具有类人工作业模式的高空清洁机器人箱体总成的制作方法

本发明涉及一种机器人技术，尤其是一种用于高空清洁的具有类人工作模式的高空清洁机器人箱体总成。

背景技术：

随着我国经济建设的迅速发展，高层建筑如雨后春笋，比比皆是。但由于建筑设计配套尚不规范，目前，国内绝大多数高层建筑的清洗都由人工完成。无论是吊板式、吊篮式清洗还是升降台式清洗，都存在人工成本高，工人劳动强度大、危险性高等缺点。因此，从经济性和安全性考虑，需要一种能代替人工又能自动完成清洁工作的机器人。

中国专利申请201510824734.6公开了一种清洁机器人，包括机器人本体和楼顶安全升降缆车，其中，机器人本体包括吸附装置、清洗系统、供电系统、回收系统；机器人本体通过楼顶安全升降缆车控制升降高度，到达清洁位置，吸附装置将机器人本体固定在玻璃幕墙上，清洁系统进行玻璃清洁，回收系统对玻璃清洁后的污物回收，供电系统用于吸附装置、清洗系统和回收系统的供电。但是，通过阅读整片专利文件，该专利申请仅仅给出了概括性的技术设想，并未有具体的技术特征描述，也没有相应地技术附图，对于本领域技术人员来说，根据该技术方案是无法直接予以实施的，必须要进行再次的技术创造，才能够实现，也就是说本专利申请是一种概念性的想法，缺少具体实施的技术方案。

中国专利申请201510258869.0公开了一种攀爬灭火、清洁机器人，其本体结构由摆杆机构、行走机构、传动系统、吸附装置、灭火装置、清洁装置和摄像单元组成。清洁装置由清洁刷、手柄和水管组成，地面水通过水管的作用喷到玻璃幕墙上的待清洁区，通过可以自由转动的清洁刷进行清洁，该专利申请没有考虑污液回收问题，高层玻璃幕墙上的污物随水流向下流淌会影响到低层玻璃幕墙的清洁效果。

中国专利申请201610048950.0公开了一种自动式高空擦拭玻璃机器人，包括基座、控制系统、小型气泵、圆形吸盘、梯形吸盘、储水器、洒水器、刮水器、海绵清洁块，所述基座上安装有控制系统、小型气泵、储水器和洒水器；所述控制系统与小型气泵、储水器、洒水器分别电连接；所述基座的底部设有第一柱体，第一柱体上嵌入第一弹簧，第一弹簧的一端与刮水器相连接；所述基座尾部侧面设有第二柱体，第二柱体上嵌入第二弹簧，第二弹簧与弧形杆相连接；所述弧形杆底部与海绵清洁块相连接。该专利公开的高空擦拭玻璃机器人没有单独的污水回收机构，海绵清洁块具有一定的污水吸收能力，但是吸水量较小，影响清洁作业效果。

中国专利申请201611194695.7公开了一种高空外墙清洗机器人，包括爬行装置和清洁装置，所述清洁装置位于爬行装置的一侧，所述爬行装置包括机器人机身，机器人机身上设有四个髋关节，每个髋关节连接有机械腿，每个机械腿底部连接有用于吸附玻璃的真空吸盘，清洁装置包括清洁臂、清洁基座、第一旋转座和第二旋转座，清洁臂的一端通过第一旋转座与清洁基座活动连接，清洁臂的另一端通过第二旋转座活动设置在机器人机身上。该专利清洁基座包括雾化喷嘴、一个清洁毛刷辊和两个清洁棉刷辊。该专利采用四足静步态或动步态的爬行方式，机器人行走时，通过清洁基座和玻璃间的相对移动进行擦拭，在污物收集、在清洁效果方面考虑欠佳，难以达到类人作业效果。

