[發明專利]一種仿壁虎擦玻璃機器人及擦玻璃方法

在審

• 申請號: 202010340372.4
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN111493732A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 陳威;趙自強;肖琳琳;王昭勛
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: A47L1/02
• 分類號: A47L1/02;A47L11/38;A47L11/40;E04G23/00;B62D57/024
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 郭瑤

本發明公開了一種仿壁虎擦玻璃機器人及擦玻璃方法，包括軀干和對稱安裝在軀干兩端的前工作部和后工作部，所述前工作部和后工作部的結構相同，所述前工作部包括前彎板、擦拭結構、仿生掌和對稱安裝在擦拭結構上的兩個腿部結構，所述擦拭結構和兩個腿部結構均安裝在前彎板上；能夠代替人類完成高空危險環境下的玻璃清潔任務。軀干采用彈性金屬片，結構簡單，采用吸附式而不是氣壓式仿生掌，使得機器人更加輕巧、靈活，將擦拭機構與仿壁虎機器人結合，使其能應用于高空危險環境下的玻璃清潔任務。

技術領域

本發明屬于機械技術領域，具體涉及一種仿壁虎擦玻璃機器人及擦玻璃方法。

背景技術

仿壁虎機器人是科學家依據壁虎的運動方式設計研發的新型爬壁機器人。仿壁虎機器人運用范圍較廣，因其體積小，重量輕，行動靈活而廣泛被應用于航天檢測、船舶檢測、醫療、搜索救援、軍事、反恐等行業中，因此，仿壁虎機器人的各項研究技術在國際上備受關注。

隨著現代化城市的發展，許多高樓大廈出現，房屋在設計之初就考慮到了使用過程中的采光問題，平房在設法改善用戶采光問題時，設計人員想到了增大墻壁上窗戶的數目和面積，樓房也同理，除了增大樓間距，目前比較可行的且廣泛應用在建筑行業的方法就是增大窗戶數目和面積。伴之而來的是高層建筑的玻璃清潔作業的危險性問題。目前，家政公司針對玻璃清潔的費用昂貴，且都是靠人工操作完成，危險性極高。因此需要提出一種可以像壁虎一樣能在豎直墻面上移動和停留的機器人，實現擦玻璃的功能。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提出一種可用于高空作業的仿壁虎機器人及擦玻璃方法，代替人類完成高空危險環境下的玻璃清潔任務。其核心創新點在于本機器人軀干采用彈性金屬片，結構簡單，采用吸附式而不是氣壓式仿生掌，使得機器人更加輕巧、靈活，將擦拭機構與仿壁虎機器人結合，使其能應用于高空危險環境下的玻璃清潔任務。

為達到上述目的，本發明一種仿壁虎擦玻璃機器人，包括軀干和對稱安裝在軀干兩端的前工作部和后工作部，前工作部和后工作部的結構相同，前工作部包括前彎板、擦拭結構、仿生掌和對稱安裝在擦拭結構上的兩個腿部結構，擦拭結構和兩個腿部結構均安裝在前彎板上；前彎板上安裝有驅動大腿根轉動的第一舵機，大腿根上安裝有驅動大腿轉動的第二舵機，大腿上安裝有驅動小腿轉動的第三舵機，小腿上安裝有驅動仿生掌上的拉繩動作的第四舵機；仿生掌包括掌部和固定在掌部上的多個指部，每個指部中插有一個彈性片，仿生掌的掌心設置有微納米粘附陣列。

進一步的，擦拭結構包括盤形零件，盤形零件上固定有轉軸，盤形零件上端面邊緣均勻布置有多個用于固定抹布的掛鉤；抹布通過掛鉤安裝在盤形零件上。

進一步的，軀干采用65Mn材料制成，軀干的厚度為0.2mm±0.1mm。

進一步的，軀干上固定有安全繩。

進一步的，小腿與仿生掌連接的一端設置彈簧裝置，彈簧裝置包括殼體、彈簧芯軸、彈簧、插絲和彈簧頂盤，殼體固定在小腿上，彈簧芯軸穿過殼體，下端與仿生掌固定連接，上端伸出殼體頂部，插絲穿過彈簧芯軸上部以防止彈簧芯軸與小腿脫離，彈簧芯軸下部位于殼體外處固定有彈簧頂盤，彈簧芯軸上套有壓縮彈簧，壓縮彈簧下部伸出殼體，當壓縮彈簧壓縮時被彈簧頂盤頂住。

進一步的，彈性片靠近頂端處與拉繩的下端固定連接，拉繩的上端固定在第二舵機連接件上，第二舵機連接件安裝在第四舵機的旋轉軸上。

進一步的，第三舵機的旋轉軸與第一舵機連接件固定連接，第一舵機連接件通過緊固件與小腿固定。

一種基于上述的仿壁虎擦玻璃機器人的擦玻璃方法，包括以下步驟：

步驟1：將機器人粘在玻璃上；

步驟2：啟動機器人對角方向的兩個小腿上的舵機，使對角方向的兩個仿生掌離開玻璃表面；本步驟中的兩個小腿記為第一小腿和第二小腿；