[發(fā)明專利]一種帶有姿態(tài)調(diào)整電動(dòng)關(guān)節(jié)的攀壁機(jī)

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• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN109222778A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王歡
• 申請（專利權(quán)）人: 王歡
• 主分類號: A47L11/38
• 分類號: A47L11/38;A47L11/40;B62D57/024
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種帶有姿態(tài)調(diào)整電動(dòng)關(guān)節(jié)的攀壁機(jī)。主要包括本體、螺旋槳系統(tǒng)、姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)。攀壁機(jī)本體包括一段剛性結(jié)構(gòu)，剛性結(jié)構(gòu)與牽引繩相連，同時(shí)通過姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)與本體的其他部分相連。剛性結(jié)構(gòu)在牽引繩的上拉力和攀壁機(jī)本體的下拉力作用下保持姿態(tài)固定，因此當(dāng)姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以以剛性結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)對攀壁機(jī)本體的其他部分進(jìn)行精確快速的姿態(tài)調(diào)整。從而可以利用俯仰姿態(tài)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)作業(yè)工具或支撐輪與所攀附的墻壁的接觸與分離，從而提高攀壁機(jī)操作的靈活性與便利性。而采用攀壁機(jī)上部與下部交替與墻面接觸的方式，實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)的便捷越障。此外，實(shí)現(xiàn)了攀壁機(jī)本體橫滾角度的自動(dòng)調(diào)整，便可以只用單根牽引繩進(jìn)行牽引，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械電子設(shè)備。

背景技術(shù)

公知的高空墻壁作業(yè)，如幕墻清洗等，尚無成熟的自動(dòng)化設(shè)備以替代人工進(jìn)行半空作業(yè)。而當(dāng)前公知的墻壁作業(yè)設(shè)備，需要將人工吊掛在半空已完成作業(yè)，這不僅增大了作業(yè)成本，而且導(dǎo)致人身安全問題。

為了實(shí)現(xiàn)采用自動(dòng)化設(shè)備代替人工實(shí)現(xiàn)高空墻壁作業(yè)的目的，曾有技術(shù)人員在研制攀壁機(jī)方面作了大量努力。目前相關(guān)的公知技術(shù)包括：采用卷揚(yáng)機(jī)（即固定在高處的電機(jī)拖動(dòng)設(shè)備）通過線纜對攀壁機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)的上下移動(dòng)，即縱向位置控制；采用螺旋槳產(chǎn)生的風(fēng)力，使攀壁機(jī)穩(wěn)定地依附在墻壁上；在攀壁機(jī)上設(shè)置輪子，以實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)順利地上下移動(dòng)。

為了提高攀壁機(jī)的運(yùn)動(dòng)靈活性，攀壁機(jī)本體應(yīng)當(dāng)具有姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制。具體來講，調(diào)整攀壁機(jī)本體的姿態(tài)角度的作用是：可以將攀壁機(jī)的作業(yè)工具（如清潔擦等）設(shè)置在攀壁機(jī)本體的頂部，同時(shí)在攀壁機(jī)本體的底部設(shè)置萬向輪以作為支撐輪，通過調(diào)整攀壁機(jī)本體的俯仰角度，可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)工具與所攀附的墻體的接觸與分離。當(dāng)攀壁機(jī)前傾時(shí)，作業(yè)工具抵在墻體上，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)作業(yè)（如墻體或幕墻的清洗）；當(dāng)攀壁機(jī)后仰時(shí)，作業(yè)工具與所攀附的墻體分離，攀壁機(jī)以其支撐輪與墻體接觸，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)本體的靈活移動(dòng)。此外，需要保證作業(yè)工具的姿態(tài)端正不傾斜，需要對攀壁機(jī)本體的橫滾角度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。因此，攀壁機(jī)本體需要具備精確調(diào)整姿態(tài)的機(jī)制及相應(yīng)的系統(tǒng)裝置。

一旦實(shí)現(xiàn)了俯仰姿態(tài)的調(diào)整，便可以將作業(yè)工具固定在攀壁機(jī)本體的頂部，利用俯仰姿態(tài)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)作業(yè)工具或支撐輪與所攀附的墻壁的接觸與分離，從而提高攀壁機(jī)操作的靈活性與便利性。

此外，一旦實(shí)現(xiàn)了俯仰姿態(tài)的調(diào)整，便可以采用攀壁機(jī)上部與下部交替與所攀附的墻面接觸的方式，在無需其他輔助裝置的情況下，實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)的越障功能。

此外，公知的攀壁作業(yè)機(jī)器人，通常采用兩根牽引繩進(jìn)行牽引，以實(shí)現(xiàn)本體的橫滾角度的控制，以避免橫向傾斜。而如果能夠?qū)崿F(xiàn)攀壁機(jī)本體橫滾角度的自動(dòng)調(diào)整，便可以只用單根牽引繩進(jìn)行牽引，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

一種實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)本體的俯仰和橫滾角度的自動(dòng)調(diào)整的方法是：利用螺旋槳所產(chǎn)生的力矩。其原理類似于多旋翼無人機(jī)。然而這種利用空氣推力的方法所進(jìn)行的姿態(tài)角度調(diào)整，其精度、速度及穩(wěn)定性難以滿足要求。

因此，以公知的技術(shù)，尚不能實(shí)現(xiàn)攀壁機(jī)姿態(tài)的快速精確的姿態(tài)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)對攀壁機(jī)本體的姿態(tài)角度進(jìn)行快速精確地調(diào)節(jié)，本發(fā)明提供了一種帶有姿態(tài)調(diào)整電動(dòng)關(guān)節(jié)的攀壁機(jī)。該攀壁機(jī)的本體包含一段剛性結(jié)構(gòu)，所述剛性結(jié)構(gòu)設(shè)置在牽引繩與攀壁機(jī)本體（除所述剛性結(jié)構(gòu)之外）的其他結(jié)構(gòu)之間，所述剛性結(jié)構(gòu)與牽引繩相連，同時(shí)與攀壁機(jī)本體的其他結(jié)構(gòu)之間通過姿態(tài)調(diào)整電動(dòng)關(guān)節(jié)相連，姿態(tài)調(diào)整電動(dòng)關(guān)節(jié)帶有驅(qū)動(dòng)電機(jī)。剛性結(jié)構(gòu)在攀壁機(jī)的其他結(jié)構(gòu)對其施加的下拉力以及牽引繩對其施加的上拉力的作用下保持姿態(tài)不變，姿態(tài)調(diào)整關(guān)節(jié)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以以剛性結(jié)構(gòu)為支撐物對攀壁機(jī)本體（除剛性結(jié)構(gòu)之外的）的其他部分進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。將攀壁機(jī)的作業(yè)工具（如清潔擦等）以及支撐輪等設(shè)置在攀壁機(jī)本體的可以進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整的部分上，以利用所述姿態(tài)調(diào)整功能實(shí)現(xiàn)與所攀附的墻體的接觸與分離。