本發明屬于機器人的技術領域，具體涉及高空外墻清洗機器人。

背景技術：

目前，城市中高樓林立，高空玻璃的擦洗成為一大難題，現在主要采用的清洗方式為人工吊籃清洗或者升降臺清洗，這兩種方式勞動力大，危險系數高。

專利號為：201410013150.6的發明專利公開了一種“一種氣動高空擦玻璃機器人”，該機器人以四桿結構作為行走部件、以壓縮空氣作為驅動能源，應用PLC或單片機技術進行控制，實現在高空建筑物的玻璃外墻進行攀爬，同時對墻體進行徹底擦洗。但是，該機器人不能跨越障礙物（比如跨越墻壁），只能實現無障礙物環境下玻璃的清洗；采用傳統的四桿結構，運動不靈活；清洗模塊簡單，不能實現360度全方位清洗功能，并且清洗效果不佳。

技術實現要素：

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題為：提供一種能夠在高空外墻上進行清洗工作、并可跨越障礙物的機器人。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：高空外墻清洗機器人，包括爬行裝置和清潔裝置，所述清潔裝置位于爬行裝置的一側；

所述爬行裝置包括機器人機身，所述機器人機身上設有四個髖關節，每個所述髖關節連接有機械腿，每個所述機械腿底部連接有用于吸附外墻的真空吸盤；所述清潔裝置包括清潔臂、清潔基座、第一旋轉座和第二旋轉座，所述清潔臂的一端通過第一旋轉座與清潔基座活動連接，所述清潔臂的另一端通過第二旋轉座活動設置在機器人機身上。

還包括控制裝置，所述控制裝置設置在機器人機身內，所述控制裝置采用單片機、FPGA或DSP芯片對機器人進行控制。

還包括視覺識別裝置，所述視覺識別裝置設置在機器人機身上，所述視覺識別裝置的輸出端與控制裝置的輸入端相連；所述視覺識別裝置包括圖像采集模塊和圖像處理模塊，所述圖像采集模塊與圖像處理模塊電連接。

還包括氣動真空模塊，所述氣動真空模塊包括空氣壓縮機和真空發生器，所述空氣壓縮機放置在地面，所述真空發生器設置在機器人機身內，所述空氣壓縮機的輸出端與真空發生器的輸入端相連，所述真空發生器的輸出端與真空吸盤相連。

每個所述機械腿包括用于驅動機械腿中大腿運動的大腿驅動裝置、用于驅動機械腿中小腿運動的小腿驅動裝置和用于控制機器人機身與玻璃面距離的距離控制裝置，所述大腿通過第一旋轉軸與所述小腿連接。

所述清潔臂包括用于驅動清潔臂中大臂運動的大臂驅動裝置、用于驅動清潔臂中小臂運動的小臂驅動裝置和用于控制清潔基座與玻璃面保持水平的平衡控制裝置，所述大臂通過第二旋轉軸與所述小臂連接。

所述大腿驅動裝置、小腿驅動裝置、距離控制裝置、大臂驅動裝置、小臂驅動裝置和平衡控制裝置均包括電缸。

所述真空吸盤可吸附于玻璃，或吸附于瓷磚、石材等高空外墻。

所述清潔基座包括霧化噴嘴、一個清潔毛刷輥和兩個清潔棉刷輥。

所述機器人的爬行方式為四足靜步態爬行或動步態爬行。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

1、本發明高空外墻清洗機器人，包括爬行裝置和清潔裝置，所述清潔裝置位于爬行裝置的一側，本發明中的機械腿包括大腿驅動裝置、小腿驅動裝置和距離控制裝置，與傳統四桿結構相比，運動靈活、可跨越障礙物，可以有效提高機器人的清潔效率。

2、本發明中清潔臂包括大臂驅動裝置、小臂驅動裝置和平衡控制裝置，共同實現機器人清潔臂方向的控制，清潔基座包括霧化噴嘴、一個清潔毛刷輥和兩個清潔棉刷輥，機器人行走時，通過清潔基座和玻璃間的相對移動進行擦拭，使動作和清潔一體化，方便快捷。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明；

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明清潔臂的結構示意圖；

圖3為本發明機械腿的結構示意圖；

圖4為本發明的電路結構示意圖；

圖中：1為爬行裝置，11為機器人機身，111為控制裝置，112為視覺識別裝置，1121為圖像采集模塊，1122為圖像處理模塊，113為氣動真空模塊，1131為空氣壓縮機，1132為真空發生器，12為髖關節，13為機械腿，131為大腿驅動裝置，132為小腿驅動裝置，133為距離控制裝置，134為第一旋轉軸，14為真空吸盤，2為清潔裝置，21為清潔臂，211為大臂驅動裝置，212為小臂驅動裝置，213為平衡控制裝置，214為第二旋轉軸，22為清潔基座，23為第一旋轉座，24為第二旋轉座。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例；基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作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。

圖1至圖3為本發明高空外墻清洗機器人提供的實施例一的結構示意圖，如圖1至圖3所示，高空外墻清洗機器人，包括爬行裝置1和清潔裝置2，所述清潔裝置2位于爬行裝置1的一側；

