一种高墙作业设备中的移动作业平台

摘要

本发明实施例公开了一种高墙作业设备中的移动作业平台，包括平台本体、包含牵引绳索的平台牵引装置和平台姿态控制装置；平台本体固定墙面作业装置并带动其在墙面上移动实现对墙面的作业；平台牵引装置通过牵引绳索使平台本体在墙面上定位并在作业时使平台本体固定在屋顶与地面之间；在作业完成后计算平台本体移动到下一定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据该收放长度控制牵引绳索的收放；平台姿态控制装置在平台本体定位后对平台本体的姿态进行调整。该实施例方案保证了高墙作业设备的稳定性，提高了设备的抗干扰能力和作业安全性，并使得高墙作业设备能够清洁凸凹不平的不规则外墙。

权利要求

1.一种高墙作业设备中的移动作业平台，所述高墙作业设备包括设置于所述移动作业平台上的墙面作业装置以及设置于屋顶的配重装置，其特征在于，所述移动作业平台包括：平台本体、平台牵引装置和平台姿态控制装置；所述平台牵引装置包括：牵引绳索；

所述平台本体，用于固定所述墙面作业装置，并通过自身移动带动所述墙面作业装置在墙面上移动，实现对所述墙面的作业；

所述平台牵引装置，用于通过所述牵引绳索的牵引使所述平台本体在所述墙面上定位，并在所述墙面作业装置针对定位后的当前墙面进行作业时，使所述平台本体固定在屋顶与地面之间；还用于在确定所述墙面作业装置完成对所述当前墙面的作业操作后，计算所述平台本体从当前定位点移动到预设的下一个定位点过程中所述牵引绳索的收放长度，并根据计算出的所述收放长度控制所述牵引绳索的收放，以使所述平台本体移动到所述下一个定位点上；

所述平台姿态控制装置，用于在所述平台本体通过所述牵引绳索定位在空中后，当所述平台本体的姿态发生变化时对所述平台本体的姿态进行调整；

所述牵引绳索包括：多个第一绳索和多个第二绳索；

所述第一绳索，用于连接所述平台本体和所述配重装置，以将所述平台本体的一端固定于屋顶上，并用于实现所述平台本体在所述墙面上的定位；

所述第二绳索，用于连接所述平台本体和地面，以将所述平台本体的另一端固定于地面上，实现对所述平台本体的固定；

其中，所述配重装置包括第一配重装置和第二配重装置；所述第一绳索包括第一子绳索和第二子绳索；其中，所述第一子绳索与所述第一配重装置相连，所述第二子绳索与所述第二配重装置相连；

所述第二绳索包括第三子绳索和第四子绳索；其中，所述第三子绳索与地面上的第一固定点相连，所述第四子绳索与地面上的第二固定点相连；

当所述第一固定点与所述第一配重装置中用于引导所述第一子绳索的第一定滑轮的中心位于同一垂线上，且所述第二固定点与所述第二配重装置中用于引导所述第二子绳索的第二定滑轮的中心位于同一垂线上时：所述平台牵引装置还包括：第一控制装置，所述第一控制装置，用于将所述第一固定点、所述第一定滑轮的中心、所述第二定滑轮的中心和所述第二固定点确定出的第一矩形区域作为作业范围，并在所述第一矩形区域内建立第一移动坐标系；其中，所述第一移动坐标系的原点为所述第一定滑轮的中心；所述第一移动坐标系的X轴正方向为从所述第一定滑轮的中心指向所述第二定滑轮的中心的方向；所述第一移动坐标系的Y轴正方向为从所述第一定滑轮的中心指向所述第一固定点的方向；所述第一移动坐标系的Y轴正方向为根据所述X轴正方向、所述Y轴正方向和右手定则确定出的方向。

2.根据权利要求1所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述第一控制装置，还用于计算所述平台本体从所述当前定位点移动到所述下一个定位点过程中所述牵引绳索的收放长度，并根据计算出的所述收放长度计算所述牵引绳索的收放速度，控制所述牵引绳索以所述收放速度和所述收放长度进行收放。