中国专利申请201710109588.8公开了一种双吸盘玻璃幕墙清洁机器人，包括牵引机构、起升机构、换向机构、动力机构、清洁装置、吸附装置和安全装置，牵引机构由双钢丝绳卷绕和直线导轨机构组成，起升机构由小蜗轮和小蜗杆组成，换向机构由大蜗轮和大蜗杆组成，动力由直流电机提供，清洁装置由旋转毛刷和弹簧伸缩机构组成，吸附装置由吸盘和鼓风机组成，安全装置由安全环和安全绳组成，机器人通过吸附装置吸附于玻璃幕墙表面，利用牵引机构实现前进，同时清洁装置保持旋转擦拭。该专利申请在污物收集、在清洁效果方面考虑欠佳，难以达到类人作业效果。

中国专利申请201611264150.9公开了一种玻璃清洁机器人，包括洗涤剂循环器、置于玻璃外侧的外置清洁器和置于玻璃内侧的内置驱动器，外置清洁器包括内骨架、装设于内骨架上并与玻璃壁相贴附的清洗盘总成及镶嵌于内骨架上的外置磁性块，内置驱动器内设置有用于与外置磁性块对位磁性吸合的内置磁性块，洗涤剂循环器通过洗涤剂软管与清洗盘总成相连通。洗涤剂循环器包括废液收集器、洗涤剂供应器和循环泵。洗涤剂软管包括若干根废液管和若干个洗涤剂管，洗涤剂供应器的出液口通过洗涤剂管与洗涤剂喷头相连，废液收集器的进液口通过废液管与负压吸头相连，循环泵连接于废液收集器的出液口与洗涤剂供应器的进液口之间。废液收集器的出液口内还设置一过滤器。该专利申请利用循环泵所产生的动力实现清洗液的高压喷洒以及废液的回收并同时为废液的二次利用提供结构基础，负压效果容易受到影响，作业过程中为保证负压效果的产生，不再回收利用废液。并且，该专利申请废液收集器、洗涤剂供应器和循环泵均置于机器人外部，不太适应高层建筑的玻璃外面清洗。

中国专利文献201510246660.2公开了一种用于清洁高空幕墙的履带式机器人，包括两个固定架、第一链条、水平移动装置、第二链条、机器人本体、电源和控制器；第一链条的两端分别与两个固定架固定连接，水平移动装置包括设置在装置内部的第一飞轮电机、第一从动齿轮和第二从动齿轮，第一链条依次与第一飞轮电机、第一从动齿轮、第二从动齿轮相啮合；第二链条的一端与水平移动装置的侧部固定连接；机器人本体包括飞控装置、垂直移动装置、履带小车和至少两个擦盘。擦盘设有过滤网、分离膜和清洗储蓄盒，擦盘内侧壁设有卡槽，清洗液储蓄盒通过卡槽与擦盘卡接，清洗液储蓄盒靠近擦棒的两侧臂设有通孔，清洗液储蓄盒靠近擦棒两侧壁外侧有内向外依次设有分离膜和过滤网。该专利申请在污物收集方面考虑欠佳。

中国专利申请201511029515.5公开了一种高空外墙多功能机器人，其包括框架及控制器，所述框架内设有至少一个推力机构，在框架的两侧设有行走机构，在框架的前进方向设有感应装置，所述控制器与推力机构及行走机构连接。采用推力机构将高空外墙多功能机器人通过反作用力贴于外墙表面，清洁系统包括前滚轴清洗刷和后滚轴清洗刷。该专利技术较为简单，没有清洗液供应系统和污物回收系统，清洗效果欠佳。

上述高空清洁机器人从机构设计的角度出发，采用不同的吸附方式将机器人固定在工作面主要侧重于机器人运动系统的设计，在清洁装置尤其是污物回收装置方面，考虑欠佳，不利于大范围推广。但是，磁力吸附需要工作面可以被磁铁吸引或者可以通过内外置磁性块之间的磁力和效果对工作面形成内外夹持的效应；真空吸附、借助螺旋桨的压力、或者借助推力机构作用将机器人固定在作业面的方式能量消耗较大，不利于大范围推广。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有高空清洁机器人技术的不足，提供一种安全可靠、结构紧凑、能够适应高空清洁作业的高空清洁机器人箱体总成。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种具有类人工作业模式的高空清洁机器人箱体总成，包括一个箱体总成端盖，一个箱体总成壳体，一个隔热板，一个系统控制器，一个清洁液存储回收系统总成，一个电池组；箱体总成端盖与箱体总成壳体通过螺栓固定，箱体总成端盖边缘设有六个通孔与箱体总成壳体种的六个螺纹孔相匹配；隔热板、系统控制器和电池组均安放在清洁液存储回收系统总成的上方，隔热板上端卡在隔热板固定卡槽内，位于系统控制器和电池组的中间；系统控制器和电池组的导向沿分别固定在系统控制器固定卡槽和电池组固定卡槽内。

