本實用新型涉及智能機器人技術領域，尤其涉及一種可越障踩障的壁面機器人。

背景技術：

隨著經(jīng)濟的快速增長和城市化。越來越多的高樓大廈拔地而起，許多高樓的外表都是用玻璃幕墻裝飾的，而相應的玻璃幕墻的清潔帶來了很大麻煩?，F(xiàn)有的大部分清潔工作由人工完成，但工作既危險，成本又高。所以這就導致對高層建筑壁面的壁面清晰機器人的需求十分迫切。

爬壁機器人是一種具有移動和吸附功能可以在垂直壁面上運動的自動化設備，可以在核工程、消防和大型非結構設備的制造和維護等危險和極限環(huán)境下代替工人完成工作。玻璃幕墻清潔機器人的工作在于清洗掉玻璃上的灰塵，使整個建筑更亮而美觀，具有廣泛的應用前景。

現(xiàn)在已經(jīng)有很多公司做出了玻璃幕墻的清潔機器人，但是大部分壁面機器人只能用于非常平整的幕墻條件下，在有些玻璃與玻璃的連接處會有大的凸起或者凹槽，現(xiàn)有的機器人是無法越過去的。因此該機器人在清潔推拉窗時相當麻煩，需要手動在每塊玻璃上安放機器人進行清洗，在高空安放機器人也很不便。然而針對已有的可越障的機器人，其結構往往十分復雜，且遇到太大或者太長的障礙物時也無法成功跨越。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述壁面機器人結構復雜，無法跨越大體積的障礙物的技術問題，本實用新型提供了一種結構簡單、可實現(xiàn)越障踩障的壁面機器人：

一種可越障踩障的壁面機器人，包括對稱設置的第一支架和第二支架，及分別對稱設置在所述第一支架和第二支架上的驅(qū)動輪、吸盤、風機、第一驅(qū)動裝置和控制裝置，所述第一支架和所述第二支架之間通過第二驅(qū)動裝置和第一導軌機構連接，所述第一支架包括固定架、驅(qū)動架、從動架；所述固定架與所述驅(qū)動架之間設有剪叉式升降結構，所述剪叉式升降結構通過上固定板和下固定板分別與所述固定架和所述驅(qū)動架固定連接，所述剪叉式升降結構帶動所述下固定板向上運動；所述驅(qū)動架與所述從動架固定連接；所述從動架與所述固定架通過所述第二導軌機構連接，所述第二導軌機構包括第二導滑槽塊和第二導滑塊，所述第二導滑槽塊固定于所述從動架上，所述第二導滑槽塊與固定在所述固定架上的第二導滑塊活動連接；所述驅(qū)動輪、所述吸盤、所述第一驅(qū)動裝置設置于所述驅(qū)動架上。

作為進一步改進，所述第一導軌機構數(shù)量為兩組，所述第一導軌機構包括固定在所述第一支架固定架上的第一導滑槽塊和固定在所述第二支架固定架上的第一導滑塊。

作為進一步改進，所述第二驅(qū)動裝置用于推動第二支架遠離第一支架，所述第一導軌機構對稱設置于所述第二驅(qū)動裝置推動方向的兩側(cè)；所述第二驅(qū)動裝置為氣壓缸、電動推桿和電動伸縮臂，定義所述第二驅(qū)動裝置可推動的行程為h，其中h的范圍為0~36cm。

作為進一步改進，所述驅(qū)動架上固定連接有分布在驅(qū)動輪側(cè)壁兩側(cè)的驅(qū)動輪安裝塊，所述驅(qū)動輪中心開設有軸向通孔，驅(qū)動輪安裝軸穿過所述通孔將驅(qū)動輪安裝在所述驅(qū)動輪安裝塊上。

作為進一步改進，所述驅(qū)動輪與所述剪叉式升降結構一一對應；所述任一支架上兩個驅(qū)動輪對應一個所述剪叉式升降結構；所述剪叉式升降結構通過第三驅(qū)動裝置控制下固定板上下運動從而帶動所述驅(qū)動架上下運動，定義所述剪叉式升降結構可伸長的行程為d，其中d的范圍為0~32cm。

作為進一步改進，所述驅(qū)動輪在行走方向上的前后兩側(cè)各設有一個吸盤，所述吸盤與真空發(fā)生器相連接。

作為進一步改進，所述第一支架或第二支架上的所述從動架數(shù)量為兩個，所述從動架為“龍門形”，所述從動架的豎直部上均設有所述第二導軌機構。

作為進一步改進，所述驅(qū)動架上還固定連接有清洗機構，所述清洗機構包括設于機體前端的高壓水噴射器、設于體面行走方向兩側(cè)的邊刷、設于機體前后兩端的橡膠刮板、設于前端橡膠刮板后方的排刷和設于機器人中部下端的盤刷。

作為進一步改進，所述風機的數(shù)量為四個，均勻分布在壁面機器人機體的四角處。

作為進一步改進，所述控制裝置與上述各驅(qū)動裝置相連接；所述控制裝置內(nèi)設有感應器，所述感應器可判斷機器人行走方向前方障礙物位置和大小，所述控制裝置接受所述感應器信息并對驅(qū)動裝置發(fā)出相應的動作指令。

