某玻璃清洗機(jī)器人項(xiàng)目

項(xiàng)目概述

　　外墻攀爬機(jī)器人是一種可執(zhí)行清潔任務(wù)的爬壁機(jī)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(shí)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(duì)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(wú)死角。
　　根據(jù)用戶需求和工作環(huán)境特點(diǎn)，為對(duì)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(wú)添加清洗劑的自來(lái)水。機(jī)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(jiǎn)單，輕便，便于拆卸。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電磁閥控制，響應(yīng)時(shí)間小于0.1s，可實(shí)現(xiàn)高速反復(fù)噴射。執(zhí)行機(jī)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(xiǎn)。
　　技術(shù)二：重力阻尼驅(qū)動(dòng)技術(shù)
　�。�1）節(jié)能：勢(shì)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(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)構(gòu)的動(dòng)能。利用機(jī)器人自身的重力，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人自上而下運(yùn)動(dòng)，降低了功耗；
　�。�2）可靠：重力阻尼系統(tǒng)是純機(jī)械結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)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(dòng)原理可以大大減能耗，所以采用此方案作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方案。在實(shí)現(xiàn)行走負(fù)載功能的基礎(chǔ)上，力求行走機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。整機(jī)運(yùn)動(dòng)基于重力-阻尼原理，可實(shí)現(xiàn)豎直方向可靠運(yùn)動(dòng)。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(dòng)力采用，電氣混合驅(qū)動(dòng)模式，避免漏電的安全隱患，同時(shí)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(huì)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(jī)就能可靠吸附。
　　
項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

　　1.機(jī)器人本體重量不足20kg，初步實(shí)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(wèn)題，同時(shí)帶來(lái)操作復(fù)雜、難度高的問(wèn)題，通常需要2個(gè)以上的成年人完成操作。我們通過(guò)輕量化設(shè)計(jì)，將機(jī)器人的本體重量控制在20kg以內(nèi)，可由一個(gè)成年人單獨(dú)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(qiáng)的抗風(fēng)能力。提高了機(jī)器人的能源利用率，降低運(yùn)動(dòng)的負(fù)載和風(fēng)險(xiǎn)，以及在應(yīng)用時(shí)減少人力成本。
　　2.引入高壓噴洗技術(shù)，簡(jiǎn)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(duì)現(xiàn)有清洗方式的大膽革新。通過(guò)高壓噴洗的物理沖擊力去除玻璃面上的污垢，無(wú)須添加其他清潔劑，既環(huán)保又可降低成本，同時(shí)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線遙控，可以實(shí)時(shí)控制
　　遠(yuǎn)程無(wú)線遙控技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域運(yùn)用越來(lái)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(dòng)，操作人員在控制范圍內(nèi)隨時(shí)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(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)。
　　4.多重保護(hù)措施，防止意外掉落
　　在控制策略上，實(shí)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(shí)間，確保有足夠的時(shí)間調(diào)整到手動(dòng)升降機(jī)器人的模式，并且不會(huì)在失效的時(shí)候?qū)ΣＡ�面產(chǎn)生沖擊，損壞工作面。另外，機(jī)器人配有安全繩，正常狀態(tài)下，安全繩不承受機(jī)器人的外力作用，只有在機(jī)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(dòng)機(jī)器人下移，簡(jiǎn)化運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
　　由于機(jī)器人采用了重力阻尼驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，大大簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，全機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免出現(xiàn)控制失效的情況，極大地提高了運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和可靠性。相比大多數(shù)清潔機(jī)器人采用的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，降低了機(jī)器人的控制的復(fù)雜程度，充分利用了重力方向與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向相同的環(huán)境特點(diǎn)。直線滑軌與軸承的壽命遠(yuǎn)高于電機(jī)或者其他驅(qū)動(dòng)設(shè)備，而且成本低廉，在這種特殊情況下是性價(jià)比極高的選擇。