動角度為Qi = 90i2,(其中i2為蝸輪蝸桿機構的傳動比),帶 動連桿轉動90°,此時吸盤貼于墻體上;
[0028] (7)氣動用電機開始工作,并通過氣動驅動箱、導管,使得吸盤內腔處于負壓狀態(tài), 此時吸盤吸附于墻體上;
[0029] (8)重復步驟(2)-(5),并且連桿的內部直線電機隨著清洗端的下降而勻速推送, 使得連桿的多級伸縮桿逐步伸出;
[0030] (9)當連桿的多級伸縮桿逐步伸出,達到最大長度時,即升降用電機的運行時間
時,(其中L為清洗端豎直方向的長度,m為升降用電機的轉速,D為漉筒的直徑), 氣動驅動箱通過導管使得吸盤內腔處于正壓狀態(tài),吸盤貼合在墻體上,
[0031] 此時升降用電機與清洗用電機停止運行,連桿用電機開始運行,轉動方向為逆時 針方向,動角度為Q2 = 90i2,(其中i2為蝸輪蝸桿機構的傳動比),帶動連桿反轉90°,此時吸 盤離開墻體;
[0032] (10)當升降用電機的運行時間 時,(其中k = 8,10,12...化…),重復步驟 (6)-(8),當升降用電機的運行時間
時,(其中m = 9,ll,13…化+1…),重復步驟 (9)。
[0033] 3.有益效果
[0034] 與現有技術相比,本發(fā)明有W下顯著優(yōu)點:
[0035] (1)本發(fā)明通過設置連桿吸附機構,使得清洗機器人在下降過程中,清洗刷對墻面 的壓力能夠保持在較大的數值范圍內,并且不隨著機器人下降距離的增大而大幅變小,從 而提高了對墻面的清洗效果。
[0036] (2)本發(fā)明通過設置可選擇的清洗模式,能夠根據具體墻面的污損情況選擇不同 的清洗模式,針對性強,從而提高了清洗效率,并使得清洗效果提高。
[0037] (3)本發(fā)明設計出了兩套安全保護機構,能夠在斷電時完成對機器人的制動,并且 采用轉動限制保護機構和多級增力保護機構相結合的方式,組成雙重保護機構,提高了安 全系數,使得在機器人意外斷電時能夠安全制動,避免了機器人墜樓事故的發(fā)生。
[0038] (4)本發(fā)明結構簡單,操作方便,加工成本低,使用壽命長。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖;
[0040] 圖2為圖1中n工作時的受力分析圖;
[0041] 圖3為圖1中m的結構圖;
[0042] 圖4為圖1中IV的結構圖;
[0043] 圖5為圖1中n的結構圖。
[0044] 附圖中:I-升降控制端,n -清洗端,虹一轉動限制保護機構,IV-多級增力保護 機構,I-升降端機架,2-升降用電機,3-電磁超越離合器,4-漉筒,5-繩,6-偏屯、圓盤, 7-杠桿,8-彈黃,9-電磁鐵,10-模形板,11-清洗端機架,12-導向環(huán),13-吸盤,14-連桿,15-蝸輪蝸桿機構,16-連桿用電機,17-導管,18-氣動驅動箱,19-氣動用電機, 20-清洗刷,21 -減速器,22-清洗用電機,23-轅輪,24-墻體。
【具體實施方式】
[0045] W下結合說明書附圖,對本發(fā)明作進一步描述。
[0046] 如圖1、圖3、圖4、圖5所示,一種墻面清洗機器人,包括升降控制端I、清洗端n,所 述的升降控制端I與清洗端n通過繩5相連,所述的升降控制端I由轉動限制保護機構虹、多 級增力保護機構IV組成,
[0047] 所述的轉動限制保護機構虹由升降端機架1、升降用電機2、電磁超越離合器3、漉 筒4、繩5組成,所述的升降用電機2固連在升降端機架1上,其軸與漉筒4相連,所述的電磁超 越離合器3的外圈與升降端機架1相連,電磁超越離合器3的內圈與漉筒4軸相連,所述的電 磁超越離合器3在斷電時內外圈接合,通電時內外圈分離,所述的繩5繞于漉筒4外圈,并且 繩5的末端與漉筒4固連,
[004引所述的多級增力保護機構IV由偏屯、圓盤6、杠桿7、彈黃8、電磁鐵9、模形板10組成, 所述的繩5穿過偏屯、圓盤6與模形板10組成的間隙,所述的偏屯、圓盤6較接于升降端機架1 上,并與杠桿7的一端相連,所述的杠桿7較接于升降端機架1上,并在末端分別與彈黃8、電 磁鐵9的相連,所述的彈黃8與電磁鐵9的底端固連于升降端機架1,
[0049] 所述的清洗端n由清洗端機架11、導向環(huán)12、吸盤13、連桿14、蝸輪蝸桿機構15、連 桿用電機16、導管17、氣動驅動箱18、氣動用電機19、清洗刷20、減速器21、清洗用電機22、滾 輪23組成,所述的導向環(huán)12、吸盤13、連桿14、蝸輪蝸桿機構15、連桿用電機16、導管17、氣動 驅動箱18、氣動用電機19組成連桿吸附機構,