3.根据权利要求2所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述第一控制装置，还用于通过控制所述第一子绳索的第一收放长度L1和第一收放速度V1、所述第二子绳索的第二收放长度L2和第二收放速度V2、所述第三子绳索的第三收放长度L3和第三收放速度V3，以及所述第四子绳索的第四收放长度L4和第四收放速度V4控制所述平台本体的移动。

4.根据权利要求3所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，当所述第一固定点与所述第一定滑轮的中心未位于同一垂线上，和/或所述第二固定点与所述第二定滑轮的中心未位于同一垂线上时：所述第一控制装置，还用于相应地将所述第一固定点与所述第一定滑轮的中心之间的第一连线投影在所述第一定滑轮的中心所在的第一垂线上并获取第一投影线，和/或将所述第二固定点与所述第二定滑轮的中心之间的第二连线投影在所述第二定滑轮的中心所在的第二垂线上并获取第二投影线；并将所述第一定滑轮的中心与所述第二定滑轮的中心之间的第三连线、所述第一投影线、所述第二投影线以及所述第一垂线和所述第二垂线与地面的交点的连线确定出的第二矩形区域作为作业范围，并在所述第二矩形区域内建立第二移动坐标系；

其中，所述第二移动坐标系的原点为所述第一定滑轮的中心；所述第二移动坐标系的X轴正方向为从所述第一定滑轮的中心指向所述第二定滑轮的中心的方向；所述第二移动坐标系的Y轴正方向为从所述第一定滑轮的中心沿所述第一垂线指向所述地面的方向；所述第二移动坐标系的Y轴正方向为根据所述X轴正方向、所述Y轴正方向和右手定则确定出的方向。

5.根据权利要求4所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述第一控制装置，还用于在进行作业之前，根据预设的初始定位关系式将所述平台本体定位在预设的初始定位点上；

所述初始定位点包括：第一固定点处；所述初始定位关系式包括：

其中，H为所述高墙的高度，L为所述第一定滑轮与所述第二定滑轮的水平距离，H0为所述第一定滑轮和所述第二定滑轮高出所述屋顶的距离，2a为所述平台本体的长度，2b为所述平台本体的高度。

6.根据权利要求5所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述第一控制装置计算所述平台本体从所述当前定位点移动到所述下一个定位点过程中所述牵引绳索的收放长度包括：根据预设的第一关系式和第二关系式分别计算出从所述初始定位点移动到所述当前定位点时的第一组收放长度和从所述初始定位点移动到所述下一个定位点时的第二组收放长度；其中，所述第一组收放长度和所述第二组收放长度均包括：所述第一收放长度L1、所述第二收放长度L2、所述第三收放长度L3和所述第四收放长度L4；

采用所述第二组收放长度中的长度值减去所述第一组收放长度中的相应长度值获得所述第一收放长度的差值△L1、所述第二收放长度的差值△L2、所述第三收放长度的差值△L3和所述第四收放长度的差值△L4，作为所述平台本体从所述当前定位点移动到所述下一个定位点过程中所述牵引绳索的收放长度。

7.根据权利要求6所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述第一控制装置根据计算出的所述收放长度计算所述牵引绳索的收放速度包括：根据预设的两个相邻定位点之间的第一运行时间t1，分别计算出所述第一子绳索移动所述第一收放长度的差值△L1时所需的第一速度、所述第二子绳索移动所述第二收放长度的差值△L2时所需的第二速度、所述第三子绳索移动所述第三收放长度的差值△L3时所需的第三速度以及所述第四子绳索移动所述第四收放长度的差值△L4时所需的第四速度；分别将所述第一速度、所述第二速度、所述第三速度和所述第四速度作为所述第一子绳索、所述第二子绳索、所述第三子绳索和所述第四子绳索的收放速度；或者，根据预先设置的第一子绳索的固定收放速度，计算出当所述第一子绳索的收放长度为所述第一收放长度的差值△L1时所述第一子绳索的第二运行时间t2；根据所述第二运行时间t2分别计算出当所述第二子绳索的收放长度为所述第二收放长度的差值△L2时所述第二子绳索的收放速度、当所述第三子绳索的收放长度为所述第三收放长度的差值△L3时所述第三子绳索的收放速度，以及当所述第四子绳索的收放长度为所述第四收放长度的差值△L4时所述第四子绳索的收放速度。