所述箱体总成壳体包括一个第二清洁臂连接基座，一个吊装接头，一个隔热板固定卡槽，一个第一清洁臂连接基座，一个系统控制器固定卡槽，一个清洁液存储回收系统第一固定卡槽，一个壳体清洁液输出孔，六个螺纹孔，一个电池组固定卡槽，一个清洁液存储回收系统第二固定卡槽，一个壳体污液回收孔，一个移动支撑机构连接基座，一个第一电源线插孔，一个第二电源线插孔，一组散热片，一个第一安全绳连接接头，一个第二安全绳连接接头，一个控制器输入总线插孔，一个控制器输出总线插孔；

所述箱体总成壳体的背面设有一组散热片、第一安全绳连接接头和第二安全绳连接接头，上表面外侧设有吊装接头，上表面内侧设有隔热板固定卡槽，下表面外侧设有移动支撑机构连接基座，其正面边缘设有六个螺纹孔，两侧外表面分别设有第一清洁臂连接基座和第二清洁臂连接基座。

所述系统控制器固定卡槽、清洁液存储回收系统第一固定卡槽均设在第一清洁臂连接基座所在侧面的内表面；壳体清洁液输出孔、控制器输入总线插孔及控制器输出总线插孔贯穿第一清洁臂连接基座所在侧面，且壳体清洁液输出孔与清洁液存储回收系统总成的清洁液输出孔同心，控制器输入总线插孔及控制器输出总线插孔设置在第一清洁臂连接基座的后方。

所述电池组固定卡槽、清洁液存储回收系统第二固定卡槽均设在第二清洁臂连接基座所在侧面的内表面；壳体污液回收孔、第一电源线插孔及第二电源线插孔贯穿第二清洁臂连接基座所在侧面，且壳体污液回收孔的中心与清洁液存储回收系统总成污液回收孔的中心重合，第一电源线插孔及第二电源线插孔设置在第二清洁臂连接基座的后方。

所述清洁液存储回收系统总成，包括一个污液回收孔，一个清洁液储存箱，一个污液回收箱，一个清洁液输出孔，一个污液回收箱密封盖，一个清洁液存储回收系统第一导向沿，一个污液过滤装置，一个微型水泵，一个清洁液存储回收系统第二导向沿，一个清洁液密封盖；

所述清洁液储存箱和污液回收箱通过污液过滤装置相连通，清洁液储存箱和污液回收箱两侧分别设有清洁液输出孔和污液回收孔，并且在清洁液储存箱内设有微型水泵；清洁过程中形成的污液通过污液回收孔流入污液回收箱，沉淀后的污液通过污液过滤装置进入清洁液储存箱，在微型水泵的作用下，清洁液通过第一清洁执行器中的执行器清洁液注入接头浸润第一清洁臂清洁毛巾。

清洁液储存箱和污液回收箱外侧面顶部分别设有清洁液存储回收系统第二导向沿和清洁液存储回收系统第一导向沿，用于固定清洁液存储回收系统总成在箱体总成壳体中的位置，其顶部分别设有清洁液密封盖和污液回收箱密封盖，用于防止工作过程中清洁液和污液的泄露。

