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第
40
卷第
11
期
2006
年
11
月
上海交通大学学报
Vo
l.
40 No. 11
Nov. 2006
JOURNAL OF
SHANGHAI
JIAOTONG UNIVERSITY
文章编号
:1006-2467(2006)11-1818
】
04
一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人
钱志源,
刘仁强,
赵言正,
付庄
(上海交通大学机器人研究所,上海
200240)
摘
要:提出了一种新颖的平面玻璃幕墙清洗机器人结构设计原则,据此设计了
2
个自身元行走
机构并依靠壁面牵引移动的清洗机器人系统.机器人吸附在壁面上,在楼顶卷扬机的牵引作用下依
靠自身重力沿壁面下滑,同时完成清洗作业,并通过双负压吸盘的交替吸附跨越突起的水平窗框障
碍.为提高机器人的工作能力,进行了作业安全分析,并研究了吸盘吸附力的调整控制方法.现场试
验表明机器人能有效完成幕墙清洗任务,具有机构简单、效率高、成本低、清洗效果好的特点.
关键词:清洗机器人;牵引移动;玻璃幕墙;越障;吸附力
中图分类号:
TP
24
文献标识码
:A
A Tethered
Wall
Sliding
Robot
for
Cleaning Glass-Curtain
Wall
QIAN
Zhi-yuan
,
LIU
Ren-qiang
,
ZHAO
Yan-zheng
,
FU
Zhuang
CResearch
Inst.
of
Robotics
,
Shanghai
Jiaotong
Univ.
,
Shanghai
200240 ,
China)
Abstract:
A
set
of
novel
structure
design
principles
of
flat
glass-curtain
wa
l1
-cleaning
robot
were
proposed
and
two
tethered
wall
sliding
cleaning
robots
without
locomotion
mechanism
were
designed.
When
the
ro
bots
adhere
to
the
wa
l1,
it
can
slide
down
along
th
巳
wa
l1
towed
by
a
windlass
on
the
roof
depending
on
its
own
gravity
force.
At
the
same
time
,
it
can
finish
cleaning
tasks
and
even
cross
horizontal
window
frames
using
alternate
adhering
method
of
dual
suction
cups.
To
improve
the
service
abilities
of
the
robots
,
the
safety
analysis
were
given
and
the
control
mode
of
the
suction
force
was
studied.
The
field
experiments
demonstrate
that
the
robots
can
finish
cleaning
tasks
effectively
on
the
wa
l1
and
its
outstanding
characteris
tics
are
simple
mechanism
,
high
working
efficiency,
low
cost
and
good
cleaning
performance.
Key
words:
cleaning
ro
bot;
tethered
sliding;
glass-curtain
wa
l1;
crossing
obstacles;
suction
force
爬壁清洗机器人作为一种代替人在高空进行幕
墙清洗作业的自动化装置,能降低人工作业风险和
操作成本,提高工作效率,是近年来的研究热点.以
往的爬壁机器人设计都试图利用自身的运动结构去
适应复杂多变的壁面环境,移动载体机构往往比较
复杂,从而导致机器人质量的增加、控制系统的复杂
化和工作效率的降低.而质量增加意味着危险性的
收稿日期:
2005-11-31
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(60675052)
增大和安全保护装置成本的增加.因此,如何解决移
动载体复杂度和壁面工作能力的矛盾一直是阻碍幕
墙清洗机器人实用化的关键问题.
爬壁机器人有多种移动载体型式[1-4
J
适合于平
面型幕墙的主要有轮式、框架式及履带式.轮式机器
人机构简单、移动灵活、速度快,但因吸盘和壁面存
在相对运动,壁面适应能力不强,如
Zhao
等[<t
J
研制
作者简介.钱志源(1
977-)
,男,江苏深阳人,博士生,主要从事爬壁机器人、智能控制系统研究.赵言正(联系人),男,教授,博士生导师,
电话<T
e
l.
)
:021-34206308
占
-mail:
yzh-zhao@sjtu.edu.cn.