8.根据权利要求1所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述平台姿态控制装置设置于所述平台本体上，包括：第二控制装置、姿态传感器和姿态调整装置；

所述姿态传感器，用于检测所述平台本体在三维空间中的姿态变化；其中所述姿态变化包括：绕空间X轴的摆动、绕空间Y轴的摆动以及绕空间Z轴的摆动；

所述第二控制器，用于根据检测到的不同的姿态变化和预设的控制算法，控制所述姿态调整装置执行相应的调整动作；

所述姿态调整装置，用于带动所述牵引绳索运动，以实现对所述平台本体的姿态调整。

9.根据权利要求8所述的高墙作业设备中的移动作业平台，其特征在于，所述姿态调整装置包括：电机、传动机构、绳索套和滑动装置；

所述电机与所述传动机构连接，用于带动所述传动机构转动；

所述绳索套包括两端，一端设置于所述滑动装置上，另一端设置于所述传动机构上；所述绳索套用于固定所述牵引绳索，使所述传动机构运动时带动所述牵引绳索进行移动；

所述滑动装置固定于所述平台本体上，并与所述传动机构平行设置。

说明书

一种高墙作业设备中的移动作业平台

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及高墙作业设备设计技术，尤指一种高墙作业设备中的移动作业平台。

背景技术

[0002] 目前高层外墙面作业的一种解决办法是在楼顶设置一种吊船机，人位于吊船中，用绳索控制升降使吊船移动到需要作业的位置，由人工来完成工作，人身安全得不到保证并且成本高昂。另外，目前的吊船干扰能力弱，例如，在四级及以上的风中是不能工作的，并且考虑到工作人员的安全，该结构的工作持续时间较短，且安全性仍然较差。

[0003] 另一种解决办法是吸附式高楼外墙作业装置，但此装置作业范围仅限于玻璃幕墙的作业(如清洗)，无法对凸凹不平的不规则外墙进行作业。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种高墙作业设备中的移动作业平台，能够保证高墙作业设备的稳定性，提高设备的抗干扰能力，提高作业期间的安全性，并且使得高墙作业设备能够清洁凸凹不平的不规则外墙。

[0005] 为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种高墙作业设备中的移动作业平台，该高墙作业设备包括设置于移动作业平台上的墙面作业装置，移动作业平台包括：平台本体、平台牵引装置和平台姿态控制装置；平台牵引装置包括：牵引绳索；

[0006] 平台本体，用于固定墙面作业装置，并通过自身移动带动墙面作业装置在墙面上移动，实现对墙面的作业；

[0007] 平台牵引装置，用于通过牵引绳索的牵引使平台本体在墙面上定位，并在墙面作业装置针对定位后的当前墙面进行作业时，使平台本体固定在屋顶与地面之间；还用于在确定墙面作业装置完成对当前墙面的作业操作后，计算平台本体从当前定位点移动到预设的下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据计算出的收放长度控制牵引绳索的收放，以使平台本体移动到下一个定位点上；

[0008] 平台姿态控制装置，用于在平台本体通过牵引绳索定位在空中后，当平台本体的姿态发生变化时对平台本体的姿态进行调整。

[0009] 可选地，高墙作业设备还包括设置于屋顶的配重装置；牵引绳索包括：多个第一绳索和多个第二绳索；

[0010] 第一绳索，用于连接平台本体和配重装置，以将平台本体的一端固定于屋顶上，并用于实现平台本体在墙面上的定位；

[0011] 第二绳索，用于连接平台本体和地面，以将平台本体的另一端固定于地面上，实现对平台本体的固定。

[0012] 可选地，平台牵引装置还包括：第一控制装置；

[0013] 第一控制装置，用于计算平台本体从当前定位点移动到下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据计算出的收放长度计算牵引绳索的收放速度，控制牵引绳索以该收放速度和收放长度进行收放。

