本實用新型涉及高樓清洗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于伯努利原理的清潔機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，許多新型的外裝飾材料應(yīng)運而生，如玻璃幕墻、瓷磚等被廣泛使用，這些材料帶來了一些清理保潔的間題。經(jīng)日曬雨淋，自然風(fēng)化，特別是大氣污染物(如CO₂等氣體)的侵蝕，外墻材料沉積污垢和風(fēng)化，墻面上會出現(xiàn)或多或少污漬。這些材料表面或內(nèi)部由于吸收了水分在冰凍—解凍的循環(huán)過程中，易使建筑物受到破壞(水結(jié)冰時體積膨脹)，加之建筑物外表污垢微粒的總表面比原有表面要大得多，因此，在受潮之后，污垢殼表面潮濕時間比原表面更長，增大了對建筑材料的破壞性。而清理玻璃幕墻、瓷磚，不僅起到美化環(huán)境的作用，還可以保護(hù)建筑物的作用。

目前這類清洗工作大部分仍由工人搭乘吊籃進(jìn)行高空作業(yè)來完成，工人的工作環(huán)境惡劣、工作效率低、任務(wù)繁重，且具有很高的危險性。清洗一幢大樓表面耗費時間長、耗資巨大。

為解決上述問題，現(xiàn)目前亟待需要尋求一種代替人工進(jìn)行高樓玻璃幕墻的清洗裝置，其可以在玻璃幕墻，瓷磚等光滑表面上吸附攀爬，完成基本清潔工作。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供了一種基于伯努利原理的清潔機(jī)器人，能夠快速、方便和安全的清洗高樓幕墻，控制方便，結(jié)構(gòu)簡單，代替工人高空作業(yè)，保證了工作人員的安全，減少危險事故的發(fā)生，工作效率高。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于伯努利原理的清潔機(jī)器人，包括車身，車身上設(shè)有吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)和電源，吸附攀爬機(jī)構(gòu)包括離心式風(fēng)機(jī)和吸盤，通過離心式風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流，來維持吸盤內(nèi)負(fù)壓，從而貼附于壁面上，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)攀爬前行和轉(zhuǎn)向，通過清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)對壁面進(jìn)行清洗，電源為吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)提供動力。

接上述技術(shù)方案，吸附攀爬機(jī)構(gòu)還包括直流電機(jī)，通過直流電機(jī)驅(qū)動離心式風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動。

接上述技術(shù)方案，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)和萬向輪，萬向輪上設(shè)有橡膠輪胎，直流電機(jī)驅(qū)動萬向輪轉(zhuǎn)動，使所述清潔機(jī)器人移動。

接上述技術(shù)方案，清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)包括氣動升降裝置、刷洗裝置和噴水吸水裝置，氣動升降裝置與刷洗裝置連接，帶動刷洗裝置升降，噴水吸水裝置為刷洗裝置清洗提供用水。

接上述技術(shù)方案，氣動升降裝置包括伸縮氣缸，伸縮氣缸與車身連接固定，伸縮氣缸的活塞桿與刷洗裝置連接。

接上述技術(shù)方案，刷洗裝置包括支撐架、滾刷、直流電機(jī)和同步帶輪，滾刷和直流電機(jī)均設(shè)置于支撐架上，支撐架內(nèi)側(cè)與車身連接，直流電機(jī)通過同步帶輪驅(qū)動滾刷轉(zhuǎn)動，使?jié)L刷與壁面摩擦進(jìn)而達(dá)到清洗目的，噴水吸水裝置包括噴嘴，噴嘴設(shè)置于滾刷前方滾刷前方。

接上述技術(shù)方案，噴水吸水裝置還包括水箱和水泵，水箱和水泵均內(nèi)置于車身內(nèi)，水泵通過管路與水箱和噴嘴連接；清洗作業(yè)前，操作人員向水箱內(nèi)通入水或清洗液，作業(yè)時，水泵將水箱內(nèi)的水吸取，通過噴嘴噴出。

接上述技術(shù)方案，滾刷上設(shè)有柔性清洗材料，滾刷后方設(shè)有橡膠刮板。

接上述技術(shù)方案，所述清洗機(jī)器人還包括控制器，控制器包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動模塊、檢測模塊和電源模塊，單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動模塊與吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)連接，單片機(jī)通過電源模塊與電源連接，檢測模塊與單片機(jī)連接；

