某玻璃清洗機器人項目

項目概述

　　外墻攀爬機器人是一種可執(zhí)行清潔任務(wù)的爬壁機器人，主要應(yīng)用在高層建筑玻璃幕墻清洗作業(yè)中。主要技術(shù)原理如下：
　　技術(shù)一：高壓清洗技術(shù)
　�。�1）節(jié)水：清洗任意表面每小時只需5L水，可節(jié)省大量的水資源；
　�。�2）清潔：清潔基于物理效應(yīng)，可以避免化學(xué)清潔劑對環(huán)境的污染；
　�。�3）精細(xì)：高壓清洗劑可以切入任意細(xì)小縫隙和孔洞，清洗無死角。
　　根據(jù)用戶需求和工作環(huán)境特點，為對玻璃幕墻進(jìn)行全方位徹底清洗，執(zhí)行器采用高壓噴洗方式，清洗介質(zhì)使用無添加清洗劑的自來水。機械結(jié)構(gòu)采用耐高壓不銹鋼噴嘴，耐壓性能好，結(jié)構(gòu)簡單，輕便，便于拆卸。執(zhí)行機構(gòu)由電磁閥控制，響應(yīng)時間小于0.1s，可實現(xiàn)高速反復(fù)噴射。執(zhí)行機構(gòu)電源供電電壓采用24V安全電壓，工作可靠，不存在漏電危險。
　　技術(shù)二：重力阻尼驅(qū)動技術(shù)
　�。�1）節(jié)能：勢能是由于位置和位形變化而具有的能量，可以將系統(tǒng)的勢能轉(zhuǎn)換為機構(gòu)的動能。利用機器人自身的重力，驅(qū)動機器人自上而下運動，降低了功耗；
　�。�2）可靠：重力阻尼系統(tǒng)是純機械結(jié)構(gòu)，運動穩(wěn)定性更好，更加可靠耐用。
　　基于以上原理，我們發(fā)現(xiàn)重力驅(qū)動原理可以大大減能耗，所以采用此方案作為動力驅(qū)動方案。在實現(xiàn)行走負(fù)載功能的基礎(chǔ)上，力求行走機構(gòu)簡單可靠。整機運動基于重力-阻尼原理，可實現(xiàn)豎直方向可靠運動。吸附裝置采用特殊結(jié)構(gòu)大直徑吸盤結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和負(fù)載能力。動力采用，電氣混合驅(qū)動模式，避免漏電的安全隱患，同時提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度和系統(tǒng)的可操作性。
　　技術(shù)三：真空負(fù)壓吸附原理
　�。�1）大氣壓與吸盤內(nèi)部的壓差，會將吸盤牢牢壓在玻璃壁面上；
　�。�2）壓力與摩擦系數(shù)的乘積等于摩擦力，如果能夠抵消重力沿壁面的分力，整機就能可靠吸附。
　　
項目優(yōu)勢

　　1.機器人本體重量不足20kg，初步實現(xiàn)了單人可操作。
　　現(xiàn)今大多數(shù)玻璃幕墻清洗設(shè)備都存在設(shè)備尺寸大、質(zhì)量大的問題，同時帶來操作復(fù)雜、難度高的問題，通常需要2個以上的成年人完成操作。我們通過輕量化設(shè)計，將機器人的本體重量控制在20kg以內(nèi)，可由一個成年人單獨完成操作。八只吸盤提供的吸附力有更多的冗余承擔(dān)其他負(fù)載，具有更強的抗風(fēng)能力。提高了機器人的能源利用率，降低運動的負(fù)載和風(fēng)險，以及在應(yīng)用時減少人力成本。
　　2.引入高壓噴洗技術(shù)，簡化清洗裝置，節(jié)能環(huán)保
　　創(chuàng)新性的引入高壓水射流清洗技術(shù)是我們針對現(xiàn)有清洗方式的大膽革新。通過高壓噴洗的物理沖擊力去除玻璃面上的污垢，無須添加其他清潔劑，既環(huán)保又可降低成本，同時高壓噴洗的耗水量相比人工清洗和其他清洗方式節(jié)省大約30%。
　　3.實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線遙控，可以實時控制
　　遠(yuǎn)程無線遙控技術(shù)在機器人領(lǐng)域運用越來越廣，相比有線傳輸控制，不但省去了布置控制線的麻煩，而且在控制端可以方便移動，操作人員在控制范圍內(nèi)隨時隨地的進(jìn)行控制。配合攝像頭和各種傳感器的反饋信息，實現(xiàn)了對機器人的實時控制和監(jiān)測。
　　4.多重保護(hù)措施，防止意外掉落
　　在控制策略上，實現(xiàn)了工作中突然斷電斷氣的情況下保證一組吸盤吸附的狀態(tài)，自閉閥極大地減緩了真空氣路整體失效的時間，確保有足夠的時間調(diào)整到手動升降機器人的模式，并且不會在失效的時候?qū)ΣＡ�面產(chǎn)生沖擊，損壞工作面。另外，機器人配有安全繩，正常狀態(tài)下，安全繩不承受機器人的外力作用，只有在機器人完全失效的狀態(tài)下，起到防墜的作用。
　　5.利用重力驅(qū)動機器人下移，簡化運動機構(gòu)
　　由于機器人采用了重力阻尼驅(qū)動系統(tǒng)，大大簡化了運動結(jié)構(gòu)，全機械結(jié)構(gòu)設(shè)計避免出現(xiàn)控制失效的情況，極大地提高了運動的穩(wěn)定性和可靠性。相比大多數(shù)清潔機器人采用的主動驅(qū)動方式，降低了機器人的控制的復(fù)雜程度，充分利用了重力方向與機器人運動方向相同的環(huán)境特點。直線滑軌與軸承的壽命遠(yuǎn)高于電機或者其他驅(qū)動設(shè)備，而且成本低廉，在這種特殊情況下是性價比極高的選擇。