技术领域

[0001] 本发明属于高空作业装置领域， 具体地说， 尤其涉及一种高层建筑表面外墙清理的高 空作业机器人。

背景技术

[0002] 随着社会经济的发展及城市人口规模的不断扩 大， 城市建筑中的高层建筑逐渐增加。 增加的高层建筑解决了城市有限面积中人口增 加的问题，但是随之而来的问题是高层建筑外 墙维护 保养带来的高空作业风险。

技术问题

[0003] 传统的高空作业一般采用吊装机械通过绳索或 者与绳索连接的吊篮来进行人工作业， 人工作业不仅降低了高层建筑的清洁效率，而 且增加清洁人员的劳动强度， 由于需要采用吊装机械 进行辅助作业， 因此其灵活性较低， 不能够对高层建筑分散的局部区域进行高效灵 活的维护保养。

技术解决方案

[0004] 本发明的目的在于提供一种高空作业装置， 其能够实现高效率、 灵活性作业的模式， 避免清洁人员人工高空作业带来的人身安全问 题， 且降低了清洁人员的劳动强度。

[0005] 为达到上述目的， 本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的一种高空作业机器人，包括高 空作业装置和与之连接的防坠落装置，所述高 空 作业装置包括安装有行走机构的底盘，安装有 作业控制器和动力机构的动力支架，所述动力 支架位 于底盘的上方并固定于底盘上，在动力支架的 两端安装有用于提升高空作业装置的驱动扇叶 ，驱动 扇叶通过驱动轴与动力机构连接。

[0006] 进一步地讲， 本发明中所述的防坠落装置包括行走轮、 座体、 卷筒、 卷筒动力装置、 安装有滚轮的防坠落支架， 其中所述行走轮位于座体的底部， 在座体的一侧安装有防坠落支架， 在 座体的上方还安装有卷筒动力装置， 卷筒动力装置与卷筒连接， 所述卷筒上缠绕有绳索结构， 绳索 结构的末端安装有距离传感器，距离传感器通 过弹性组件与高空作业机器人固定或以可拆卸 的方式 连接。

[0007] 进一步地讲， 本发明中所述的底盘的行进方向前端和 /或后端安装有清洁辊组， 在底盘 的边角处安装有碰撞回转传感器， 在动力支架上还安装有距离传感器和污垢探测 器， 距离传感器、 污垢探测器、 碰撞回转传感器及清洁辊组均通过导线与作业 控制器连接。

[0008] 进一步地讲， 本发明中所述的动力支架上安装有小型作业机 械臂， 作业机械臂的末端 安装有可拆卸或固定的清洁组件； 所述作业机械臂的驱动组件通过导线与作业控 制器连接。 [0009] 进一步地讲， 本发明中所述的座体上还安装有氢燃料瓶支架 ， a燃科瓶支架放置 ra 燃料瓶，氢燃料瓶通过供气管路与动力支架上 的氢燃料电池组连接，氢燃料电池组为高空作 业机器 人提供电力。

[0010] 进一步地讲， 本发明中所述的行走机构设置于底座的两侧， 并且行走机构采用两个以 上的履带结构。

[0011] 进一步地讲， 本发明中所述的座体上还安装防坠落控制器， 防坠落控制器通过导线与 卷筒动力装置连接， 卷筒动力装置的两端分别为气路接头和水路接 头。

[0012] 进一步地讲， 本发明中所述的座体为涂料箱， 在座体的上方安装有泵机， 泵机通过自 身控制线路板与防坠落控制器通过电信号的方 式连接。

[0013] 进一步地讲， 本发明中所述的动力支架的顶部还安装有飞行 控制器及电调， 飞行控制 器及电调通过翻转舵机及驱动轴对驱动扇叶实 现控制。

[0014] 进一步地讲， 本发明中所述的底盘的清洁辊组包括前部的干 擦清洁刷和位于后方的湿 擦清洁刷， 湿擦清洁刷的一侧底盘上还安装有水刮片。

有益效果

[0015] 与现有技术相比， 本发明的有益效果如下：

1、 本发明能够通过防坠落装置与高空作业装置来 实现相互配合的高空作业机器人， 能够对局 部损坏的高层建筑进行可灵活调整的作业方式 ，并且能够在行进过程中对建筑物外墙或者已 经修复 的外墙进行探测， 保证作业效果。

[0016] 2、 本发明有效降低了人工高空作业带来的人身安 全危险， 降低人工作业的劳动强度和 人工成本， 提高作业效率。

附图说明

[0017] 图 1是本发明中高空作业装置的结构示意图。

[0018] 图 2是本发明中防坠落装置的结构示意图。

[0019] 图中： 1、 防坠落装置； 101、 横向支架； 102、 加强支撑筋； 103、 纵向支架； 104、 氢 燃料瓶支架； 105、 防坠落控制器； 106、 卷筒动力装置； 107、 卷筒； 108、 座体； 109、 行走轮； 110、 泵机；

