“高空清道夫”智能机器人的研究和应用分析

摘 要：随着经济高速发展，越来越多拥有玻璃幕墙的高楼大厦出现了，从而带来的是如何清洁玻璃幕墙的问题。而市场上现有的清洁方式安全系数低、成本高昂，所以该文旨在利用现有的清洁机器人技术，将多个清洁机器人组成阵列，并使用PC机、PLC技术进行实时监控及行动路线的控制，使之具有高效、安全、廉价的特点。

关键词：高空玻璃幕墙 清洁机器人 PLC 中图分类号：TP242 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（b）-0002-02

近年来，由于改革开放的深入贯彻落实，国内经济飞速发展，城市里的高层建筑越来越多，各种各样的摩天大楼成为现代都市中一道美丽的风景。而玻璃幕墙由于具有采光性好、隔音隔热、保温防潮、抗风压强度大以及实用美观等优点，在高层建筑的外墙建设中被广泛使用。但是美中不足的是外墙玻璃容易沾染上水渍、粉尘或者其他污垢。为了保证建筑外观的整洁美丽，需要定期对玻璃壁面进行清洗，以美化市容市貌。特别是在很多城市先后推出政策规定每年必须对玻璃幕墙进行清洁后，如何安全高效的对玻璃幕墙进行清洁的问题越来越引人瞩目。

1 发展前景

目前高层建筑玻璃幕墙的清洗方法主要有两种，一种是依靠升降平台吊篮承载清洁工进行玻璃幕墙的清洗，虽简便易行，但是劳动强度大，工作效率又低，属于高空极限作业，对人身安全及玻璃壁面都有很大的危险性。

另一种是用安装在楼顶的轨道及吊索系统将擦窗机对准窗户进行自动擦洗。这种方式初次投资成本较高（高达数百万元），并且要求必须在建筑物设计之初就要考虑擦窗系统，因而不能后期添加，此系统的弊端限制了其使用。 玻璃幕墙一般面积较大，大多处于几十米甚至上百米的高处，并且周围无可攀援的支架，这就使得高空对玻璃幕墙的清洗成为一项繁重、危险、耗资的工作。如果用人去清洗，花费高、不安全。再加上目前一些国家和地区已经通过立法对包括擦窗作业在内的人工高空攀爬进行了限制，寻找一种能够代替人，而又有一定灵活性和适用性的自动机器来完成清洁迫在眉睫。高层建筑清洗机器人正是在这种背景下应运而生。它的出现将极大降低高层建筑的清洗成本，改善工人的劳动环境，提高生产效率，也必将极大地推动清洗业的发展，带来相当的社会效益、经济效益。因此，国内外多家研究机构都在积极开展此项研究工作。 2 相关产品分析

在国际上，几年前韩国一家公司发明了一个叫做

WINDORO的玻璃清洁机器人，它利用钕磁铁将两个机器人分别紧贴在玻璃窗两面进行清洁，自带距离感应器和防坠落功能。对面窗挂有垫子的清洁器会跟随着磁石一并运行的方式。并且安装了人工智能，可自动识别玻璃窗的厚度和宽度，而设定进行清洁的方法，清洁完了后，??恢复到初始位置。在清洁的时候，机器人会自动定量喷射绿色清洁剂到玻璃窗上，能进一步增强清洁能力。

我国对于壁面移动机器人的研究工作起步较晚，但是发展较快。哈尔滨工业大学机器人研究所特种机器人研究室已研究开发成功负压吸附和磁吸附两个系列共5个品种，可对瓷砖和玻璃壁面进行清洗。北京航空航天大学与北京铁路局合作研制的擦窗机器人样机，有8个真空吸盘，用于北京西客站玻璃顶棚的清洗。上海科技大学机器人研究所研制的双足式爬壁机器人，与步行式两足机器人比较，结构较为简单。最近，北京航空航天大学将推进型壁面机器人附着于壁面上。但机器人本身不具有自主移动的功能，由装在楼顶的缆车通过缆绳拉动机器人上下移动，其移动机构不带动力，仅为四只导向轮，结构极其简单。 3 “高楼清道夫”技术分析

我们不妨假想一下，上述这些都是单个的机器人，如果将这些机器人投入实际应用，一幢十多层的高楼，使用这样一个机器人需要多长时间才能清理干净，并且现行的机器人