一种壁面清洗机器人的制作方法

本实用新型涉及清洗机器人技术领域，具体涉及一种壁面清洗机器人。

背景技术：

大型钢制结构拥有大尺寸垂直壁面，其表面需要清理、检查和修复时常需要进行高空高危作业。以锅炉水冷壁为例：水冷壁是锅炉的主要受热部分，由数排钢管组成，通常垂直铺设在分布于炉膛四周的炉墙内。水冷壁主要吸收炉膛中高温火焰和高温烟气的辐射热量，其内部工质为流动的水或蒸汽，受热蒸发作上升运动。水冷壁是各种现代锅炉蒸发受热面的主要形式，亦为锅炉水循环回路中的基本部件，因兼有冷却和保护炉墙的作用，锅炉中有40～50％甚至更多的热量由水冷壁所吸收。除少数小容量锅炉外，现代的水管锅炉均以水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。

锅炉水冷壁工作环境复杂恶劣，容易发生腐蚀、结垢、结渣等情况，造成锅炉可靠性和性能降低。腐蚀的原因和机理复杂多样，不仅发生在水气侧，也常严重发生在烟气侧。由于腐蚀引起的水冷壁爆裂具有突发性，一旦发生腐蚀，爆裂后果非常严重，严重危及锅炉和机组的安全运行。因此，对水冷壁进行检查和维护是非常必要的，然而由于锅炉内部温度高又为受限空间，加之水冷壁体积庞大、人员不易接近、表面布满粉尘，给检查维护作业带来极大的困难和危险。

由于上述原因，针对锅炉水冷壁的检修和维护缺少必要的计划、规范和有效的方案。现有技术中，通常只是在事故之后或者长时间大修期间，搭建繁重的维护平台之后才能实施检查和维护，即便如此，由于水冷壁表面结垢结渣严重，价值体量庞大，这种人工扫掠检查方式也多流于形式，大多只能检查出明显的或者局部的缺陷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种壁面清洗机器人，以解决现有技术中难以对锅炉水冷壁表面进行清洗的问题。

本实用新型实施例提供了一种壁面清洗机器人，包括：机器人本体，可沿待清洗的壁面行走；喷头装置，设于所述机器人本体上，用于对待清洗的壁面进行清洗；控制单元，用于控制所述机器人本体的行走，以及所述喷头装置的工作；脐带缆，至少包括将所述喷头装置与提供清洁水的供给装置连通的水管。

可选地，所述机器人本体包括：机架；车轮，安装在所述机架上，可与待清洗壁面接触；减速电机，与所述车轮的转轴连接安装，与所述控制单元电连接；磁吸装置，其与所述控制单元电连接，其工作面与所述车轮的踏面之间设有预设间隙，在所述控制单元的控制下，用于将所述机器人本体吸附在所述待清洗壁面上。

可选地，所述磁吸装置安装在机架上，和/或所述减速电机的朝向所述待清洗壁面的表面上。

可选地，所述预设间隙可调。

可选地，所述壁面清洗机器人还包括摄像装置，安装在所述机器人本体上，与所述控制单元连接，用于采集所述待清洗壁面的清洁状况。

可选地，所述壁面清洗机器人还包括照明装置，安装在所述机器人本体上，与所述控制单元连接，用于在所述机器人本体对所述待清洗壁面进行清洁时提供照明。

可选地，所述壁面清洗机器人还包括防坠器，一端连接于所述待清洗壁面的上端部位，另一端连接于所述机器人本体上。

可选地，所述车轮有两组，分别安装在所述机架的横向的两个端部，每组所述车轮有两个，分别设置在所述端部的竖向的两侧。

可选地，所述供给装置为装有清洁用水的泵车。

可选地，所述壁面清洗机器人还包括通过所述脐带缆和/或无线通讯与所述控制单元连接的控制站。

可选地，所述脐带缆与所述控制单元和所述喷头装置可拆卸连接。

可选地，所述减速电机为在无刷电机的轴端安装一个涡轮蜗杆减速机组合而成的电机。

可选地，所述减速电机为在电机的非轴伸端的端盖上安装制动器组合而成的电机。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供了一种壁面清洗机器人，其机器人本体可沿待清洗的壁面行走，喷头装置设于机器人本体上，可以对待清洗的壁面进行清洗，控制单元用于控制机器人本体的行走和喷头装置的工作，脐带缆至少包括将喷头装置与提供清洁水的供给装置连通的水管。通过本实用新型的壁面清洗机器人，控制单元控制机器人本体行走，脐带缆从供给装置中抽取清洁水，通过喷头装置对壁面进行清洁，使得该壁面清洗机器人能够对大型钢制壁面，尤其是锅炉水冷壁等壁面进行清洗，机器人本体与提供清洁水的供给装置分开设置，可以减轻机器人本体的重量，使得其在壁面行走时减轻重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的壁面清洗机器人的示意图；

图2是根据本实用新型实施例的壁面清洗机器人的机器人本体的主视图；

图3是根据本实用新型实施例的壁面清洗机器人的机器人本体的侧视图；

附图标记：1-机器人本体，11-机架，12-车轮，13-减速电机，14-磁吸装置，2-待清洗壁面，3-喷头装置，4-控制单元，5-脐带缆，6-供给装置，7-摄像装置，8-照明装置，9-防坠器，10-控制站。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种壁面清洗机器人，如图1至3所示，该壁面清洗机器人包括机器人本体1、喷头装置3、控制单元4及脐带缆5，该机器人本体1可沿待清洗壁面2行走，喷头装置3设于机器人本体1上，用于对待清洗壁面2进行清洗，控制单元4用于控制机器人本体1行走和喷头装置3的工作，脐带缆5包括将喷头装置3与提供清洁水的供给装置6连通的水管。如图1所示，该机器人本体1采用宽体短轴距的结构，能够满足通过锅炉水冷壁的过人孔，可在垂直的钢制壁面吸附和爬行作业，供给装置6即高压清洗泵车设置在地面或者安全平台上，从而减轻机器人本体1的重量，里面盛放有清洁水，喷头装置3有多个，与高压清洗泵车之间通过水管连接。通过本实用新型实施例的壁面清洗机器人，控制单元4控制机器人本体1行走，脐带缆5从供给装置6中抽取清洁水，通过喷头装置3对壁面进行清洁，使得该壁面清洗机器人能够对大型钢制壁面，尤其是锅炉水冷壁等壁面进行清洗，解决了现有技术中难以对锅炉水冷壁表面进行清洗的问题。