所述爬行裝置1包括機器人機身11，所述機器人機身11上設有四個髖關節12，每個所述髖關節12連接有機械腿13，所述機械腿13可繞髖關節12進行旋轉運動，實現機器人的上下行走；每個所述機械腿13底部連接有用于吸附玻璃、瓷磚等物體的真空吸盤14；所述清潔裝置2包括清潔臂21、清潔基座22、第一旋轉座23和第二旋轉座24，所述清潔臂21的一端通過第一旋轉座23與清潔基座22活動連接，所述第一旋轉座23內設置有可調速電機，可驅動清潔基座22繞第一旋轉座23進行360度旋轉，所述清潔臂21的另一端通過第二旋轉座24活動設置在機器人機身11上，所述第二旋轉座24內設置有可調速電機，可清潔臂21繞第二旋轉座24進行靈活旋轉，實現玻璃的全方位清洗，所述清潔基座22包括霧化噴嘴、一個清潔毛刷輥和兩個清潔棉刷輥。

每個所述機械腿13包括用于驅動機械腿13中大腿運動的大腿驅動裝置131、用于驅動機械腿13中小腿運動的小腿驅動裝置132和用于控制機器人機身11與玻璃面距離的距離控制裝置133，通過距離控制裝置133可以靈活控制機器人機身與玻璃面之間的距離，有利于實現機器人的障礙物跨越功能，所述大腿通過第一旋轉軸134與所述小腿連接。

所述清潔臂21包括用于驅動清潔臂21中大臂運動的大臂驅動裝置211、用于驅動清潔臂21中小臂運動的小臂驅動裝置212和用于控制清潔基座22與玻璃面保持水平的平衡控制裝置213，通過平衡控制裝置213可以使清潔基座22始終和玻璃保持平行，以保持最佳清洗狀態；所述大臂通過第二旋轉軸214與所述小臂連接。

所述大腿驅動裝置131、小腿驅動裝置132、距離控制裝置133、大臂驅動裝置211、小臂驅動裝置212和平衡控制裝置213均包括電缸。

所述真空吸盤14不僅可以吸附于玻璃上，還可以吸附于瓷磚、石材等表面粗糙的高空外墻上，有助于機器人跨越障礙物實現高空玻璃、瓷磚等高空外墻的連續清洗。

所述高空擦玻璃機器人的爬行方式為四足靜步態爬行或動步態爬行，具體地，靜步態爬行過程中，機器人四條機械腿13中始終有三條機械腿13處于支撐狀態(如吸附在玻璃上)，只有一條腿處于“抬起—落下”狀態，假設機器人右前腿、右后腿、左后腿、左前腿按照順時針方向依次編號為1、2、3、4，機器人按照1-3-2-4的方式進行靜步態爬行：左前腿1先抬起，其他腿2、3、4支撐，緊接著左前腿1落下后，右后腿3抬起，其他腿1、2、4支撐，依次類推，實現機器人的行走和跨越功能。動步態爬行過程中，機器人四條機械腿13中始終有兩條機械腿13處于支撐狀態（吸附于玻璃上），另外兩條機械腿13處于“抬起—落下”狀態，同樣假設機器人右前腿、右后腿、左后腿、左前腿按照順時針方向依次編號為1、2、3、4，其中1、3和2、4各為一對腿，機器人按照對角小跑步態爬行，1、3腿抬起時，2、4腿支撐，緊接著1、3腿落下成為支撐腿，2、4腿抬起，依次類推，實現機器人的行走和跨越功能。

圖4為本發明高空外墻清洗機器人提供的實施例二的電路結構示意圖，如圖4所示，在實施例一的基礎上，高空擦玻璃機器人還包括控制裝置111，所述控制裝置111設置在機器人機身11內，所述控制裝置111通過對單片機、FPGA或DSP等芯片進行程序編制，實現對機器人爬行裝置和清潔裝置的控制。

還包括視覺識別裝置112，所述視覺識別裝置112設置在機器人機身11上，所述視覺識別裝置112的輸出端與控制裝置111的輸入端相連；所述視覺識別裝置112包括圖像采集模塊1121和圖像處理模塊1122，所述圖像采集模塊1121與圖像處理模塊1122電連接，所述圖像采集模塊1121采用高清攝像頭實現待清洗表面及周圍環境的圖像采集；所述圖像處理模塊1122對采集到的圖像進行分析處理，實現高空外墻表面臟物識別、障礙物識別和路徑識別等視覺識別功能。

還包括氣動真空模塊113，所述氣動真空模塊113包括空氣壓縮機1131和真空發生器1132，所述空氣壓縮機1131放置在地面，所述真空發生器1132設置在機器人機身內，所述空氣壓縮機1131的輸出端與真空發生器1132的輸入端相連，所述真空發生器1132的輸出端與真空吸盤14相連。

具體地，通過圖像采集模塊1121中的高清攝像頭對玻璃表面及周圍環境進行圖像信息采集，并將采集到的圖像信息發送給圖像處理模塊1122；隨后，圖像處理模塊1122對采集到的圖像信息進行分析處理，得到玻璃表面清潔度信息、障礙物信息和路徑信息，并將上述信息發送給控制裝置111，控制裝置111根據視覺識別裝置112提供的信息進行路徑規劃，控制爬行裝置1和清潔裝置2的工作方式，從而實現機器人的高空外墻清洗功能。

本發明高空外墻清洗機器人，模仿動物的肢體結構進行設計，與傳統四桿結構相比，運動靈活、可跨越障礙物；清潔臂可圍繞機器人機身進行靈活旋轉，實現玻璃的全方位清洗，實用性強；真空吸盤不僅可以吸附于玻璃，還可以吸附于瓷磚等表面粗糙的高空外墻上，有助于機器人跨越障礙物實現高空玻璃、瓷磚等高空外墻的連續清洗；視覺識別裝置可以實現高空玻璃及外墻表面臟物識別、障礙物識別和路徑識別等視覺識別功能。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。