[0014] 可选地，配重装置包括第一配重装置和第二配重装置；第一绳索包括第一子绳索和第二子绳索；其中，第一子绳索与第一配重装置相连，第二子绳索与第二配重装置相连；

[0015] 第二绳索包括第三子绳索和第四子绳索；其中，第三子绳索与地面上的第一固定点相连，第四子绳索与地面上的第二固定点相连；

[0016] 第一控制装置，还用于通过控制第一子绳索的第一收放长度L1和第一收放速度V1、第二子绳索的第二收放长度L2和第二收放速度V2、第三子绳索的第三收放长度L3和第三收放速度V3，以及第四子绳索的第四收放长度L4和第四收放速度V4控制平台本体的移动。

[0017] 可选地，当第一固定点与第一配重装置中用于引导第一子绳索的第一定滑轮的中心位于同一垂线上，且第二固定点与第二配重装置中用于引导第二子绳索的第二定滑轮的中心位于同一垂线上时；

[0018] 第一控制装置，还用于将第一固定点、第一定滑轮的中心、第二定滑轮的中心和第二固定点确定出的第一矩形区域作为作业范围，并在第一矩形区域内建立第一移动坐标系；

[0019] 其中，第一移动坐标系的原点为第一定滑轮的中心；第一移动坐标系的X轴正方向为从第一定滑轮的中心指向第二定滑轮的中心的方向；第一移动坐标系的Y轴正方向为从第一定滑轮的中心指向第一固定点的方向；第一移动坐标系的Y轴正方向为根据X轴正方向、Y轴正方向和右手定则确定出的方向；

[0020] 当第一固定点与第一定滑轮的中心未位于同一垂线上，和/或第二固定点与第二定滑轮的中心未位于同一垂线上时：

[0021] 第一控制装置，还用于相应地将第一固定点与第一定滑轮的中心之间的第一连线投影在第一定滑轮的中心所在的第一垂线上并获取第一投影线，和/或将第二固定点与第二定滑轮的中心之间的第二连线投影在第二定滑轮的中心所在的第二垂线上并获取第二投影线；并将第一定滑轮的中心与第二定滑轮的中心之间的第三连线、第一投影线、第二投影线以及第一垂线和第二垂线与地面的交点的连线确定出的第二矩形区域作为作业范围，并在第二矩形区域内建立第二移动坐标系；

[0022] 其中，第二移动坐标系的原点为所述第一定滑轮的中心；第二移动坐标系的X轴正方向为从第一定滑轮的中心指向第二定滑轮的中心的方向；第二移动坐标系的Y轴正方向为从第一定滑轮的中心沿第一垂线指向地面的方向；第二移动坐标系的Y轴正方向为根据X轴正方向、Y轴正方向和右手定则确定出的方向。

[0023] 可选地，第一控制装置，还用于在进行作业之前，根据预设的初始定位关系式将平台本体定位在预设的初始定位点上；

[0024] 初始定位点包括：第一固定点处；初始定位关系式包括：

[0025]

[0026] 其中，H为高墙的高度，L为第一定滑轮与第二定滑轮的水平距离，H0为第一定滑轮和所述第二定滑轮高出屋顶的距离，2a为平台本体的长度，2b为平台本体的高度。

[0027] 可选地，第一控制装置计算平台本体从当前定位点移动到下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度包括：

[0028] 根据预设的第一关系式和第二关系式分别计算出从初始定位点移动到当前定位点时的第一组收放长度和从初始定位点移动到下一个定位点时的第二组收放长度；其中，第一组收放长度和第二组收放长度均包括：第一收放长度L1、第二收放长度L2、第三收放长度L3和第四收放长度L4；