檢測模塊包括光學(xué)傳感器和紅外傳感器，控制器通過光學(xué)傳感器對工作表面檢測，進(jìn)而判斷清理過后的表面是否達(dá)到要求和機(jī)器人是否位于設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)，控制器通過紅外傳感器檢測工作平面內(nèi)是否有超出設(shè)定范圍的突起異物，若有則進(jìn)行規(guī)避。

接上述技術(shù)方案，還包括通訊模塊，通訊模塊包括通訊藍(lán)牙；控制器通過通訊藍(lán)牙接受操作人對機(jī)器人發(fā)出的指令，水源周圍設(shè)有無線電信號，通過通訊藍(lán)牙接受無線電信號確定水源位置，進(jìn)而自動完成自動補(bǔ)水的目的。

本實用新型具有以下有益效果：

通過離心式風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，利用伯努利原理維持吸盤內(nèi)負(fù)壓使清潔機(jī)器人可貼附于壁面上，進(jìn)而對清潔機(jī)器人產(chǎn)生足夠大的正壓力，使驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠獲得足夠的摩擦力而實現(xiàn)移動功能，能夠快速、方便和安全的清洗高樓幕墻，控制方便，結(jié)構(gòu)簡單，代替工人高空作業(yè)，保證了工作人員的安全，減少危險事故的發(fā)生，工作效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例中基于伯努利原理的清潔機(jī)器人的立面；

圖2是圖1的主視圖；

圖3是本實用新型實施例中吸附攀爬機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖3的仰視圖；

圖5是本實用新型實施例中離心式風(fēng)機(jī)的立面圖；

圖6是本實用新型實施例中清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)的立面圖；

圖7是圖6的主視圖；

圖中，1-伸縮氣缸，2-滾刷，3-噴嘴，4-車身，5-支撐架，6-同步帶輪，7-橡膠刮板，8-第一直流電動機(jī)，9-離心式風(fēng)機(jī)，10-第二直流電動機(jī)，11-吸盤，12-葉輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照圖1～圖7所示，本實用新型提供的一個實施例中的基于伯努利原理的清潔機(jī)器人，包括車身4，車身4上設(shè)有吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)和電源，吸附攀爬機(jī)構(gòu)包括離心式風(fēng)機(jī)9和吸盤11，通過離心式風(fēng)機(jī)9的葉輪12高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的高速氣流，來維持吸盤11內(nèi)負(fù)壓，從而貼附于壁面上，進(jìn)而對清潔機(jī)器人形成垂直于壁面的正壓力，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)實現(xiàn)攀爬前行和轉(zhuǎn)向，通過清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)對壁面進(jìn)行清洗，電源為吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)提供動力；通過離心式風(fēng)機(jī)9產(chǎn)生負(fù)壓，利用伯努利原理維持吸盤11內(nèi)負(fù)壓使清潔機(jī)器人可貼附于壁面上，進(jìn)而對清潔機(jī)器人產(chǎn)生足夠大的正壓力，使驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠獲得足夠的摩擦力而實現(xiàn)移動功能，能夠快速、方便和安全的清洗高樓幕墻，控制方便，結(jié)構(gòu)簡單，代替工人高空作業(yè)，減少危險事故的發(fā)生，工作效率高。

進(jìn)一步地，吸附攀爬機(jī)構(gòu)還包括第二直流電動機(jī)10，通過第二直流電動機(jī)10驅(qū)動離心式風(fēng)機(jī)9的葉輪12高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生高速氣流。

進(jìn)一步地，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直流電機(jī)和萬向輪，萬向輪上設(shè)有橡膠輪胎，直流電機(jī)驅(qū)動萬向輪轉(zhuǎn)動，使所述清潔機(jī)器人移動。

進(jìn)一步地，清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)包括氣動升降裝置、刷洗裝置和噴水吸水裝置，氣動升降裝置與刷洗裝置連接，帶動刷洗裝置升降，噴水吸水裝置為刷洗裝置清洗提供用水；當(dāng)要對壁面進(jìn)行清洗時氣動升降裝置下降使刷洗裝置與壁面接觸，當(dāng)不進(jìn)行清洗時氣動升降裝置上升使刷洗裝置抬高不與壁面接觸。

進(jìn)一步地，氣動升降裝置包括伸縮氣缸1，伸縮氣缸1與車身4連接固定，伸縮氣缸1的活塞桿與刷洗裝置連接；采用四連桿機(jī)構(gòu)原理，當(dāng)伸縮氣缸1收縮時，刷洗裝置升起。