本发明工作时，需要配置楼顶卷扬系统和二条安全绳。卷扬系统伸出的主绳与本发明箱体总成壳体顶面的吊装接头固联，两条安全绳分别与箱体总成壳体背面的第一安全绳连接接头和第二安全绳连接接头固联，并且两条安全绳上均设有自锁装置，当卷扬机故障时，机器人不会出现急速下滑。机器人工作时，在系统控制器的控制下，微型水泵从清洁液储存箱中抽取清洁液，经由清洁液输出孔、壳体清洁液输出孔、执行器清洁液注入接头，浸湿清洁臂清洁毛巾；清洁臂清洁毛巾针对脏污作业面进行初步擦拭；利用清洁执行器中刮刀清除污物；清洁臂清洁毛巾擦拭收集污液，污液经由执行器污液输出接头、箱体总成壳体污液回收孔、清洁液存储回收系统污液回收孔流入污液回收箱；卷扬系统动作，进入下一个作业面，重复上述清洁过程，直至机器人落地；微型水泵开至最大，清洁毛巾擦拭、挤压、并将污液经由执行器污液输出接头排入污液回收箱。

本发明一种具有类人工作业模式的高空清洁机器人动力由电池组提供，卷扬系统动力由外接电源提供。控制信息的接收、处理与发送均有系统控制器完成。

本发明与现有技术相比具有以下特点：

(1)具有类人工作业的清洁模式，能量消耗少、结构简单、运动灵活、安全可靠；

(2)具有污液回收系统，不污染环境，并且两个清洁执行器具有互洁功能。

附图说明

图1是本发明中箱体总成的结构示意图；

图2是本发明中箱体总成壳体立体结构示意图；

图3是本发明中箱体总成壳体右视结构示意图；

图4是本发明中箱体总成壳体主视结构示意图；

图5是本发明中箱体总成壳体左视结构示意图；

图6是本发明中清洁液存储回收系统总成右视结构示意图；

图7是本发明中清洁液存储回收系统总成主视结构示意图；

图8是本发明中清洁液存储回收系统总成左视结构示意图；

图9是图7中a-a向剖面结构示意图；

其中，11.箱体总成端盖，12.箱体总成壳体，13.隔热板，14.系统控制器，15.清洁液存储回收系统总成，16.电池组；

21.第二清洁臂连接基座，22.吊装接头，23.隔热板固定卡槽，24.第一清洁臂连接基座，25.系统控制器固定卡槽，26.清洁液存储回收系统第一固定卡槽，27.壳体清洁液输出孔，28.螺纹孔，29.电池组固定卡槽，210.清洁液存储回收系统第二固定卡槽，211.壳体污液回收孔，212.移动支撑机构连接基座，213.第一电源线插孔，214.第二电源线插孔，215.散热片，216.第一安全绳连接接头，217.第二安全绳连接接头，218.控制器输入总线插孔，219.控制器输出总线插孔；

31.污液回收孔，32.清洁液储存箱，33.污液回收箱，34.清洁液输出孔，35.污液回收箱密封盖，36.清洁液存储回收系统第一导向沿，37.污液过滤装置，38.微型水泵，39.清洁液存储回收系统第二导向沿，310.清洁液密封盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明的一种具有类人工作业模式的高空清洁机器人箱体总成，箱体总成的结构如图1所示，包括一个箱体总成端盖11，一个箱体总成壳体12，一个隔热板13，一个系统控制器14，一个清洁液存储回收系统总成15，一个电池组16。箱体总成端盖11与箱体总成壳体12通过螺栓固定，箱体总成端盖11边缘设有六个通孔与箱体总成壳体12种的六个螺纹孔28相匹配。隔热板13、系统控制器14和电池组16均安放在清洁液存储回收系统总成15的上方，隔热板13上端卡在隔热板固定卡槽23内，位于系统控制器14和电池组16的中间。系统控制器14和电池组16的导向沿分别固定在系统控制器固定卡槽25和电池组固定卡槽29内。