[0029] 采用第二组收放长度中的长度值减去第一组收放长度中的相应长度值获得第一收放长度的差值△L1、第二收放长度的差值△L2、第三收放长度的差值△L3和第四收放长度的差值△L4，作为平台本体从当前定位点移动到下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度。

[0030] 可选地，

[0031] 第一关系式包括：

[0032] 第二关系式包括：

[0033] 其中，x为移动坐标系内的任意横坐标，y为移动坐标系内的任意纵坐标。

[0034] 可选地，第一控制装置根据计算出的收放长度计算所述牵引绳索的收放速度包括：

[0035] 根据预设的两个相邻定位点之间的第一运行时间t1，分别计算出第一子绳索移动第一收放长度的差值△L1时所需的第一速度、第二子绳索移动第二收放长度的差值△L2时所需的第二速度、第三子绳索移动第三收放长度的差值△L3时所需的第三速度以及第四子绳索移动第四收放长度的差值△L4时所需的第四速度；分别将第一速度、第二速度、第三速度和第四速度作为第一子绳索、第二子绳索、第三子绳索和第四子绳索的收放速度；或者，[0036] 根据预先设置的第一子绳索的固定收放速度，计算出当第一子绳索的收放长度为第一收放长度的差值△L1时第一子绳索的第二运行时间t2；根据第二运行时间t2分别计算出当第二子绳索的收放长度为第二收放长度的差值△L2时第二子绳索的收放速度、当第三子绳索的收放长度为第三收放长度的差值△L3时第三子绳索的收放速度，以及当第四子绳索的收放长度为第四收放长度的差值△L4时第四子绳索的收放速度。

[0037] 可选地，平台牵引装置还包括：牵引电机和与牵引电机相连的绳索收放装置；绳索收放装置上设置有码盘；

[0038] 牵引电机，用于在控制装置的控制下根据计算出的收放速度带动绳索收放装置运行；

[0039] 绳索收放装置，用于在自身运行时对牵引绳索进行收放；

[0040] 码盘，用于在绳索收放过程中对牵引绳索的收放长度进行统计。

[0041] 可选地，平台姿态控制装置设置于平台本体上，包括：第二控制装置、姿态传感器和姿态调整装置；

[0042] 姿态传感器，用于检测平台本体在三维空间中的姿态变化；其中该姿态变化包括：绕空间X轴的摆动、绕空间Y轴的摆动以及绕空间Z轴的摆动；

[0043] 第二控制器，用于根据检测到的不同的姿态变化和预设的控制算法，控制姿态调整装置执行相应的调整动作；

[0044] 姿态调整装置，用于带动牵引绳索运动，以实现对平台本体的姿态调整。

[0045] 可选地，姿态调整装置包括：电机、传动机构、绳索套和滑动装置；

[0046] 电机与传动机构连接，用于带动传动机构转动；

[0047] 绳索套包括两端，一端设置于滑动装置上，另一端设置于传动机构上；绳索套用于固定牵引绳索，使传动机构运动时带动牵引绳索进行移动；

[0048] 滑动装置固定于平台本体上，并与传动机构平行设置。

[0049] 与现有技术相比，本发明实施例的高墙作业设备包括设置于移动作业平台上的墙面作业装置，移动作业平台包括：平台本体、平台牵引装置和平台姿态控制装置；平台牵引装置包括：牵引绳索；平台本体用于固定墙面作业装置，并通过自身移动带动墙面作业装置在墙面上移动，实现对墙面的作业；平台牵引装置用于通过牵引绳索的牵引使平台本体在墙面上定位，并在墙面作业装置针对定位后的当前墙面进行作业时，使平台本体固定在屋顶与地面之间；还用于在确定墙面作业装置完成对当前墙面的作业操作后，计算平台本体从当前定位点移动到预设的下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据计算出的收放长度控制牵引绳索的收放，以使平台本体移动到下一个定位点上；平台姿态控制装置，用于在平台本体通过牵引绳索定位在空中后，当平台本体的姿态发生变化时对平台本体的姿态进行调整。通过该实施例方案，保证了高墙作业设备的稳定性，提高了设备的抗干扰能力，提高了作业期间的安全性，并且使得高墙作业设备能够清洁凸凹不平的不规则外墙。

