之后（例如幕墻上有一塊污漬），程序自動反應，控制機器人腿部運動和吸盤吸附和脫離狀態(tài)，將機器人移動到合適的位置工作。攝像頭位于機器人頭部，擁有更廣闊的視角并且可以通過舵機轉動。當幕墻上有障礙物的地方的時候，視覺系統(tǒng)識別障礙物形狀大小，通過處理器自動反應控制機器人運動方式跨過障礙物。因為本裝置活動靈活，甚至可以進入高層建筑通風管道內進行清潔工作，當灰塵等一些容易擴散的雜物較多的時候，可以使用機器人腹部后方的吸塵器將灰塵等吸走，避免影響空氣清新，并且機器人處理器上可配置無線傳輸系統(tǒng)將機器人識別的信息實時傳輸?shù)焦ぷ魅藛T計算機上，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）或者機器人對于污漬處理不夠妥當，工作人員可以通過收到的信息自主判斷，遠程操控機器人作出適當?shù)奶幚硇袨椤?/p>

高層建筑清理保養(yǎng)機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)，能夠減少人工勞動強度保證工人人生安全，并且不需要大型的安全保護設備，能夠減少工作量。此外，我們還可以安排多個機器人協(xié)同合作，通過無線通信模塊分配每個機器人的工作區(qū)間，提高工作效率。

3 ?使用注意事項

①清潔刷需要定期檢查，以保證清潔效果。

②定期檢查吸盤，如有異常及時更換，避免影響機器人的移動能力。

③定期充電，避免電量過低導致機器人的異常。

對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型機器人不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本實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現(xiàn)實用新型的要求不。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作示范性的，而且是非限制性的，本實用新型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落實權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為表述清楚，本領域技術人員應當將說明作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

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參 考 文 獻

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