進(jìn)一步地，刷洗裝置包括支撐架5、滾刷2、第一直流電動機(jī)8和同步帶輪6，滾刷2和第一直流電動機(jī)8均設(shè)置于支撐架5上，支撐架5內(nèi)側(cè)與車身4連接，第一直流電動機(jī)8通過同步帶輪6驅(qū)動滾刷2轉(zhuǎn)動，使?jié)L刷2與壁面摩擦進(jìn)而達(dá)到清洗目的，噴水吸水裝置包括噴嘴3，噴嘴3設(shè)置于滾刷2前方滾刷2前方。

進(jìn)一步地，刷洗裝置還包括傳動齒輪組，第一直流電動機(jī)8通過傳動齒輪組帶動同步帶輪6，通過傳動齒輪組的合理配置得到合適的減速比，得到合適的旋轉(zhuǎn)速度以滿足清洗頻率的要求，結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，完全能夠滿足實際作業(yè)的要求。

進(jìn)一步地，噴嘴3沿滾刷2的軸向方向均勻分布。

進(jìn)一步地，噴水吸水裝置還包括水箱和水泵，水箱和水泵均內(nèi)置于車身4內(nèi)，水泵通過管路與水箱和噴嘴3連接；清洗作業(yè)前，操作人員向水箱內(nèi)通入水或清洗液，作業(yè)時，水泵將水箱內(nèi)的水吸取，通過噴嘴3噴出。

進(jìn)一步地，滾刷2上設(shè)有柔性清洗材料，滾刷2后方設(shè)有橡膠刮板7。

進(jìn)一步地，所述清洗機(jī)器人還包括控制器，控制器包括單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動模塊、檢測模塊和電源模塊，單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動模塊與吸附攀爬機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和清洗作業(yè)機(jī)構(gòu)連接，單片機(jī)通過電源模塊與電源連接，檢測模塊與單片機(jī)連接；

檢測模塊包括光學(xué)傳感器和紅外傳感器，控制器通過光學(xué)傳感器對工作表面檢測，進(jìn)而判斷清理過后的表面是否達(dá)到要求和機(jī)器人是否位于設(shè)定的工作區(qū)域內(nèi)，控制器通過紅外傳感器檢測工作平面內(nèi)是否有超出設(shè)定范圍的突起異物，若有則進(jìn)行規(guī)避。

進(jìn)一步地，還包括通訊模塊，通訊模塊包括通訊藍(lán)牙；控制器通過通訊藍(lán)牙接受操作人對機(jī)器人發(fā)出的指令，水源(具體實施例中水源為水桶)周圍設(shè)有無線電信號，通過通訊藍(lán)牙接受無線電信號確定水源位置，進(jìn)而自動完成自動補(bǔ)水的目的。

本實用新型的一個實施例中，本實用新型的工作原理：

本實用新型專利采用間歇式作業(yè)的方式，在清潔玻璃幕墻時由上至下清潔，由紅外傳感器識別清潔路徑，當(dāng)?shù)竭_(dá)最低層，檢測水桶發(fā)出的藍(lán)牙信號，確定水桶位置，自動行駛到水桶上方，原地旋轉(zhuǎn)至尾部向下，伸出汲水管道汲水至內(nèi)置水箱，再返回頂部，由紅外傳感器及光學(xué)傳感器的反饋值進(jìn)行路徑規(guī)劃，繼續(xù)清潔工作，直到指定區(qū)域幕墻達(dá)到設(shè)定的清潔要求。

清洗作業(yè)時，首先用噴嘴3將水和水清潔劑劑的混合物(清潔液)以霧狀的形式噴射到玻璃壁面,氣缸將滾刷2壓至玻璃壁面，滾刷2在直流電機(jī)驅(qū)動下快速轉(zhuǎn)動，將污物去掉，最后用橡膠刮板7(具體實施例中橡膠刮板7為雙層刮板)將墻面刮凈，清洗效果好、效率高，這樣高樓玻璃幕墻清洗裝置通過已清洗過的壁面時就沒有水漬,移動時也不會出現(xiàn)打滑等現(xiàn)象。

當(dāng)高樓玻璃幕墻清洗裝置在非清洗作業(yè)過程中，始終保持滾刷2抬起，以免將滾刷2及玻璃幕墻再次弄臟，并且減少摩擦阻力從而減小機(jī)器人行駛時的負(fù)載。

以上的僅為本實用新型的較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型申請專利范圍所作的等效變化，仍屬本實用新型的保護(hù)范圍。