Многофункциональный Робот для мойки окон небоскребов

Здравствуйте, дорогие друзья!

Предлагаю Вашему вниманию идею создания многофункционального робота для мойки окон небоскребов. Представьте себе робота-скорпиона, который будет перемещаться на лапах-присосках по стеклам, а хвост будет выполнять функцию руки, на конце которой будет закреплена система очистки стекол. Для начала работы (для запуска робота) необходимо вымыть одно витражное стекло на первом этаже небоскреба. Затем, робот устанавливается на данную чистую поверхность и начинает свое движение вверх.
Хвост робота-скорпиона свисает над его передней частью (головой) и рабочей поверхностью хвоста очищает себе путь вверх (рабочая поверхность находится там, где находится ядовитое жало у живого скорпиона). Вымыв окно второго этажа робот перемещается на подготовленную им чистую сухую поверхность, что обеспечивает надежное сцепление присосок к стеклу. Таким образом, робот всегда держится на стекле заведомо очищенным от грязи. Это что касается вступления и краткого описания рабочего процесса. Далее я познакомлю вас с актуальностью темы и детальным принципом работы робота.

Актуальность темы

Владельцы современных небоскребов тратят колоссальные деньги на поддержание зданий в чистом виде. И если внутри помещений роботы уже довольно широко используются для уборки и чистки полов, (я имею ввиду большие моющие машины с водителем, которые моют и полируют кафель и другие покрытия), то снаружи роботы пока не используются. Хотя, затраты на мойщиков, которые свисают с крыши на стропах или платформе, достаточно внушительные. Так почему бы не доверить эту опасную работу не человеку, а роботу? Такой робот сможет мыть здание на протяжении всего срока службы и поддерживать его всегда в безупречном виде, ведь затраты в разы отличаются от тех способов, которыми люди пользуются в настоящее время. Кроме того, робот может мыть не одно здание, а 2, 3 или даже 10, обслуживая эти небоскребы по очереди. Робот универсальный и подходит абсолютно для любых зданий. Для обслуживания робота достаточно одного подготовленного человека.

Проанализировав уйму материала, пообщавшись с заинтересованными людьми разных профессий и непредвзято и трезво взвесив все плюсы и минусы, я пришел к выводу, что автоматизированная система мойки окон для небоскребов является наиболее актуальной темой будущего. Крупные бизнес центры, современные города и мегаполисы, все они страдают от грязи, смога и копоти. От сюда следует, что рынок применения данного робота широк и не имеет никаких границ, в том числе государственных. В каждой стране найдется несколько городов где данная техника найдет свое применение.

Сильные стороны проекта

В настоящий момент на рынке уже присутствуют роботы для мойки окон. Есть как промышленные так и для домашнего пользования, но все эти не многочисленные модели достаточно сырые, примитивные и мало эффективные. В идее, которую предлагаю я, лежит принципиально другой подход. Он заключается в абсолютной автономности работы, надежности, в безупречном качестве мойки окон и ряда других преимуществ.

Итак, конкретно о роботе.

1) Способ крепления робота к небоскребу.
Как я уже говорил, робот выглядит в виде скорпиона. Для лазания по отвесным стенам нет более приспособленного насекомого, чем паук. Шесть конечностей позволяют легко перемещаться по любым поверхностям, в том числе по вертикальным. Соответственно для перемещения робота по стеклянной поверхности за основу берем строение паукообразного насекомого, добавляем к нему рабочую руку, которой робот будет чистить стекла и получаем что-то близко напоминающее скорпиона. Что касается конкретно присосок, благодаря которым робот сможет надежно фиксироваться на любом этаже небоскреба. Многие видели присоски которые используют в своей работе монтажники пластиковых окон, и если кто-то интересовался ими, то он знает, что данное приспособление самым надежным образом фиксируется на стекле. Я предлагаю использовать подобные липучки на каждый из шести конечностей робота. На конце каждой лапке робота-скорпиона будет размещена одна механизированная присоска. Механизированная она за счет того, что на присоске при контакте с гладкой поверхностью срабатывают несколько датчиков. Информация от датчиков идет на центральный компьютер. На основании информации от этих датчиков, компьютер принимает решение: присоска правильно лежит на поверхности стекла, можно включать режим прилипания на данной лапке. В ту же секунду происходит присасывание к стеклу и данная лапка надежно зафиксирована на поверхности. Это все происходит за считанные доли секунды. Таким образом поочередно присасываемые лапки позволят роботу перемещаться в любом направлении. Отлипания присосок происходит по аналогичному принципу: как только роботу необходимо оторвать лапу от поверхности, поступает сигнал и присоска отлепляется. По мимо этого присутствует система безопасности, которая используя датчики отрицательного давления, собирает информацию о надежности крепления каждой лапки. За счет того что робот всегда перемещается только по очищенной поверхности, риск слабого прилипания сведен к минимуму. Алгоритм перемещения и прилипания, я думаю стал понятен всем. Идем дальше…

2) Рабочая рука или хвост скорпиона.
Хвост робота-скорпиона не будет состоять из большого числа элементов, как у настоящего насекомого, — данная конструкция, на мой взгляд, слишком хлопотная и ненадежная. Я предлагаю использовать лишь 3 шарнирных механизма: у основания хвоста, чуть дальше и на самом кончике хвоста – убежден, этого будет достаточно. Хвост приводится в движение за счет электричества. Хвост на конце имеет телескопический принцип и выдвигается вперед на какое-то расстояние. Это нужно для того чтобы робот находясь на одном окне мог с легкостью достать до окна выше этажом и отмыть необходимую для себя площадь и следовать выше.

3) Моющая площадка.
На хвосте скорпиона размещена система мойки окон. Вдаваться в подробности ее работы я не буду, скажу лишь, что используя высокоэффективную пену, она без труда отмывает окна, а также оставляет их сухими. Данная моющая площадка является расходным материалом и легко меняется по мере необходимости. Грязную воду со стекла данная насадка собирает в контейнер. Протекание грязных подтеков на рамы и другие окна исключено.
Позиционирование робота на небоскребе.
Перед началом эксплуатации на конкретном объекте в компьютер вносятся данные о внешних размерах здания, размерах окон, выступов, количество этажей- в общем все внешние параметры здания. Тем самым робот всегда понимает на каком этаже и окне находится, какие окна вымыты и сколько еще осталось.

Конструкция и питание

Робот изготовлен из углеродного волокна и работает за счет электричества. Необходимое количество энергии робот получает по свисающему с верхнего этажа кабелю. Чтобы провод не провисал, существует система подачи кабеля. На основании данных о местонахождении робота система контролирует провисание кабеля.

Полезный груз

На брюшке робота располагаются две емкости. В одной находится пена(10л), а в другую поступает грязная отработанная жидкость(10л). Контейнеры меняются на земле.