[0050] 本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

[0051] 附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。

[0052] 图1为本发明实施例的移动作业平台结构示意图；

[0053] 图2为本发明实施例的移动坐标系的示意图；

[0054] 图3为本发明实施例的平台本体初始位置示意图；

[0055] 图4为本发明实施例的平台姿态控制装置结构示意图；

[0056] 图5为本发明实施例的姿态传感器位置以及三维空间示意图。

具体实施方式

[0057] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

[0058] 在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

[0059] 本发明实施例提供了一种高墙作业设备中的移动作业平台，如图1所示，该高墙作业设备可以包括设置于移动作业平台1上的墙面作业装置2，该移动作业平台1包括：平台本体11、平台牵引装置12和平台姿态控制装置13；平台牵引装置包括：牵引绳索121；

[0060] 平台本体11，用于固定墙面作业装置2，并通过自身移动带动墙面作业装置2在墙面上移动，实现对墙面3的作业；

[0061] 平台牵引装置12，用于通过牵引绳索121的牵引使平台本体在墙面上定位，并在墙面作业装置针对定位后的当前墙面进行作业时，使平台本体固定在屋顶与地面之间；还用于在确定墙面作业装置完成对当前墙面的作业操作后，计算平台本体从当前定位点移动到预设的下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据计算出的收放长度控制牵引绳索的收放，以使平台本体移动到下一个定位点上；

[0062] 平台姿态控制装置13，用于在平台本体11通过牵引绳索121定位在空中后，当平台本体11的姿态发生变化时对平台本体11的姿态进行调整。

[0063] 在本发明实施例中，该高墙作业设备可以包括但不限于用于墙面清洗、墙面粉刷、墙面喷涂、墙面巡检等墙面作业。

[0064] 在本发明实施例中，对于平台本体11的形状不做具体要求，并且对于墙面作业装置2的具体实现形式不作要求，该墙面作业装置2可以是如图1所示的摆杆式作业装置，也可以是直接吸附于墙面上的作业装置。

[0065] 在本发明实施例中，通过平台牵引装置12将平台本体固定在屋顶与地面之间，可以使得平台本体11在很大程度上增加了抗干扰能力，该干扰可以包括：移动作业平台1进行位置移动时造成的平台本体11晃动，墙面作业装置2进行作业工作时对平台本体11造成的扰动，以及风力较大时造成的平台本体11晃动。通过该实施例方案，可以抵抗上述任意一种或多种干扰，使得平台本体尽量保持稳定，不会产生大幅度的摆动或晃动，并使平台本体11尽量保持在定位点附近，不会因上述的摆动或晃动造成平台本体11的大幅度位移，从而可以保持对墙面作业的连续性，不会因为平台本体11来回移动造成墙面某些区域作业不到，或某些区域反复作业。另外，该实施例方案还可以增加作业工作的安全性，避免因较大幅度的摆动或晃动造成平台本体11的牵引装置由于瞬间受力过大造成牵引装置断裂，从而造成平台本体脱落的危险。并且基于上述优势，使得本发明实施例的高墙作业设备可以在四级及以上的风力下也可以正常作业，拓展了作业的时限，因为目前的高墙作业设备在四级及以上风力下基于安全考虑都是无法作业的。

[0066] 在本发明实施例中，通过牵引绳索的设置，还可以通过在牵引绳索上设置导管和导线，方便地将作业液以及电源从屋顶引导到平台本体11上以及墙面作业装置2上，便于作业期间内可持续外供清洗液、粉刷液、涂料及电源，避免了平台本体11在作业期间还负载大量沉重的清洗液、粉刷液、涂料和工作电源，从而减轻了平台本体的负荷，降低了平台本体的重量，增加了作业的安全性。