箱体总成壳体12的结构如图2-图5所示，包括一个第二清洁臂连接基座21，一个吊装接头22，一个隔热板固定卡槽23，一个第一清洁臂连接基座24，一个系统控制器固定卡槽25，一个清洁液存储回收系统第一固定卡槽26，一个壳体清洁液输出孔27，六个螺纹孔28，一个电池组固定卡槽29，一个清洁液存储回收系统第二固定卡槽210，一个壳体污液回收孔211，一个移动支撑机构连接基座212，一个第一电源线插孔213，一个第二电源线插孔214，一组散热片215，一个第一安全绳连接接头216，一个第二安全绳连接接头217，一个控制器输入总线插孔218，一个控制器输出总线插孔219。

箱体总成壳体12的背面设有一组散热片215、第一安全绳连接接头216和第二安全绳连接接头217，其上表面外侧设有吊装接头22，其上表面内侧设有隔热板固定卡槽23，其下表面外侧设有移动支撑机构连接基座212，其正面边缘设有六个螺纹孔28，其两侧外表面分别设有第一清洁臂连接基座24和第二清洁臂连接基座21。

系统控制器固定卡槽25、清洁液存储回收系统第一固定卡槽26均设在第一清洁臂连接基座24所在侧面的内表面。壳体清洁液输出孔27、控制器输入总线插孔218及控制器输出总线插孔219贯穿第一清洁臂连接基座24所在侧面，且壳体清洁液输出孔27与清洁液存储回收系统总成15的清洁液输出孔34同心，控制器输入总线插孔218及控制器输出总线插孔219设置在第一清洁臂连接基座24的后方。

电池组固定卡槽29、清洁液存储回收系统第二固定卡槽210均设在第二清洁臂连接基座21所在侧面的内表面。壳体污液回收孔211、第一电源线插孔213及第二电源线插孔214贯穿第二清洁臂连接基座21所在侧面，且壳体污液回收孔211的中心与清洁液存储回收系统总成15污液回收孔31的中心重合，第一电源线插孔213及第二电源线插孔214设置在第二清洁臂连接基座21的后方。

清洁液存储回收系统总成15的结构如图6-图9所示，包括一个污液回收孔31，一个清洁液储存箱32，一个污液回收箱33，一个清洁液输出孔34，一个污液回收箱密封盖35，一个清洁液存储回收系统第一导向沿36，一个污液过滤装置37，一个微型水泵38，一个清洁液存储回收系统第二导向沿39，一个清洁液密封盖310。

清洁液储存箱32和污液回收箱33通过污液过滤装置37相连通，其两侧分别设有清洁液输出孔34和污液回收孔31，并且在清洁液储存箱32内设有微型水泵38。清洁过程中形成的污液通过污液回收孔31流入污液回收箱33，沉淀后的污液通过污液过滤装置37进入清洁液储存箱32，在微型水泵38的作用下，清洁液通过第一清洁执行器中的执行器清洁液注入接头浸润第一清洁臂清洁毛巾。清洁液储存箱32和污液回收箱33外侧面顶部分别设有清洁液存储回收系统第二导向沿39和清洁液存储回收系统第一导向沿36，用于固定清洁液存储回收系统总成15在箱体总成壳体12中的位置，其顶部分别设有清洁液密封盖310和污液回收箱密封盖35，用于防止工作过程中清洁液和污液的泄露。

本发明工作时，需要配置楼顶卷扬系统和二条安全绳。卷扬系统伸出的主绳与本发明的箱体总成壳体12顶面的吊装接头12固联，两条安全绳分别与箱体总成壳体12背面的第一安全绳连接接头216和第二安全绳连接接头217固联，并且两条安全绳上均设有自锁装置，当卷扬机故障时，机器人不会出现急速下滑。

在系统控制器14的控制下，微型水泵38从清洁液储存箱32中抽取清洁液，经由清洁液输出孔34、壳体清洁液输出孔27、执行器清洁液注入接头，浸湿清洁毛巾进行擦拭；清洁毛巾擦拭收集污液，污液流入污液回收箱33；卷扬系统动作，进入下一个作业面，重复上述清洁过程，直至机器人落地；微型水泵38开至最大，清洁毛巾的污液经排入污液回收箱33。卷扬系统将机器人提升至楼顶，平移卷扬系统进入下一个垂直作业面开始清洁工作。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。