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 一種探測器固定裝置及固定方法

 
【申請公布號:CN112157619A;申請權利人:  西南科技大學; 上海核工程研究設計院有限公司;發明設計人: 張華; 劉滿祿; 徐冬苓; 曲海濤; 張靜; 鐘華; 周建; 金博; 霍建文; 匡紅波; 王姮; 卜江濤; 劉冉; 畢道偉; 王基生; 肖宇峰; 劉桂華;】
 
摘要:
 
本發明公開了一種探測器固定裝置及固定方法,包括提升組件和活動固定于提升組件上的固定機構;固定機構包括上抱抓組件、下抱抓組件和支架;上抱抓組件包括第一電機、第一滑軌和上抱抓;上抱抓的兩端分別固定于兩個第一滑軌上,兩個第一滑軌分別設置雙向絲桿的兩端;第一電機通過第一同步帶與雙向絲桿驅動連接;上抱抓上設有與探測器井的銷釘插孔連接的圓柱形插塊;下抱抓組件包括第二電機、下抱抓和第二滑軌;下抱抓的兩端通過滑軌固定于特殊絲桿兩端;第二電機通過第二同步帶與特殊絲桿驅動連接;上抱抓固定于支架上端,下抱抓通過第一絲桿與第三電機驅動相連。 
 
主權項:
 
1.一種探測器固定裝置,其特征在于:包括提升組件和活動固定于提升組件上的固定機構;所述固定機構包括上抱抓組件、下抱抓組件和支架;所述上抱抓組件包括第一電機、第一滑軌和上抱抓;所述上抱抓的兩端分別固定于兩個第一滑軌上,兩個第一滑軌分別設置雙向絲桿的兩端;所述第一電機通過第一同步帶與雙向絲桿驅動連接;所述上抱抓上設有與探測器井的銷釘插孔連接的圓柱形插塊;所述下抱抓組件包括第二電機、下抱抓和第二滑軌;所述下抱抓的兩端通過滑軌固定于特殊絲桿兩端;所述第二電機通過第二同步帶與特殊絲桿驅動連接;所述上抱抓固定于支架上端,下抱抓通過第一絲桿與第三電機驅動相連。 
 
要求:
 
1.一種高層建筑外墻清潔機器人,包括機架(1)和步進電機(2),其特征在于:所述機架(1)與步進電機(2)之間采用螺栓固定連接,所述步進電機(2)的輸出軸端過盈配合連接有主動同步帶輪(3),所述機架(1)四角處焊接有中空軸(101),所述中空軸(101)外側轉動連接有吸盤輪(6),所述吸盤輪(6)一周安裝有外側吸盤(601)和內側吸盤(602),所述吸盤輪(6)末端焊接連接有從動同步帶輪(5),所述主動同步帶輪(3)與從動同步帶輪(5)之間通過同步帶(4)連接,所述機架(1)從上到下依次焊接有吸水器(11)、過濾器(12)、清洗液收集器(13)、清潔刷(14)、清洗液噴涂器(15),所述機架(1)上焊接有真空導管(107),所述真空導管(107)通過管螺紋連接在真空泵箱(7)內,所述真空泵箱(7)和控制柜(10)通過螺栓固定連接在吸水器(11)和過濾器(12)上,所述清潔刷(14)和清洗液噴涂器(15)上通過螺栓固定連接有水箱(8),所述吸水器(11)和清洗液噴涂器(15)上通過螺栓固定連接有清洗液箱(9),所述機架(1)上端焊接有支架(16),所述支架(16)上轉動連接有繞線輪軸(17),所述繞線輪軸(17)上固定安裝有繞線輪(18)。
 
2.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述吸盤輪(6)一周安裝有外側吸盤(601)和內側吸盤(602),且外側吸盤(601)和內側吸盤(602)之間呈22、5°錯開安裝。
 
3.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述中空軸(101)上開設有內側氣孔(102)和外側氣孔(103),所述內側氣孔(102)周圍開設有內側通氣槽(104),所述外側氣孔(103)周圍開設有外側通氣槽(105)。
 
