[發明專利]一種風力發電機塔筒的清潔機器人

有效

• 申請號: 201810248240.1
• 申請日: 2018-03-24
• 公開（公告）號: CN108644073B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 陳振偉;劉婧芳;丁華鋒;郝月嬌;劉旋
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F03D80/55
• 分類號: F03D80/55;B25J11/00;B62D57/024;G01N21/84
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種風力發電機塔筒的清潔機器人，其特征在于：該清潔機器人包括機器人腔體(1)，電磁鐵吸盤(2)，控制盒(3)，電缸(4)，球形鉸鏈(5)，機器人腿(6)，連接環(7)，彈簧(8)，限位槽(9)，機械手托架(10)，機械手基座(11)，旋轉臺(12)，平行四邊形機架(13)，舵機(14)，編碼器(15)，直流電機連接架(16)，直流減速電機(17)，光源(18)，相機(19)，清潔刷(20)，滑塊(21)，位移傳感器(22)，供水裝置(23)，廢液清理裝置(24)，備用電池(25)，圓柱內六角螺釘(26)，航空防水插座(27)，供水箱(28)，廢液回收箱(29)，電纜盤(30)，工控箱(31)和微型減速裝置(32)；

平行四邊形機架(13)、舵機(14)、編碼器(15)、直流電機連接架(16)、直流減速電機(17)、光源(18)、相機(19)和清潔刷(20)組成該清潔機器人的機械手；

機器人腿(6)通過球形鉸鏈(5)安裝在機器人腔體(1)的底部，電磁鐵吸盤(2)固定在機器人腿(6)底部；電磁鐵吸盤(2)與機器人腿(6)之間設有彈簧(8)；電缸(4)通過連接環(7)豎直安裝在機器人腿(6)上；

機械手托架(10)設置在機器人腔體(1)的中心，機械手基座(11)安裝在機械手托架(10)上，旋轉臺(12)安裝在機械手基座(11)的中心處；

航空防水插座(27)固定在機器人腔體(1)底部，并用來連接電纜盤(30)的航空插頭為清潔機器人供電；

機器人腔體(1)內攜帶有備用電池(25)，備用電池(25)為太陽能電池板；機器人腔體(1)上設有圓柱內六角螺釘(26)，以增加機器人腔體(1)本身的剛度；

球形鉸鏈(5)連接的一端固定在機器人腔體(1)上；通過球形鉸鏈(5)與機器人腿(6)連接，提供機器人腿(6)足夠的自由度；機器人腔體(1)上設有四個對稱布設的限位槽(9)，限位槽(9)為L形，限位槽(9)用來保證機器人腿(6)的前后左右移動；限位槽(9)的長度決定了清潔機器人的行走距離，該行走距離與機械手清潔距離保持一致，用來保證風塔的清潔度足夠干凈；

機械手安裝在旋轉臺(12)上，旋轉臺(12)為機械手提供一個轉動副；平行四邊形機架(13)用來保證清潔刷(20)、相機(19)、激光測距儀和光源(18)的前后上下運動，平行四邊形機架(13)為折疊結構，在不工作的時候也不會占據額外空間；

舵機(14)和編碼器(15)在于保證機械手的精確控制；

舵機(14)和編碼器(15)和直流電機連接架(16)均固定在平行四邊形機架(13)上，直流減速電機(17)安裝在直流電機連接架(16)上，直流減速電機(17)與清潔刷(20)連接；

光源(18)、相機(19)和激光測距儀安裝在平行四邊形機架(13)外側，光源(18)和相機(19)連接；

供水裝置(23)和廢液清理裝置(24)通過伸縮滑塊(21)安裝在機器人腔體(1)底部；伸縮滑塊(21)處設有位移傳感器(22)，伸縮滑塊(21)通過微型減速裝置(32)與供水裝置(23)和廢液清理裝置(24)連接；供水裝置(23)通過管道與供水箱(28)連接，廢液回收箱(29)通過管道與廢液清理裝置(24)連接；

工控箱(31)通過創建局域網與控制盒(3)和電纜盤(30)上的控制盒進行通信，通過軟件平臺控制電纜盤(30)的收線放線、清潔機器人的行走、清潔刷(20)和廢液清理裝置(24)的動作，并實時監測和反饋清潔機器人的位姿和工作情況；

供水箱(28)通過水泵裝置將清潔液送到供水裝置(23)，供水裝置(23)將信號反饋到控制盒(3)，控制盒(3)接收信號，并打開供水裝置(23)；當該機器人已識別當前壁面的清潔度符合要求時，下達廢液清理的相關命令，清潔刷(20)上的刮板將廢液送入廢液清理裝置(24)，廢液回收箱(29)進而將廢液吸回；

供水裝置(23)和廢液清理裝置(24)布置在機器人腔體(1)底部，這樣可以減少機械手的負載，進而保證機器人更安全的吸附在壁面上；通過伸縮滑塊(21)和位移傳感器(22)來調整與風塔壁面的間距，根據清潔刷的位姿，通過微型減速裝置(32)緩慢旋轉供水裝置(23)和廢液清理裝置(24)；供水裝置(23)的供水管連接裝有已調好一定比例清潔液的供水箱(28)，清潔刷(20)、供水裝置(23)和廢液清理裝置(24)相互配合，一邊清理，一邊灑水并對廢液進行回收；

廢液回收箱(29)通過過濾裝置與供水箱(28)連接，廢液回收箱(29)將回收的廢液進行過濾，并對廢液進行二次利用；

在相機(19)上安裝雨刮裝置，防止在清潔液和雨水的情況下影響清潔工作。