具体地，如图2和图3所示，本实用新型实施例的机器人本体1包括机架11、车轮12、减速电机13和磁吸装置14。车轮12安装在机架11上，可与待清洗壁面2接触，减速电机13与车轮12的转轴连接安装，减速电机13与控制单元4电连接，磁吸装置14也与控制单元4电连接，磁吸装置14的工作面与车轮12的踏面之间设有预设间隙，在控制单元4的控制下，磁吸装置14用于将机器人本体1吸附在待清洗壁面2上。机架11采用网状桁架结构，其外形为长方体，内部具有充足的空间安装控制单元4和磁吸装置14，该机架11可以满足锅炉水冷壁的过人孔工艺；车轮12有两组，分别安装在机架11的横向的两个端部，每组车轮12有两个，分别设置在端部的竖向的两侧，机架11上共安装四个车轮12，减速电机13也有四个，分别与车轮12的转轴连接，从而方便减速电机13控制车轮12的转向；控制单元4控制整个壁面清洗机器人的运行，控制单元4通过控制减速电机13，从而通过转轴控制车轮12的停止和转向；磁吸装置14由汝铁硼强磁钢组成，可以安装在机架11上，也可以安装在减速电机13的朝向待清洗壁面2的表面上，控制单元4与磁吸装置14电连接，可以在机器人本体1工作时，控制磁吸装置14工作从而将机器人本体1吸附在待清洗壁面2上，磁吸装置14的工作面与车轮12的踏面之间的预设间隙可以调节。通过本实用新型实施例的机器人本体1，可以使得该壁面清洗机器人能够在钢制壁面上爬行和作业。

上述具体实施方式中的车轮12可以为爬壁轮，其数量也可以是八个，或者其他数量，只要能满足装配、与待清洗壁面的摩擦力、轮压及稳定性等要求的车轮都在本实用新型实施例的保护范围内；磁吸装置14可以是电磁铁材料制成，只要能实现钢制壁面磁性吸附功能即可。

为了对壁面清洗机器人的待清洗壁面2进行实时监视，在一个具体实施方式中，该壁面清洗机器人还包括摄像装置7，该摄像装置7安装在机器人本体1上，与控制单元4连接，用于采集待清洗壁面2的清洁状况。具体地，如图2和图3所示，在机架11的上端中间部位安装一个摄像装置7，可以实时地检查壁面清洗机器人的作业面，方便工作人员在作业面清洗不彻底时，对其进行二次清洁。

为了方便摄像装置7采集作业面图像，上述具体实施方式中的壁面清洗机器人还包括照明装置8，安装在机器人本体1上，该照明装置8与控制单元4连接，用于在机器人本体1对待清洗壁面2进行清洁时提供照明。具体地，如图2和图3所示在机架11的前后两侧各安装一组LED照明灯，一组有两个LED照明灯，照明灯与控制单元4连接，在壁面清洗机器人对待清洗壁面2进行清洁时，控制单元4控制照明灯提供照明，方便摄像装置7采集作业面图像。

为了防止该壁面清洗机器人在作业时坠落，在一个具体实施方式中，上述具体实施方式中的壁面清洗机器人还包括防坠器9，如图1所示，该防坠器9一端连接于待清洗壁面2的上端部位，另一端连接在机器人本体1上，防坠器9与机器人本体1的连接线的长度要足够长，满足机器人本体1作业时的动作。

为了使该壁面清洗机器人自动化作业，在一个具体实施方式中，上述具体实施方式中的壁面清洗机器人还包括通过脐带缆5与控制单元4连接的控制站10，该脐带缆5包括水管、动力电缆、控制电缆、光纤等，水管与清洗泵车连接，动力电缆与电源连接，控制电缆和光纤与控制站10连接，该控制站10可以为计算机，从而方便工作人员通过控制站10发送指令至控制单元4，从而控制机器人本体1的动作。

上述具体实施方式中的壁面清洗机器人，在一个具体实施方式中，其脐带缆5与控制单元4、脐带缆5与喷头装置3均可拆卸连接，当控制单元4和喷头装置3未与脐带缆5连接时，可在控制单元4上安装一个锂电池组，为控制单元4提供电源，从而使得机器人本体1摆脱脐带缆5的束缚而进行巡检等工作。在实际使用时，机架11上可以安装探伤仪器、轻型机械手等装置实现特定的作业需求。

上述具体实施方式中的减速电机13，在一个具体实施方式中为在无刷电机的轴端安装一个涡轮蜗杆减速机组合而成的电机，以此保证断电时，机器人本体1在垂直的壁面上能够自锁，不发生下滑现象。

作为一个可替代的实施方式，上述具体实施方式中的减速电机13的减速机为非自锁型时，可在减速电机13的电机的非轴伸端的端盖上安装制动器而成为制动电机，制动器也能够实现停机制动功能，以此避免断电时机器人本体1发生下滑现象。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。