2、 高空作业装置； 201、 作业机械臂； 202、 底盘； 203、 动力支架； 204、 支撑架； 205、 行走 机构； 206、 驱动扇叶； 207、 作业控制器； 208、 碰撞回转传感器； 209、 氢燃料电池组； 210、 驱 动轴； 211、 飞行控制器； 212、 电调； 213、距离传感器； 214、翻转舵机； 215、 湿擦清洁刷； 216、 水刮片； 217、 干檫清洁刷。

本发明的实施方式 [0020] 实施例 1 : 一种高空作业机器人， 包括高空作业装置 2和与 连接的防坠洛装置 1， 其 特征在于： 所述高空作业装置 2包括安装有行走机构 205的底盘 202， 安装有作业控制器 207和动 力机构的动力支架 203， 所述动力支架 203位于底盘 202的上方并固定于底盘 202上， 在动力支架 203的两端安装有用于提升高空作业装置 2的驱动扇叶 206， 驱动扇叶 206通过驱动轴 210与动力 机构连接。

[0021] 实施例 2: —种高空作业机器人， 其中所述防坠落装置 1包括行走轮 109、 座体 108、 卷筒 107、 卷筒动力装置 106、 安装有滚轮的防坠落支架， 其中所述行走轮 109位于座体 108的底 部， 在座体 108的一侧安装有防坠落支架， 在座体 108的上方还安装有卷筒动力装置 106， 卷筒动 力装置 106与卷筒 107连接，所述卷筒 107上缠绕有绳索结构，绳索结构的末端安装有 距离传感器 213， 距离传感器 213通过弹性组件与高空作业机器人 2固定或以可拆卸的方式连接。 其余部分的 结构及连接方式与前述任一实施例中的结构及 连接方式相同。

[0022] 实施例 3 : —种高空作业机器人， 所述底盘 202的行进方向前端和 /或后端安装有清洁 辊组，在底盘 202的边角处安装有碰撞回转传感器 208，在动力支架 203上还安装有距离传感器 213 和污垢探测器， 距离传感器 213、 污垢探测器、 碰撞回转传感器 208及清洁辊组均通过导线与作业 控制器 207连接。所述动力支架 203上安装有小型作业机械臂 201， 作业机械臂 201的末端安装有 可拆卸或固定的清洁组件；所述作业机械臂 201的驱动组件通过导线与作业控制器 207连接。所述 座体 108上还安装有氢燃料瓶支架 104， 氢燃料瓶支架 104放置有氢燃料瓶， 氢燃料瓶通过供气管 路与动力支架 203上的氢燃料电池组 209连接，氢燃料电池组 209为高空作业机器人提供电力。所 述行走机构 205设置于底座 202的两侧， 并且行走机构 205采用两个以上的履带结构。 所述座体 108上还安装防坠落控制器 105， 防坠落控制器 105通过导线与卷筒动力装置 106连接， 卷筒动力 装置 109的两端分别为气路接头和水路接头。所述座 体 108为涂料箱，在座体 108的上方安装有泵 机 110， 泵机 110通过自身控制线路板与防坠落控制器 105通过电信号的方式连接。 所述动力支架 203的顶部还安装有飞行控制器 211及电调 212， 飞行控制器 211及电调 212通过翻转舵机 214及 驱动轴 210对驱动扇叶 206实现控制。所述底盘 202的清洁辊组包括前部的干擦清洁刷 217和位于 后方的湿擦清洁刷 215， 湿擦清洁刷 215的一侧底盘 202上还安装有水刮片 216。 其余部分的结构 及连接关系与任一前述实施例中所述的结构及 连接关系相同。

[0023] 鉴于上诉实施例， 本申请在使用时， 其工作过程如下：

本申请的目的在于提供一种高空作业机器人， 该高空作业机器人包括两部分，第一部分为高 空 作业的主体即高空作业装置，第二部分为防坠 落装置，用以保证高空作业装置的安全性并提 供一定 的动力来源。

[0024] 首先，在本申请中的第一部分高空作业装置 2， 高空作业装置 2的提升动力来源为设置 在动力支架 203两侧的驱动扇叶 206。驱动扇叶 206为螺旋桨扇叶， 其通过高速转动产生气流帝动 与之连接的装置。如图所示，在本申请中，驱 动扇叶 206为 6个，对称排列在动力支架 203的两侧。

[0025] 驱动扇叶 206能够通过驱动轴 210连接在动力支架 203上， 且能够在飞行控制器 211 及电调 212的控制下实现通过翻转舵机 214的角度调整。 进一步地讲， 本发明中的翻转舵机 214 是通过驱动轴 210分别与两侧的驱动扇叶 206实现联动的， 从而实现了驱动扇叶 206的角度调整， 实现上升、下降、靠近高层建筑物的墙体或者 离开高层建筑物的墙体一定距离， 悬停等功能。该部 分的结构与现有的无人机控制系统近似，均能 够通过附带的无线通讯装置实现遥控或者通过 有线控 制的方式进行操作。