[0050] 所述的繩5穿過導向環(huán)12與清洗端機架11相連,所述的導向環(huán)12固連于吸盤13上, 所述的吸盤13的外殼與連桿14相連,所述的連桿14通過蝸輪蝸桿機構15與連桿用電機16相 連,所述的連桿用電機16固定在清洗端機架11上,所述的吸盤13的內腔與導管17相連,所述 的導管17的另一端連接在氣動驅動箱18上,所述的氣動驅動箱18上設有氣動用電機19,所 述的連桿14為多級伸縮連桿,通過內部直線電機控制其伸縮長度,
[0051] 所述的滾輪23設置在清洗端機架11上,所述的清洗刷20通過軸承固定于清洗端機 架11上,所述的減速器21的輸出軸與清洗刷20的軸相連,所述的減速器21的輸入軸與清洗 用電機22的軸相連。
[0化2]所述的偏屯、圓盤6上與升降端機架1、杠桿7相較接的兩點距離為
,其 中G為墻面清洗機器人的重力,F為電磁鐵9的電磁力,0為模形板10末端的角度,y為繩5與模 形板10之間的摩擦系數,a為圓盤6上與升降端機架1的較接點到圓盤6邊緣的最小距離,C為 杠桿7與升降端機架1的較接點到杠桿7與圓盤6較接點的距離,b為杠桿7與升降端機架1的 較接點到杠桿7與電磁鐵9連接點之間的距離。
[0053]所述的減速器21為擺線針輪減速器;所述的彈黃8為拉彈黃;所述的連桿用電機16 為步進電機。
[0054] -種墻面清洗機器人的控制方法,設及清洗機器人的清洗控制步驟與控制方式:
[0055] (1)清洗模式的選擇:
[0056] 當墻面僅有灰塵時,選用邵氏硬度為50-70HA的清洗刷,清洗刷20的轉速為500-6(K)r/min;當墻面含有大量粘性物質時,選用邵氏硬度為100-120HA的清洗刷,清洗刷20的 轉速為 300-400r/min;
[0化7] (2)升降用電機2電機開始運行,其運行轉速為
,其中m為清洗刷20的轉 速,D為漉筒4的直徑,繩5開始從漉筒4上繞出;
[005引(3)電磁超越離合器3通電,其內外圈分離;
[0化9] (4)電磁鐵9通電,電壓為220V,電磁鐵9伸縮桿運動的距離為 ,其中d為 繩5的直徑,G為墻面清洗機器人的重力,0為模形板10末端的角度,y為繩5與模形板10之間 的摩擦系數,F為電磁鐵9的電磁力,此時偏屯、圓盤6與模形板10之間的間隙變大,繩5通過間 隙向下運動,清洗端n開始向下運動;
[0060] (5)清洗用電機22開始運行,其轉速為n3 = iim,其中ii為減速器21的傳動比,m為 清洗刷20的轉速,并通過減速器21帶動清洗刷20轉動;
[0061] (6)當升降用電機2的運行時間
-時,(其中L為清洗端n豎直方向的長度,ri2 為升降用電機2的轉速,D為漉筒4的直徑),升降用電機2與清洗用電機22停止運行,連桿用 電機16開始運行,轉動方向為順時針方向,轉動角度為ai = 90i2,(其中i2為蝸輪蝸桿機構15 的傳動比),帶動連桿14轉動90°,此時吸盤13貼于墻體24上;
[0062] (7)氣動用電機19開始工作,并通過氣動驅動箱18、導管17,使得吸盤13內腔處于 負壓狀態(tài),此時吸盤13吸附于墻體24上;
[0063] (8)重復步驟(2)-(5),并且連桿14的內部直線電機隨著清洗端n的下降而勻速推 送,使得連桿14的多級伸縮桿逐步伸出;
[0064] (9)當連桿14的多級伸縮桿逐步伸出,達到最大長度時,即升降用電機2的運行時 間
時,(其中L為清洗端n豎直方向的長度,m為升降用電機2的轉速,D為漉筒4的 直徑),氣動驅動箱18通過導管17使得吸盤13內腔處于正壓狀態(tài),吸盤13貼合在墻體24上,
[0065] 此時升降用電機2與清洗用電機22停止運行,連桿用電機16開始運行,轉動方向為 逆時針方向,動角度為Q2 = 90i2,(其中i2為蝸輪蝸桿機構15的傳動比),帶動連桿14反轉 90°,此時吸盤13離開墻體24;
[0066] (10)當升降用電機2的運行時間
時,(其中k = 8,10,12…化…),重復步驟 (6)-(8),當升降用電機2的運行時間
時,(其中m = 9,ll,13…化+1…),重復步驟 (9)。
[0067] 工作狀態(tài)說明:
[0068] 如圖2所示的清洗端n工作時的受力分析圖,清洗端n受到墻面的正壓力為T= Gtane,其中G為清洗端n的重力,目為繩5與墻面的夾角,而在清洗墻面時,對清洗墻面的正 壓力與清洗端n受到墻面的正壓力相等,即清洗墻面正壓力為Gtane,隨著清洗端n的下 降,繩5與墻面的夾角目越來越小,進而導致清洗墻面正壓力Gtan目越來越小,使得清洗效果 越來越差,而當樓層足夠高時,繩5與