利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2015110320513
申请人: 马鞍山清净环保科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-24
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种墙面清洗机器人,包括升降控制端(Ⅰ)、清洗端(Ⅱ),其特征在于,所述的升降控制端(Ⅰ)与清洗端(Ⅱ)通过绳(5)相连,所述的升降控制端(Ⅰ)由转动限制保护机构(Ⅲ)、多级增力保护机构(Ⅳ)组成,所述的转动限制保护机构(Ⅲ)由升降端机架(1)、升降用电机(2)、电磁超越离合器(3)、辊筒(4)、绳(5)组成,所述的升降用电机(2)固连在升降端机架(1)上,升降用电机(2)轴与辊筒(4)轴相连,所述的电磁超越离合器(3)的外圈与升降端机架(1)相连,电磁超越离合器(3)的内圈与辊筒(4)轴相连,所述的电磁超越离合器(3)在断电时内外圈接合,通电时内外圈分离,所述的绳(5)绕于辊筒(4)外圈,并且绳(5)的末端与辊筒(4)固连,所述的多级增力保护机构(Ⅳ)由偏心圆盘(6)、杠杆(7)、弹簧(8)、电磁铁(9)、楔形板(10)组成,所述的绳(5)穿过偏心圆盘(6)与楔形板(10)组成的间隙,所述的偏心圆盘(6)铰接于升降端机架(1)上,并与杠杆(7)的一端相连,所述的杠杆(7)铰接于升降端机架(1)上,并在末端分别与弹簧(8)、电磁铁(9)的相连,所述的弹簧(8)与电磁铁(9)的底端固连于升降端机架(1),所述的清洗端(Ⅱ)由清洗端机架(11)、导向环(12)、吸盘(13)、连杆(14)、蜗轮蜗杆机构(15)、连杆用电机(16)、导管(17)、气动驱动箱(18)、气动用电机(19)、清洗刷(20)、减速器(21)、清洗用电机(22)、滚轮(23)组成,所述的导向环(12)、吸盘(13)、连杆(14)、蜗轮蜗杆机构(15)、连杆用电机(16)、导管(17)、气动驱动箱(18)、气动用电机(19)组成连杆吸附机构,所述的绳(5)穿过导向环(12)与清洗端机架(11)相连,所述的导向环(12)固连于吸盘(13)上,所述的吸盘(13)的外壳与连杆(14)相连,所述的连杆(14)通过蜗轮蜗杆机构(15)与连杆用电机(16)相连,所述的连杆用电机(16)固定在清洗端机架(11)上,所述的吸盘(13)的内腔与导管(17)相连,所述的导管(17)的另一端连接在气动驱动箱(18)上,所述的气动驱动箱(18)上设有气动用电机(19),所述的连杆(14)为多级伸缩连杆,通过内部直线电机控制其伸缩长度,所述的滚轮(23)设置在清洗端机架(11)上,所述的清洗刷(20)通过轴承固定于清洗端机架(11)上,所述的减速器(21)的输出轴与清洗刷(20)的轴相连,所述的减速器(21)的输入轴与清洗用电机(22)的轴相连;

所述的偏心圆盘(6)上与升降端机架(1)、杠杆(7)相铰接的两点距离为

其中G为墙面清洗机器人的重力,F为电磁铁(9)的电磁力,θ为楔形板(10)末端的角度,μ为绳(5)与楔形板(10)之间的摩擦系数,a为偏心圆盘(6)上与升降端机架(1)的铰接点到偏心圆盘(6)边缘的最小距离,c为杠杆(7)与升降端机架(1)的铰接点到杠杆(7)与偏心圆盘(6)铰接点的距离,b为杠杆(7)与升降端机架(1)的铰接点到杠杆(7)与电磁铁(9)连接点之间的距离;

所述的减速器(21)为摆线针轮减速器;

所述的弹簧(8)为拉弹簧;

所述的连杆用电机(16)为步进电机。

2.一种墙面清洗机器人的控制方法,其特征在于清洗机器人的清洗控制步骤与控制方式:

(1)清洗模式的选择:

当墙面仅有灰尘时,选用邵氏硬度为50-70HA的清洗刷,清洗刷(20)的转速为500-

600r/min;当墙面含有大量粘性物质时,选用邵氏硬度为100-120HA的清洗刷,清洗刷(20)的转速为300-400r/min;

(2)升降用电机(2)开始运行,其运行转速为 其中n1为清洗刷(20)的转速,D为辊筒(4)的直径,绳(5)开始从辊筒(4)上绕出;

(3)电磁超越离合器(3)通电,其内外圈分离;

(4)电磁铁(9)通电,电压为220V,电磁铁(9)伸缩杆运动的距离为 其中d为绳(5)的直径,G为墙面清洗机器人的重力,θ为楔形板(10)末端的角度,μ为绳(5)与楔形板(10)之间的摩擦系数,F为电磁铁(9)的电磁力,此时偏心圆盘(6)与楔形板(10)之间的间隙变大,绳(5)通过间隙向下运动,清洗端(Ⅱ)开始向下运动;

(5)清洗用电机(22)开始运行,其转速为n3=i1n1,其中i1为减速器(21)的传动比,n1为清洗刷(20)的转速,并通过减速器(21)带动清洗刷(20)转动;

(6)当升降用电机(2)的运行时间 时,其中L为清洗端(Ⅱ)竖直方向的长度,n2为升降用电机(2)的转速,D为辊筒(4)的直径,升降用电机(2)与清洗用电机(22)停止运行,连杆用电机(16)开始运行,转动方向为顺时针方向,转动角度为α1=90i2,其中i2为蜗轮蜗杆机构(15)的传动比,带动连杆(14)转动90°,此时吸盘(13)贴于墙体(24)上;

(7)气动用电机(19)开始工作,并通过气动驱动箱(18)、导管(17),使得吸盘(13)内腔处于负压状态,此时吸盘(13)吸附于墙体(24)上;

(8)重复步骤(2)-(5),并且连杆(14)的内部直线电机随着清洗端(Ⅱ)的下降而匀速推送,使得连杆(14)的多级伸缩连杆逐步伸出;

(9)当连杆(14)的多级伸缩连杆逐步伸出,达到最大长度时,即升降用电机(2)的运行时间 时,其中L为清洗端(Ⅱ)竖直方向的长度,n2为升降用电机(2)的转速,D为辊筒(4)的直径,气动驱动箱(18)通过导管(17)使得吸盘(13)内腔处于正压状态,吸盘(13)贴合在墙体(24)上,此时升降用电机(2)与清洗用电机(22)停止运行,连杆用电机(16)开始运行,转动方向为逆时针方向,转动角度为α2=90i2,其中i2为蜗轮蜗杆机构(15)的传动比,带动连杆(14)反转90°,此时吸盘(13)离开墙体(24);

(10)当升降用电机(2)的运行时间 时,其中k=8,10,12…2n…,重复步骤(6)-(8),当升降用电机(2)的运行时间 时,其中m=9,11,13…2n+1…,重复步骤(9)。