4.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述中空軸(101)有兩根,焊接在機架(1)上下兩端,且從左到右貫穿機架(1),并通過真空導管(107)連通到真空泵箱(7)內。
 
5.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述內側氣孔(102)與內側吸盤(602)的位置相對應,所述外側氣孔(103)與外側吸盤(601)的位置相對應。
 
6.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述步進電機(2)設置有4個,分別分布在機架(1)的四個頂角處。
 
7.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述過濾器(12)的內部從上到下依次設置有多個濾網,且從上到下濾網的孔徑依次變小。
 
8.根據權利要求1所述的一種高層建筑外墻清潔機器人,其特征在于:所述水箱(8)的表面設置有出水口,且出水口通過輸水管道與吸水器(11)連接。
 
一種高層建筑外墻清潔機器人
技術領域
 
本發明屬于高空作業機器人技術領域,具體涉及一種高層建筑外墻清潔機器人。
 
背景技術
 
都市中的高樓大廈外墻常年經歷風吹雨淋日曬,通常情況下會被空氣中的灰塵附著表面。為了城市的整體美觀,而利用人工對外墻進行清洗,則需要高空操作繩、安全繩、高空坐板(或吊板、吊籃等)等一系列工具,操作過程繁瑣,且十分危險,于是,高層建筑外墻清潔機器人應運而生操作簡單,安全快捷。
 
市面上大多數高層建筑外墻清潔機器人無法有效地在外墻上吸附或吸附力較弱,在遇到大風等情況易發生危險,有的高層建筑外墻清潔機器人使用靜電吸附盤,制造成本和后期維護維修成本較高。
 
發明內容
 
本發明的目的在于提供一種高層建筑外墻清潔機器人,旨在解決現有技術中的外墻吸附力較差,易發生危險,制造及維護維修成本高,的問題。
 
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種高層建筑外墻清潔機器人,包括機架和步進電機,所述機架與步進電機之間采用螺栓固定連接,所述步進電機的輸出軸端過盈配合連接有主動同步帶輪,所述機架四角處焊接有中空軸,所述中空軸外側轉動連接有吸盤輪,所述吸盤輪一周安裝有外側吸盤和內側吸盤,所述吸盤輪末端焊接連接有從動同步帶輪,所述主動同步帶輪與從動同步輪之間通過同步帶連接,所述機架從上到下依次焊接有吸水器、過濾器、清洗液收集器、清潔刷、清洗液噴涂器,所述機架上焊接有真空導管,所述真空導管通過管螺紋連接在真空泵箱內,所述真空泵箱和控制柜通過螺栓固定連接在吸水器和過濾器上,所述清潔刷和清洗液噴涂器上通過螺栓固定連接有水箱,所述吸水器和清洗液噴涂器上通過螺栓固定連接有清洗液箱,所述機架上端焊接有支架,所述支架上轉動連接有繞線輪軸,所述繞線輪軸上固定安裝有繞線輪。
 
為了使得接觸到外墻的吸盤有吸力而未接觸到外墻的吸盤無吸力,作為本發明一種優選的,所述中空軸上開設有內側氣孔和外側氣孔,所述內側氣孔周圍開設有內側通氣槽,所述外側氣孔周圍開設有外側通氣槽。
 
為了使得吸盤輪在運轉過程中始終對外墻有吸力而不會脫離外墻,作為本發明一種優選的,所述吸盤輪一周安裝有外側吸盤和內側吸盤,且外側吸盤和內側吸盤之間呈22.5°錯開安裝。
 
為了使得機器人上下輪吸力相等,作為本發明一種優選的,所述中空軸有兩根,焊接在機架上下兩端,且從左到右貫穿機架,并通過真空導管連通到真空泵箱內。
 
為了使得內側吸盤和外側吸盤交替吸附外墻,作為本發明一種優選的,所述內側氣孔與內側吸盤的位置相對應,所述外側氣孔與外側吸盤的位置相對應。
 
所述步進電機設置有4個,分別分布在機架的四個頂角處。
 
所述過濾器的內部從上到下依次設置有多個濾網,且從上到下濾網的孔徑依次變小。
 
所述水箱的表面設置有出水口,且出水口通過輸水管道與吸水器連接。
 
與現有技術相比,本發明的有益效果是:
 
