高层建筑壁面清洗机器人移动与保护装置 【技术领域】
本发明涉及一种壁面清洗机器人机构，具体地说是涉及一种高层建筑壁面清洗机器人的移动与保护装置。属于机器人技术领域。
技术背景
随着城市的现代化，城市中产生了众多的高层建筑。基于采光和美观的目的，许多高层建筑都以玻璃幕墙为外装饰，因此也带来了幕墙的清洗问题。高大建筑物玻璃幕墙的清洗是一项繁重而危险的工作。目前，国内外主要使用升降平台或吊篮承载清洁工进行玻璃壁面的清洗。人工进行高层建筑物的清洗不仅费用高、效率低，而且十分危险。清洁工人从高空跌落、死亡的事故时有发生。高层建筑幕墙清洗机器人将使人从危险的高空清洗作业中解脱出来。
目前对于高层建筑的外表面特别是玻璃幕墙的擦洗机器人的研究多基于负压吸附或真空吸附原理。该类爬壁机器人大多结构复杂、吸附可靠性差，随着机器人技术的发展，爬壁机器人在朝小型化，轻型化的方向发展，但现有爬壁机器人特别是基于真空吸附原理或者负压吸附原理的壁面移动机器人对壁面的适应能力和吸附的可靠性都很难达到清洗作业实际应用的要求。
【发明内容】
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、工作可靠、控制简单、重量轻、壁面适应能力强的应用于高层建筑清洗机器人的移动与保护装置。
为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：
一种高层建筑壁面清洗机器人移动与保护装置，其特征在于包括左水平卷扬系统、右水平卷扬系统、中继模块和作业模块，所述的左水平卷扬系统和右水平卷扬系统对称，分别包括水平卷筒、水平卷扬电机、水平定滑轮和水平柔索，水平卷筒与水平卷扬电机的输出轴连接，水平柔索的一端绕过水平定滑轮固连在水平卷筒上，另一端固连在中继模块上；所述的中继模块上装有竖直卷扬系统，所述的竖直卷扬系统包括竖直卷扬电机、竖直卷筒和竖直柔索，竖直卷筒与竖直卷扬电机的输出轴连接，竖直柔索的一端固连在竖直卷筒上，另一端固连在作业模块上。
前述的高层建筑壁面清洗机器人移动与保护装置，其特征在于所述的竖直卷扬系统包括左竖直卷扬系统和右竖直卷扬系统，左竖直卷扬系统和右竖直卷扬系统结构相同，对称布置，分别包括竖直卷扬电机、竖直卷筒和竖直柔索，竖直卷筒与竖直卷扬电机的输出轴连接，竖直柔索的一端固连在竖直卷筒上，另一端固连在作业模块上。
前述的高层建筑壁面清洗机器人移动与保护装置，其特征在于所述的作业模块上装有清洁机构和用于增加清洗作用力的吸附系统。
前述的高层建筑壁面清洗机器人移动与保护装置，其特征在于在所述的中继模块的背面安装有吸附装置。
本发明具有如下优点：
1、运动空间大：本发明在应用过程中，可根据建筑物的尺寸结构来安装水平卷扬系统，即可获得较大的运动空间。
2、安全可靠：本发明在应用过程中，壁面清洗作业模块通过水平卷扬系统和竖直卷扬系统安装在建筑物外墙上，不会出现清洗机构意外跌落现象，机器人在壁面清洗过程中可以适应多种壁面环境，应用领域更广泛。
3、控制简单：本发明通过水平移动与竖直移动系统的独立设计实现作业模块在壁面的遍历运动，运动控制简单，便于实现。
【附图说明】
图1为本发明的高层建筑壁面清晰机器人移动与保护装置的结构示意图；
图2为本发明的高层建筑壁面清晰机器人移动与保护装置的侧面结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
图1为本发明的高层建筑壁面清晰机器人移动与保护装置的结构示意图；