與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1、本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人采用了剪叉式升降裝置來實現(xiàn)壁面機器人的支架在垂直于墻面方向上的升降，從而達到了越障的第一步，采用這樣的結構穩(wěn)固安全，可以有效地實現(xiàn)升降功能。

2、本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人第一支架和第二支架之間采用了氣壓缸和導軌結構的連接組合來實現(xiàn)壁面機器人在行走方向上整體結構的伸張，從而達到跨越大體積障礙物的作用。

3、本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人整體結構簡單，方便易行，動作分步進行，同時也能直接在障礙物上行走，最后實現(xiàn)越障踩障的功能。

附圖說明

附圖1是本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人除去清洗結構后的結構示意圖；

附圖2是本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人的俯視圖；

附圖3是本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人的結構示意圖；

附圖4是本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人越障的工作原理圖；

附圖5是本實用新型一種可越障踩障的壁面機器人踩障的工作原理圖。

具體實施方式

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性?！跋噙B通”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。此外，在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述。

請參考圖1至圖2，實施例中，一種可越障踩障的壁面機器人，包括對稱設置的第一支架10和第二支架20，及分別對稱設置在所述第一支架10和第二支架20上的驅(qū)動輪30、吸盤40、風機50、清洗結構60、第一驅(qū)動裝置71和控制裝置，所述第一支架10和所述第二支架20之間通過第二驅(qū)動裝置72和第一導軌機構81連接，所述第一支架10包括固定架11、驅(qū)動架12、從動架13；所述固定架11與所述驅(qū)動架13之間設有剪叉式升降結構14，所述剪叉式升降結構14通過上固定板15和下固定板16分別與所述固定架11和所述驅(qū)動架13固定連接，所述剪叉式升降結構14帶動所述下固定板16向上運動；所述驅(qū)動架12與所述從動架13固定連接；所述從動架13與所述固定架11通過所述第二導軌機構82連接，所述第二導軌機構82包括第二導滑槽塊821和第二導滑塊822，所述第二導滑槽塊821固定于所述從動架13上，所述第二導滑槽塊821與固定在所述固定架11上的第二導滑塊822活動連接；所述驅(qū)動輪30、所述吸盤40、所述第一驅(qū)動裝置71設置于所述驅(qū)動架13上實現(xiàn)同步運動。采用這樣的整體結構不僅能夠?qū)崿F(xiàn)踩障越障的功能，同時結構簡單且安全穩(wěn)固。

請參考圖1，實施例中，所述第一導軌機構81數(shù)量為兩組，所述第一導軌機構包括固定在所述第一支架10固定架上的第一導滑槽塊811和固定在所述第二支架20固定架上的第一導滑塊812，所述第一導軌結構81不僅起到了導向作用，同時采用兩組也進一步加強了第一支架10與第二支架20間的穩(wěn)固性。所述第二驅(qū)動裝置72用于推動第二支架20遠離第一支架10，所述第一導軌機構81對稱設置于所述第二驅(qū)動裝置72推動方向的兩側(cè)；所述第二驅(qū)動裝置72包括氣壓缸、電動推桿和電動伸縮臂，定義所述第二驅(qū)動裝置72可推動的行程為h，其中h的范圍為0cm~36cm。采用這樣的結構可以實現(xiàn)壁面機器人在行走方向上的伸縮，從而結合垂直于行走方向上升降最后實現(xiàn)直接越障的功能。

請參考圖1至圖2，實施例中，所述驅(qū)動輪30的數(shù)量為四個，均勻設置于整個壁面機器人的四角，所述驅(qū)動架12上固定連接有分布在驅(qū)動輪30側(cè)壁兩側(cè)的驅(qū)動輪安裝塊，所述驅(qū)動輪30中心開設有軸向通孔，驅(qū)動輪安裝軸穿過所述通孔將驅(qū)動輪30安裝在所述驅(qū)動輪安裝塊上。所述驅(qū)動輪30與所述剪叉式升降結構14一一對應；所述剪叉式升降結構14通過第三驅(qū)動裝置17控制所述驅(qū)動架12上下運動，具體為所述第三驅(qū)動裝置17驅(qū)動下固定架16上下運動從而帶動所述驅(qū)動架12向上運動進行帶動驅(qū)動輪30和吸盤40一起實現(xiàn)升降，定義所述剪叉式升降結構14可伸長的最大行程為d，其中d的范圍為0cm~32cm。所述驅(qū)動輪30在行走方向上的前后兩側(cè)各設有一個吸盤40，所述吸盤40包括滑動盤和與其密封配合的彈性皮碗，彈性皮碗上設有與所述支架連接的安裝部，所述吸盤與真空發(fā)生器相連接。采用這樣的結構可實現(xiàn)整個行走結構的整體同步運動，實現(xiàn)越障的抬腿動作，同時所述剪叉式升降結構的可伸長行程也進一步滿足了一定高度內(nèi)的障礙物跨越。

