文档介绍：我国智能外墙清洁机器人发展及应用
摘要:现代城市化发展造就了更多高层建筑,但也伴随着一系列非常繁重的清洗任务。智能外墙清洗机器人的使用,将极大程度上将人从高危、繁重的劳动环境中解放出来。近年来,我国建筑外表面清洁机器人获得了一并由控制系统根据采集到的不同数据对应调整机器人工作策略。智能外墙清洁机器人在运动中高度依赖于传感技术,传感技术也直接关系到机器人智能程度。虽然我国传感器市场发展很快,但国内传感器技术与世界水平相比仍存有相当大的差距,传感精确度不高、技术低等问题直接导致机器人不能更快速准确地作出判断并采取应对策略。
例如机器人在外场工作时,不可避免地会受到风或其它因素干扰,加上工作过程中动作反作用力产生的姿态偏移,使得机器人无法正常实施清洁工作。因此,需要可靠的传感技术支持,确保机器人在空中能长时间维持稳定姿态。传感器在智能外墙清洁机器人中的应用如图1所示。
智能攀爬及越障技术
现代建筑风格良莠不齐,个性化建筑屡见不鲜,为适应各种不同外墙环境,机器人需要具备高度适应的越障技术与攀爬能力。
目前,外墙清洁机器人攀爬方式主要有自攀爬或依赖辅助机器通过绳索牵引的方式。其中,自攀爬方式又以磁吸附式、真空负压吸附式、足式移动、轮式移动等为主。 对于越障技术,由于楼盘与楼盘间风格迥异,故机器人每次工作环境都在变化。为了应对这些变化,机器人需要综合借助传感技术、机器视觉技术及图像处理技术等检测障碍物,同时与机器人的运动机构相配合,克服工作中的各种障碍。
能源供给技术
由于是高空作业,机器人需要维持较长的工作时间,故需要一定的能源储备。锂离子电池具有能量密度高、输出功率大、工作温度范围宽、充电效率高、可随时替换等优点;锂聚合物电池具有安全性能好(相比液态电芯电池)、厚度小、重量轻、容量大、内阻小、可定制形状等优点。但这两种电池均存在安全隐患,有随时爆炸的危险,且无法过大充放电,需要保护电路,又由于其生产条件高,故生产成本随之升高。
另一种供能方式是连接电线供能,可以随时保证机器人的能源供应。但由于是高空作业,需要储备与楼盘高度相仿的电线余量,以及伴随其后的线缆收放问题。
最理想的方式是无线充电。隔空充电是多家企业的终极目标,这类技术大多通过发射RF(射频)电波发挥作用,在电器上配备接收器,能够将接收到的电波转化为电能,从而完成充电;抑或是利用太阳能,由于机器人处于外场环境工作,对天气有一定要求,晴天利用太阳能储备能源也是一种较好方式。
清洗效率
作为一种替代人工的清洁用机器,其清洗效率是最重要的考核指标。目前,人工清洗每天工作8小时约能完成300~500m2的清洁工作量,机器需在相同时间内,保证使用安全、操作简便及清洗干净的前提下完成多名工人的工作量,才能在市场上有足够竞争力。
3 国内智能外墙清洁技术应用
为了加快智能外墙清洁技术研发与应用进程,国内众多大企业联合高校及国外先进企业致力于攻克各技术难点,研发了适用于国内建筑的智能外墙清洗机器人,取得了系列成果,更有一些产品成功应用于市场。
北京历途研制的历途机器人采用内置负压吸附设计和四旋翼设计,即使在运动过程中突遇横风,机器人也能紧贴外墙表面,并根据风速大小作出