阅读说明：本技术 一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人 (Flying obstacle-crossing glass curtain wall cleaning robot ) 是由 *** 王昕� 冯斌 于 2019-11-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人,属于特种环境自动化保洁技术领域。所述飞升越障玻璃幕墙清洗机器人包括支撑底盘、清洗装置、二层底盘、吸附装置及相机云台；所述支撑底盘通过固连件连着所述清洗装置、所述吸附装置、超声波传感器；所述清洗装置装有两个柔性盘刷、两个刮条、四个牛眼滚轮、水泵及水泵调速器；所述支撑底盘通过减震模块连接所述二层底盘；所述二层底盘通过固连件连接所述相机云台、控制模块、稳压电路。所述吸附装置包括风扇和对应连接件固连在所述支撑底盘的四侧,所述风扇为“十字形”布置使其解耦易于控制,且左右风扇可旋转抵抗横风,采用双层结构减小震动,用所述风扇完成清洗工作和飞跃障碍。(The invention discloses a flying obstacle-crossing glass curtain wall cleaning robot, and belongs to the technical field of special environment automatic cleaning. The flying obstacle-crossing glass curtain wall cleaning robot comprises a supporting chassis, a cleaning device, a two-layer chassis, an adsorption device and a camera holder; the supporting chassis is connected with the cleaning device, the adsorption device and the ultrasonic sensor through a fixing piece; the cleaning device is provided with two flexible disc brushes, two scraping strips, four bull eye rollers, a water pump and a water pump speed regulator; the supporting chassis is connected with the two-layer chassis through a damping module; the two-layer chassis is connected with the camera holder, the control module and the voltage stabilizing circuit through the fixing member. The adsorption device comprises fans and corresponding connecting pieces fixedly connected to four sides of the supporting chassis, the fans are arranged in a cross shape, so that decoupling is easy to control, the left and right fans can rotate to resist cross wind, a double-layer structure is adopted to reduce vibration, and the fans are used for completing cleaning work and obstacle jumping.)

一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人

技术领域

本发明涉及特种环境自动化保洁技术领域，特别涉及一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人。

背景技术

在玻璃幕墙的清洗上，从传统的人工清洗到目前飞升越障玻璃幕墙清洗机器人的清洗，降低了人工施工的危险，减少了清洗成本，但因为高层建筑的多样性和飞升越障玻璃幕墙清洗机器人发展的不完善性，致使现在的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人在清洗玻璃时并不具有普适性。目前飞升越障玻璃幕墙清洗机器人的形式，在清洗过程中不能够跨越较高障碍物，且控制不够平稳，需要优化机器人结构设计，解决目前高空玻璃幕墙作业的问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明采用更加精巧的设计和更合理的布置方式，采用风扇代替螺旋桨避免叶片外露，增强安全性；将风扇布置在机器人本体四周，呈十字形放置，使得风扇控制解耦，简化了控制；其中左右两侧风扇通过舵机可旋转180度，具有一定的抗风性；同时采取了双层放置结构，将深度相机及控制模块布置在上一层，使用减震装置将上下两层连接，隔绝了清洗装置的震动，减小了对机器人控制精度的影响；同时利用四个滚轮保证清洗过程的稳定性，使得本发明可以适用不同的工作场景且控制更加精准更加稳定；同时利用深度相机识别，对不同程度污渍采用不同清洗方式，在降低了成本的同时提升了清洗的效率和效果。

为了解决上述技术问题，具体地，本发明的技术方案如下：

一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人，包括支撑底盘、清洗装置、二层底盘、吸附装置及相机云台；所述支撑底盘以底板为基础通过固连件连着所述清洗装置、所述吸附装置、超声波传感器、微型水箱及外壳；所述清洗装置装有柔性盘刷、刮条、滚轮、水泵及水泵调速器；所述支撑底盘通过橡胶减震模块连接着所述二层底盘；所述二层底盘通过固连件分别连接所述相机云台、控制模块、稳压电路。

进一步地，所述柔性盘刷及刮条至少为两个。

进一步地，所述滚轮为牛眼滚轮并且至少为四个。

进一步地，所述清洗装置安装在所述支撑底盘下表面，所述滚轮低于所述刮条及所述柔性盘刷，所述柔性盘刷由两个直流电机通过连通过连接件固连在所述支撑底盘下表面，所述水泵及所述水泵调速器通过连接件固连安装在所述支撑底板上表面。

进一步地，所述吸附装置包括风扇和对应连接件，所述风扇为四个且为十字形布置固连在所述支撑底盘的四侧。

进一步地，所述风扇分布在所述支撑底盘的横向左右两侧，并分别通过自锁舵机和轴承座连接与所述支撑底盘连接，可做180°旋转。

进一步地，所述风扇为涵道风扇。

进一步地，所述二层底盘通过橡胶减震模块安装在所述支撑底盘上表面上部，与支撑底盘呈平行放置。

进一步地，所述控制模块包括NVIDIA TX2控制板、STM32控制板、惯性测量单元、降压电路。

进一步地，所述相机云台通过连接件连接深度相机。

有益效果：本发明通过采用上述技术方案，使得结构更加紧凑合理便于控制，使得可以适用不同的工作场景，具有一定的抗风效果，同时可以大幅提升清洗效率和效果，降低了高空玻璃幕墙作业中的人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人本体的整体结构示意图；