1、本方案使用真空泵抽真空,配合橡膠吸盤對外墻產生吸力,造價低廉,維護便利。
 
2、本方案利用機械結構控制每個小吸盤的吸附力,使得僅與外墻接觸的吸盤擁有吸附力,且隨著吸盤輪的運轉,即將脫離外墻的小吸盤自動轉換為常壓狀態,而即將接觸到外墻的小吸盤自動轉變為負壓狀態。
 
3、本方案僅需要一根鋼絲進行平衡自身重力及作為保險,使用方便,操作簡單。
 
4、本方案每個吸盤輪上均有兩排互相錯開的小吸盤,使得每個吸盤輪在運轉過程中始終至少有一個吸盤吸附在外墻上,不會出現吸附力空缺的狀態。
 
附圖說明
 
附圖用來提供對本發明的進一步理解,并且構成說明書的一部分,與本發明的實施例一起用于解釋本發明,并不構成對本發明的限制。在附圖中:
 
一種探測器固定裝置及固定方法
圖1為本發明的立體結構示意圖;
 
一種探測器固定裝置及固定方法
圖2為圖1中A處的放大結構示意圖;
 
一種探測器固定裝置及固定方法
圖3為圖2中隱藏部分零部件后的結構示意圖;
 
一種探測器固定裝置及固定方法
圖4為本發明的俯視結構示意圖;
 
一種探測器固定裝置及固定方法
圖5為本發明的側視結構示意圖;
 
一種探測器固定裝置及固定方法
圖6為圖5中L處的局部剖視結構示意圖。
 
圖中:1、機架;101、中空軸;102、內側氣孔;103、外側氣孔;104、內側通氣槽;105、外側通氣槽;106、總氣孔;107、真空導管;2、步進電機;3、主動同步帶輪;4、同步齒型帶;5、從動同步帶輪;6、吸盤輪;601、外側吸盤;602、內側吸盤;7、真空泵箱;8、水箱;9、清洗液箱;10、控制柜;11、吸水器;12、過濾器;13、清洗液收集器;14、清潔刷;15、清洗液噴涂器;16、支架;17、繞線輪軸;18、繞線輪。
 
具體實施方式
 
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
 
實施例1
 
請參閱圖1-6,本發明提供以下技術方案:一種高層建筑外墻清潔機器人,包括機架1和步進電機2,步進電機2設置有4個,分別分布在機架1的四個頂角處,機架1與步進電機2之間采用螺栓固定連接,步進電機2的輸出軸端過盈配合連接有主動同步帶輪3,機架1四角處焊接有中空軸101,中空軸101外側轉動連接有吸盤輪6,吸盤輪6一周安裝有外側吸盤601和內側吸盤602,吸盤輪6末端焊接連接有從動同步帶輪5,主動同步帶輪3與從動同步帶輪5之間通過同步帶4連接,機架1從上到下依次焊接有吸水器11、過濾器12、清洗液收集器13、清潔刷14、清洗液噴涂器15,機架1上焊接有真空導管107,真空導管107通過管螺紋連接在真空泵箱7內,真空泵箱7和控制柜10通過螺栓固定連接在吸水器11和過濾器12上,過濾器12的內部從上到下依次設置有多個濾網,且從上到下濾網的孔徑依次變小,清潔刷14和清洗液噴涂器15上通過螺栓固定連接有水箱8,水箱8的表面設置有出水口,且出水口通過輸水管道與吸水器11連接,吸水器11和清洗液噴涂器15上通過螺栓固定連接有清洗液箱9,機架1上端焊接有支架16,支架16上轉動連接有繞線輪軸17,繞線輪軸17上固定安裝有繞線輪18。
 