图2为本发明的高层建筑壁面清晰机器人移动与保护装置的侧面结构示意图。
如图所示，本发明的高层建筑壁面移动机器人移动与保护装置，包括左水平卷扬系统20、右水平卷扬系统30、中继模块40和作业模块15，其中：水平卷扬系统20和右水平卷扬系统30对称，左水平卷扬系统20可以固定在建筑物上，包括左水平卷筒1、左水平卷扬电机2、左水平定滑轮3和左水平柔索4，左水平卷筒1与左水平卷扬电机2的输出轴连接，左水平柔索4的一端固定在中继模块40上，左水平柔索4的另外一端绕过左水平定滑轮3缠绕在左水平卷筒1上；右水平卷扬系统30也固定在建筑物上，包括右水平卷筒8、右水平卷扬电机7、右水平定滑轮6和右水平柔索5，右水平卷筒8与右水平卷扬电机7的输出轴连接，右水平柔索5的一端固定在中继模块40上，右水平柔索5地另外一端绕过右水平定滑轮6缠绕在右水平卷筒8上。
中继模块40上装有竖直卷扬系统，为了保持作业模块15的平衡，竖直卷扬系统最好包含两套，对称布置，形成左竖直卷扬系统和右竖直卷扬系统。左竖直卷扬系统包括左竖直卷扬电机10、左竖直卷筒11和左竖直柔索9，左竖直柔索9的一端固定在作业模块15上，左竖直柔索9的另外一端缠绕在左竖直卷筒11上，左竖直卷筒11与左竖直卷扬电机10的输出轴连接；右竖直卷扬系统包括右竖直卷扬电机13、右竖直卷筒14和右竖直柔索12，右竖直柔索12的一端固定在作业模块15上，左竖直柔索12的另外一端缠绕在右竖直卷筒14上，右竖直卷筒14与右竖直卷扬电机13的输出轴连接。
其中左卷扬系统20、右卷扬系统30用于实现作业模块15在建筑物水平方向的移动，中继模块40用于实现作业模块15在竖直方向上的移动，作业模块15携带有吸附、清洁机构，用于实现在壁面上的清洗作业。
其中，左、右卷扬系统可安装固定在待清洗建筑物顶端靠近清洗壁面的两侧，左、右水平柔索的一端固定在中继模块上，另外一端分别绕过左、右水平定滑轮固定在左、右卷扬系统的左、右水平卷筒上，通过调整左、右水平卷扬电机的转动可以控制左、右水平柔索的长度，通过调整2个水平柔索的长度可以实现控制中继模块沿壁面水平移动的运动速度和位置的目的。
中继模块的2组竖直卷扬系统机构相同，在竖直移动系统上呈对称布置，提高了中继模块的平衡性。通过调整中继模块上的左、右竖直卷扬电机的转动角度可以控制左、右竖直柔索的长度，通过控制2个竖直柔索的长度可以实现调整作业模块在壁面上的竖直运动速度和位置的目的，并可通过控制2个竖直柔索长度的差值调整作业模块的倾角。
作业模块15为一安装有被动轮的壁面移动机构，该模块可在水平和竖直柔索的拉动下在壁面上任意移动，并可根据作业需求安装壁面清洗工具。中继模块40上可以安装吸附装置，吸附装置可以产生指向壁面的推力，使得作业模块贴紧壁面并可提供清洗作业用的压力。
本发明的工作原理是：通过左水平卷扬电机2、右水平卷扬电机7的转动分别驱动左水平卷筒1和右水平卷筒8转动，实现对左水平柔索4、右水平柔索5的伸缩控制，从而调整中继模块40的水平位置；通过左竖直卷扬电机10、左竖直卷筒11以及右竖直卷扬电机13、右竖直卷筒14分别控制左竖直柔索9和右竖直柔索12的伸缩，实现对作业模块15竖直运动的控制，从而完成作业模块15在水平、竖直方向的遍历。作业模块15上可以安装清洗作业工具和吸附系统，吸附系统用来将该模块压向壁面，提供清洗作业需要的作用力。本发明具有运动空间大、控制简单、工作可靠等特点。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。