作品名稱:超級玻璃幕墻清洗“蜘蛛俠”
學校名稱:武漢東湖學院
參賽隊伍:無敵小旋風服務隊
參賽學生:何聰 陳科 廖海宇
指導老師:張榮
隨著科技進步,城市高樓普遍采用既美觀又明亮的玻璃幕墻,但灰塵、粉塵極易粘附。因此幕墻清洗成了棘手難題。傳統清洗多采用人工作業,靠升降平臺或吊繩懸掛由工人進行高空清洗,該作業方式危險系數高、效率低、成本高。基于此本團隊研究出一種可全自動進行玻璃幕墻的清洗的機器人—玻璃幕墻清洗“蜘蛛俠”,該機器人主要由爬行機構和清洗機構兩部分組成,爬行機構完成在玻璃幕墻上行走,并具有越障能力;清洗機構完成清污工作。
因此玻璃幕墻清洗“蜘蛛俠”可以用來代替傳統勞動密集型高強度、高危險、高成本的人工作業方式,具有創新性。實現了高效、節能、環保、低價的目標,為全國文明城市建設謀福利。超級玻璃幕墻清洗“蜘蛛俠”由爬行機構和清洗機構兩部分組成。
爬行機構在電機的帶動下,通過足端的真空吸盤使清洗機在玻璃幕墻上爬行,通過清洗機構達到清洗玻璃的目的。爬行機構采用八足行走方式,機器兩側分別有2對,4只“腳”,且兩側對稱分布,以一對足為研究對象,根據足端軌跡進行四桿機構設計,設計出單足的四桿機構,并進行軌跡放大,設計出行走部分機構運動示意圖,八足爬行,兩對四足交替爬行實現清洗機的移動,即爬行的過程中任意時刻至少有四個足端的吸盤在玻璃幕墻上固定。該行走機構中原動件為曲軸,曲軸被電機帶動并通過齒輪系進行減速,最后帶動清洗機器人的八個“足”完成爬行工作。
機器的清洗機構部分設置了三種清洗設施:玻璃刮刮洗、抹布立筒、抹布橫筒。當行走機構足端處于水平位置,由清洗電機帶動抹布立筒,進行清洗作業,并配合玻璃刮和橫筒共同完成徹底清洗、干凈高效。
實際生活中,玻璃幕墻上玻璃與玻璃之間、墻壁與墻壁之間不是全是平面,還有一些固定障礙物,所以實際應用中機器必須有很好的越障能力。對此超級玻璃幕墻清洗“蜘蛛俠”采用八足行走機構,實現建筑幕墻固定障礙處的完美越障;采用氣動吸盤垂直吸附機械結構,實現重力作用下安全穩定自由行走;三重保障即滾動圓筒、清洗立筒、洗刮器,清洗徹底,干凈高效;清洗作業不需工人高空作業,大大降低清洗工人的事故率。
超級玻璃幕墻清洗“蜘蛛俠”具有功能齊全,清洗干凈快捷,沒有危險等眾多優點。可以實施對高樓玻璃幕墻的清洗、除塵等工作以及可以實現對高大廣告牌的清洗、除塵工作,具有十分廣闊的應用前景,值得大力推廣。