在本發明的具體實施例中,繞線輪18起到纏繞拖曳鋼絲的作用,繞線輪軸17與支架16之間有阻尼,使得整臺機器人失去動力并從外墻脫離后能夠緩慢下降到底面而不會成為高空墜物,機架1的四角處通過螺栓固定連接有四個步進電機2,用于使整臺機器人通過吸盤輪6自樓頂向地面緩慢運行,清洗液噴涂器15對外墻噴射清洗液噴霧,清潔刷14將噴涂了清洗液的外墻進行洗刷清潔,清洗液收集器13可將外墻上用過的清洗液吸收并送到過濾器12內進行過濾回收,吸水器11用于對清潔后的外墻噴射少量水霧并隨著機器人的向下運動將水分擦干,以去除殘留的清洗液,控制柜10用于提供電力和控制系統。
 
具體的,請參閱圖2,吸盤輪6一周安裝有外側吸盤601和內側吸盤602,且外側吸盤601和內側吸盤602之間呈22.5°錯開安裝。
 
本實施例中:外側吸盤601和內側吸盤602之間呈22.5°錯開的安裝方法使得每個吸盤輪在運轉過程中始終至少有一個吸盤吸附在外墻上,不會出現吸附力空缺的狀態。
 
具體的,請參閱圖3,中空軸101上開設有內側氣孔102和外側氣孔103,內側氣孔102周圍開設有內側通氣槽104,外側氣孔103周圍開設有外側通氣槽105。
 
本實施例中:內側氣孔102和外側氣孔103使得接觸到外墻的吸盤有吸力而內側通氣槽104和外側通氣槽105使得未接觸到外墻的吸盤無吸力。
 
具體的,請參閱圖4,中空軸101有兩根,焊接在機架1上下兩端,且從左到右貫穿機架1,并通過真空導管107連通到真空泵箱7內。
 
本實施例中:真空泵箱7用于產生負壓,真空導管107用于將負壓狀態傳遞到吸盤輪6內。
 
具體的,請參閱圖6,內側氣孔102與內側吸盤602的位置相對應,外側氣孔103與外側吸盤601的位置相對應。
 
本實施例中:利用機械結構控制每個小吸盤的吸附力,使得僅與外墻接觸的吸盤擁有吸附力,且隨著吸盤輪的運轉,即將脫離外墻的小吸盤自動轉換為常壓狀態,而即將接觸到外墻的小吸盤自動轉變為負壓狀態。
 
本發明的工作原理及使用流程:該機器人從外墻的樓頂位置開始運行,并在繞線輪18上纏繞上足量長度的拖曳鋼絲,真空泵箱7開始預先抽真空,步進電機2工作,帶動主動同步帶輪3轉動,并通過同步齒型帶4將扭矩傳遞到從動同步帶輪5上,帶動吸盤輪6在外墻面上滾動,當內側吸盤602中的一個小吸盤與內側氣孔102相連通時,此時,該小吸盤又剛好與外墻面貼合,由于真空泵箱7將總氣孔106和真空導管107內均抽成了真空狀態,于是該小吸盤緊緊地吸附在外墻壁上,隨著機器人緩慢向下運行,吸盤輪6緩慢旋轉,之前緊緊吸附在外墻上的小吸盤即將越過內側氣孔102,之后該小吸盤與內側通氣槽104連通,而內側通氣槽104是始終通過內側吸盤602中的其他小吸盤與外界大氣相連,故此時內側吸盤602中所有小吸盤均為常壓狀態,吸盤輪6繼續旋轉,當旋轉角度接近22.5°時,與剛脫離外墻壁的小吸盤相鄰的,外側吸盤601中的小吸盤逐漸與外側氣孔103相連通,轉變為負壓狀態,牢牢吸附在外墻壁上,之后又輪到內側吸盤602中所有小吸盤吸附在墻壁上,如此往復,機器人始終有四個吸盤吸附在墻面上,與此同時,清洗液噴涂器15從清洗液箱9中抽取清洗液并對外墻噴射清洗液噴霧,緊接著清潔刷14將噴涂了清洗液的外墻進行洗刷清潔,清洗液收集器13將外墻上用過的清洗液吸收并送到過濾器12內進行過濾回收,吸水器11抽取水箱8內的清水并對清潔后的外墻噴射少量水霧,同時隨著機器人的向下運動將水分擦干,以去除殘留的清洗液,達到清潔外墻壁的作用。
 
最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,對于本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。
 
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