[0026] 动力支架 203设置在底盘 202的上方， 可通过支撑架 204来实现两者的分离与固定。 动力支架 203上安装的动力机构为采用氢燃料的内燃机， 当然也可以采用驱动电机和内燃机。同时 在动力支架 203上还安装有高空作业装置 2的控制中心作业控制器 207，作业控制器 207为单片机 电路， 其能够识别与之通过电信号连接的动力机构、 行走机构、驱动扇叶和附加可更换的清洁辊组 202及碰撞回转传感器 208， 通过处理碰撞回转传感器 208的反馈信号来确定是否需要更换运动路 径或翻越高层建筑外凸起的建筑区域。位于动 力支架 203上的污垢探测器可采用红外探测器或者摄 像头组件， 能够对外墙体的情况进行探测， 并将探测到的信号传递至作业控制器 207， 作业控制器 207通过内置的程序进行判断或者人工辅助判断 ， 从而确定该区域是否需要清理及如何进行清理 。

[0027] 所述的清洁辊组包括前部的干擦清洁刷 217和位于后方的湿擦清洁刷 215，湿擦清洁刷 215的一侧底盘 202上还安装有水刮片 216。 并且在申请中的干擦清洁刷 217和湿擦清洁刷 215的 两端均通过滑动环连接在底盘 202上。为了保证湿擦清洁刷 215和水刮片 216的正常作业，本申请 在湿擦清洁刷 215和水刮片 216的两侧均安装有喷水嘴，喷水嘴通过管路与 卷筒 107两侧的水接头 连接。

[0028] 座体 108为涂料箱和水箱，用以通过泵机 110和管路及水接头来实现对高空作业装置 2 的涂料及清洁水的供给，而且这一部分的涂料 及水的重量能够增加防坠落装置 1的自身重量，进而 保证作业安全。

[0029] 所述作业控制器 207还能够通过控制驱动机构来实现驱动扇叶 206的转速调整， 并且 实现上升与下降。同时能够通过驱动机构来调 整驱动轴 210的旋转以实现驱动扇叶 206的角度微调。 清洁辊组 202的功能和安装的组件功能一致， 不同功能的清洁辊组 202能够完成不同功能的作业。

[0030] 同时， 为了防止本申请中所述的高空作业装置 2在作业过程中因动力不足造成坠落， 在本申请中增加了防坠落装置 1。 防坠落装置 1完成功能的主要过程如下： 通过与绳索结构末端连 接的距离传感器 213和弹性组件与高空作业装置 2的底盘 202或者动力支架 203连接。当高空作业 装置 2的行走速度较大而压缩弹性组件造成与距离� �感器过近时，距离传感器将感应到的信号反� � 到防坠落控制器 105， 防坠落控制器 105将接收到的信号与初始值（弹性组仵禾犮生 形 时的感^ 距离）进行比较并将比较后的控制信号通过导 线传递至卷筒动力装置 106， 卷筒动力装置 106为电 机，能够通过增加电机转速带动卷筒 107卷进绳索结构进而保证距离传感器和弹性组 件不影响高空 作业装置 2的行进与工作。

[0031] 当高空作业装置 2发生向下坠落时， 造成压缩弹性组件与距离传感器 213之间的距离 突然增加， 距离传感器将感应到的信号反馈到防坠落控制 器 105。 防坠落控制器 105将接收到的信 号与初始值（弹性组件未发生形变时的感应距 离）进行比较并将比较后的控制信号通过导线 传递至 卷筒动力装置 106，卷筒动力装置 106为电机，能够通过降低电机转速或停止电机 工作使得卷筒 107 保证绳索结构不发生再次移动，从而防止高空 作业装置 2发生坠落事故造成人员和设备的损失，为 后续的维修提供保障。

[0032] 为了方便灵活移动高空作业装置至不同的作业 区域， 在本申请中提供了一种带有行走 轮 109的底座 108。 行走轮 109能够方便底座 108的移动， 可通过人工操作或者通过附加的驱动装 置（如驱动电机）实现移动。在移动过程中， 位于绳索结构末端的高空作业装置 2应当保持在悬停 状态， 以免在移动过程中发生不必要的位移， 影响作业安全。

[0033] 本申请提供了一种氢燃料的作业方案， 即在防坠落装置 1上安装有提供氢燃料的氢燃 料瓶支架 104， 氢燃料瓶支架 104上安装有氢燃料瓶， 氢燃料瓶通过具有足够韧性和强度的供气管 路与动力支架 203上的氢燃料电池组 209提供氢燃料， 以增加高空作业机器人的续航时间，避免现 有技术中需要附加供电组进行供电的弊端。氢 燃料电池组 209为动力支架 203上的用电装置提供电 力来源。 同时， 本申请中的高空作业装置 2中的动力机构也可换成氢燃料内燃机， 以增加环保效果 和提升动力， 稳定机器运动轨迹。