图2为本发明提供的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人本体的外形结构示意图；

图3为本发明提供的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人清洗装置结构示意图；

图4为本发明提供的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人本体去壳整体结构示意图；

图5为本发明提供的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人支撑底盘结构示意图；

图6为本发明提供的飞升越障玻璃幕墙清洗机器人结构二层底盘结构示意图；

上述附图中：01-外壳；02-超声波传感器；03-涵道风扇；04-支撑底盘； 05-刮条；06-牛眼滚轮；07-柔性盘刷；08-喷头；09-橡胶减震模块；10-风扇舵机；11-直流电机；12-水泵；13-水箱；14-水泵调速器；15-降压模块；16- NVIDIA TX2控制板；17-STM32控制板；18-惯性测量单元；19-相机云台；20- 电子调速器；21-二层底盘；

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人，所述飞升越障玻璃幕墙清洗机器人包括支撑底盘、清洗装置、二层底盘、吸附装置及相机云台；所述支撑底盘通过固连件连着所述清洗装置、所述吸附装置、超声波传感器；所述清洗装置装有两个柔性盘刷、两个刮条、四个牛眼滚轮、水泵及水泵调速器；所述支撑底盘通过橡胶减震模块连接着所述二层底盘；所述二层底盘通过固连件连接所述相机云台、控制模块、稳压电路。

进一步地，所述支撑底盘以一块底板为基础，固连着所述清洗装置、所述吸附装置、所述超声波传感器、微型水箱及外壳。

进一步地，所述清洗装置安装在所述支撑底盘下表面，所述牛眼滚轮略低于所述刮条及柔性盘刷，所述柔性盘刷为两个并由两个直流电机通过连接件固连，所述水泵及所述水泵调速器通过连接件固连安装在所述支撑底板上表面。

进一步地，所述吸附装置包括涵道风扇和对应连接件，所述涵道风扇为四个且为十字形布置固连在所述支撑底盘的四侧。所述左右两侧涵道风扇通过自锁舵机和轴承座与所述支撑底盘连接。

进一步地，所述二层底盘通过橡胶减震模块装在所述支撑底盘上表面上部，与支撑底盘呈平行放置，并通过固连件与控制模块、相机云台、稳压电路固连。

进一步地，所述控制模块包括NVIDIA TX2控制板、STM32控制板、惯性测量单元、降压电路。

进一步地，所述相机云台通过固连件与所述二层底盘固连，并通过连接件连接深度相机。

如图1～图6所示，本发明实施例提供一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人，主要包含支撑底盘、清洗装置、吸附装置、二层底盘及相机云台；

机器人本体中的支撑底盘，该结构固连着超声波传感器、吸附装置、清洗装置、二层底盘和保护内部结构的外壳；吸附装置，包括产生升力和推力的涵道风扇及保证其相应位置的风扇连接件，涵道风扇安装在支撑底盘的四侧中轴处；清洗装置包括两个直流电机，通过设计的连接件与柔性盘刷相连；所述清洗装置设有上下两个柔性盘刷、两个刮条、八个喷头、水泵及水泵调速器；两个柔性盘刷在吸附装置及四个万向轮作用下定位在玻璃幕墙上，两个盘刷带丝旋转清洗，刮条刮走洗涤液及污渍；二层底盘通过橡胶减震模块与支撑底盘连接，二层底盘通过固连件固连NVIDIA TX2控制板、电子调速器、降压模块、STM32 控制板、惯性测量单元、相机云台；

所述飞升越障玻璃幕墙清洗机器人选用四个无级调速的涵道风扇，采用十字形结构方式布置，通过控制涵道风扇的风力，控制吸附在玻璃幕墙上与脱离玻璃幕墙的推力，使机器人完成清理工作或越过玻璃幕墙上的框架阻碍，完成越障动作；通过微型处理器控制电机带动柔性盘刷转动，通过摩擦清洁幕墙，再通过刮条刮走残留洗涤液和污渍；通过相机云台上的视觉传感模块和超声波传感器自动识别前方障碍和障碍物距离，自动完成避障功能；

参考图1～图6，本发明实施例提供一种飞升越障玻璃幕墙清洗机器人系统，机器人本体中主要包含支撑底盘(04)、清洗装置、吸附装置、二层底盘(21)及相机云台(19)；支撑底盘(04)固连着超声波传感器(02)、水泵(12)及水泵调速器(14)、涵道风扇(03)、风扇舵机(10)、清洗装置、二层底盘(21)和外壳(01)；清洗装置包括两个直流电机(11)、两个柔性盘刷(07)、两个刮条(05)、八个喷头(08)及四个牛眼滚轮(06)；二层底盘(21)通过橡胶减震模块(09)与支撑底盘 (04)连接，二层底盘(21)通过固连件固连NVIDIA TX2控制板(16)、电子调速器 (20)、降压模块(15)、STM32控制板(17)、惯性测量单元(18)、相机云台(19)；

在本实施例中，支撑底盘主要用于保证柔性盘刷(07)、刮条(05)、二层底盘(21)的相对位置。

在本实施例中，通过控制涵道风扇(03)产生负压吸附力或飞升力，进而实现机器人负压吸附在玻璃表面或飞起离开玻璃面的动作，从而完成清洗工作和越过幕墙障碍物。

在本实施例中，通过相机云台(19)和超声波传感器(02)，识别机器人前方障碍物，测得距离信息，进而控制涵道风扇(03)使机器人完成越障功能。

在本实施例中，二层底盘(21)的主要作用是通过橡胶减震模块(09)与支撑底盘(04)连接，将清洗装置造成的震动与测量及控制电路隔离开，避免震动对传感器和控制电路的影响，完成更加精确的控制。

在本实施例中，通过控制电路驱动电机(11)旋转带动柔性盘刷(07)转动工作，与墙面形成摩擦接触，通过移动模仿人工抹布擦拭，利用刮条(05)刮走残留洗涤液及污渍。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。