請參考圖1至圖2，實施例中，所述第一支架10或第二支架20上的所述從動架13最多為兩個，優(yōu)選的，所述第一支架10和第二支架20上各均勻設有兩個從動架13，所述從動架13與驅(qū)動輪30一一對應，所述從動架13為“龍門形”；所述固定架11包括固定框111和固定橫梁112，所述固定框111和固定橫梁112位于同一平面上且平行于壁面，所述固定橫梁112的數(shù)量為六根且垂直于機器人行走方向上均勻設置，所述驅(qū)動架12與固定橫梁112之間設有第二導軌結構82，所述第二導軌結構82包括第二導滑槽塊821和第二導滑塊822，所述第二導滑,822固定于固定橫梁112上，所述的第二導滑槽塊821固定于從動架13的豎直部上，所述每個從動架13上在兩側(cè)的豎直部位均設有第二導滑槽塊821。機器人支架采用這樣的結構可以更加穩(wěn)固地實現(xiàn)越障需要的升降功能。進一步地，所述從動架13與固定架11之間通過第三導軌機構活動連接，并通過第四驅(qū)動裝置控制運動以達到所述驅(qū)動輪、所述吸盤等裝置在垂直于機器人的行走方向上滑動。采用這樣的結構可以在壁面機器人遇到細長型障礙物時進行橫向運動從而達到高效避開障礙物的功能。

請參考圖1和圖2，實施例中，所述驅(qū)動架12上還固定連接有清洗機構60，所述清洗機構包括設于機體前端的高壓水噴射器、設于體面行走方向兩側(cè)的邊刷、設于機體前后兩端的橡膠刮板61、設于前端橡膠刮板后方的排刷和設于機器人中部下端的盤刷62，所述高壓水噴射器加入洗滌劑的水經(jīng)過高壓水泵加壓到大于10 kgf/cm2的壓力。通過孔徑小于1mm的噴射裝置轉(zhuǎn)換為高速的微細水柱。水流噴射在玻璃表面，可以沖洗幕墻表面灰塵；所述邊刷刷毛長度超出機體5-8公分，邊刷的作用是將機器人無法抵近的邊框處、角落處清洗干凈；所述橡膠膠條能快速刮凈玻璃表面污水。通過控制膠條截面形狀和寬度，使刮板形變量適中，達到最佳刮洗效果。在膠條前固定有刷毛略稍長于膠條的排刷，主要應對玻璃幕墻接縫處的清洗。每組橡膠刮板61由兩段組成，目的在于應對玻璃幕墻平面不平整帶來的清洗盲區(qū)。兩段刮板61分別由氣缸驅(qū)動；所述盤刷62的數(shù)量為八個，利用皮帶621傳動高速轉(zhuǎn)動，所述盤刷62和皮帶621固定于導軌63上。盤刷材料為硬度適中的尼龍絲。以應對不易用常規(guī)方法清洗的特殊情況，比如施工過程留下的膠、混凝土等。為應對不同的玻璃受污染情況，可以更換不同刷毛硬度的盤刷，甚至可以更換為打磨頭，可以起到對頑固污漬進行刷洗、對玻璃表面拋光修復等作用；所述風機50的數(shù)量為四個，均勻分布在壁面機器人的底部的四角處。所述風機50用于凹面幕墻的首次吸附，利用安全繩把壁面機器人提升到凹面幕墻所在高度時，啟動四個風機，風機高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生推動機器人靠近玻璃的作用力，通過程序算法控制風機轉(zhuǎn)速使機器人平穩(wěn)貼近幕墻后，完成機器人的吸附動作，從而實現(xiàn)整個機器人平穩(wěn)進入凸面進行清洗工作，以達到清洗凹面部位的功能，達到全方位清潔。

請參考圖1、圖3和圖4，實施例中，所述控制裝置內(nèi)設有感應器，所述感應器可判斷機器人行走方向前方障礙物位置和大小，具體地，若障礙物的長度小于第二驅(qū)動裝置的72的最大行程，則控制中心發(fā)出越障指令,具體請見圖3：首先壁面機器人前腳的剪叉式升降結構14升高至障礙物高度，然后第二驅(qū)動裝置72的電動伸縮臂伸長以直接越過障礙物，其次壁面機器人前腳的剪叉式升降結構14下降著落，最后首先壁面機器人后腳的剪叉式升降結構14重復前腳的動作，結合驅(qū)動輪實現(xiàn)整個躍障過程；若障礙物的長度大于第二驅(qū)動裝置的72的最大行程，則控制中心發(fā)出踩障指令，具體請見圖4：首先壁面機器人前腳的剪叉式升降結構14升高至障礙物高度，然后壁面機器人后腳的剪叉式升降結構14也升高至障礙物高度，爬過障礙物抵達障礙物邊緣時，壁面機器人前腳的剪叉式升降結構14下降著落，最后機器人后腳的剪叉式升降結構14下降著落，結合驅(qū)動輪實現(xiàn)整個踩障過程。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型保護的范圍之內(nèi)。