[0067] 在本发明实施例中，还设置了平台姿态控制装置13，使得平台本体11因干扰而产生摆动或晃动，从而造成平台本体11本身的姿态发生变化，并进而影响墙面作业装置2的作业工作时(例如，平台本体11产生歪斜，从而使得墙面作业装置2歪斜，不能正常作业，或者墙面作业装置2距离墙面太近或太远，从而使得墙面作业装置2不能正常作业)，均可以自动对平台本体11的姿态进行重新调整，使其自动恢复到预设的正常姿态下，从而使得墙面作业装置2恢复正常工作。

[0068] 在本发明实施例中，当平台本体11为长方体或正方体时，该正常姿态可以包括：平台本体11上与墙面相对的一面与该墙面平行，以及平台本体11的重心与当前定位点的相对位置保持在预设误差内或者墙面作业装置2与平台本体的连接点与当前定位点的相对位置保持在预设误差内。

[0069] 可选地，高墙作业设备还可以包括设置于屋顶的配重装置4；牵引绳索121可以包括：多个第一绳索1211和多个第二绳索1212；

[0070] 第一绳索1211，用于连接平台本体11和配重装置4，以将平台本体11的一端固定于屋顶上，并用于实现平台本体11在墙面3上的定位；

[0071] 第二绳索1212，用于连接平台本体11和地面，以将平台本体11的另一端固定于地面上，实现对平台本体的固定。

[0072] 在本发明实施例中，对于第一绳索1211和第二绳索1212的具体数量不做限制，可以根据不同的应用场景或需求进行相应的设置，例如，第一绳索1211和第二绳索1212均可以包括2条，如图1所示。

[0073] 在本发明实施例中，配重装置4设置于屋顶上，如图2所示。其中，配重装置4的个数可以与第一绳索1211的数量相对应，也可以统一采用一个整体的配重装置。

[0074] 在本发明实施例中，对于该配重装置的具体形式不做具体限制，可以根据不同的应用场景或需求自行定义。可选地，该配重装置可以由基本定位装置和多个砝码构成。其中，该基本定位装置用于与第一绳索1211连接，并确定多条第一绳索1211(如两条)在基本定位装置上的定位点之间的距离，从而可以初步确定平台本体11在墙面上可移动的水平距离(例如，1-3米)。在具体使用中，可以将一个或多个砝码分别累加到基本定位装置上，以增加配重装置的配重重量，也可以在移动配重装置的位置时，将一个或多个累加在基本定位装置上的砝码去除。该实施例方案简单、易于实现，并且可以使得在对较宽的墙面进行作业时，易于工作人员对配重装置的移动，从而可以节省劳动力和整体作业时间。

[0075] 可选地，平台牵引装置12还可以包括：牵引电机和与牵引电机相连的绳索收放装置；绳索收放装置上设置有码盘；

[0076] 牵引电机，用于在控制装置的控制下根据计算出的收放速度带动绳索收放装置运行；

[0077] 绳索收放装置，用于在自身运行时对牵引绳索进行收放；

[0078] 码盘，用于在绳索收放过程中对牵引绳索的收放长度进行统计。

[0079] 在本发明实施例中，对于设置的每条牵引绳索可以分别配备一套牵引电机、绳索收放装置和码盘，以方便分别对每条牵引绳索进行收放控制。

[0080] 可选地，平台牵引装置12还可以包括：第一控制装置122(未示出)。

[0081] 第一控制装置122，用于计算平台本体从当前定位点移动到下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据计算出的收放长度计算牵引绳索的收放速度，控制牵引绳索以该收放速度和收放长度进行收放。

[0082] 在本发明实施例中，第一控制装置122可以实时采集每个码盘所统计的收放长度，并根据该收放长度计算相应牵引绳索的收放速度。并且第一控制装置122还可以根据预设算法对各条绳索之间的收放速度进行协调控制，以使得各条收放绳索之间配合工作，从而牵引平台本体11移动到相应的定位点处。

[0083] 在本发明实施例中，第一控制装置122可以设置于平台本体上，也可以设置于平台本体以外的任意位置处；另外，该第一控制装置122可以为平台牵引装置12的专用控制装置，也可以通过高墙作业设备的控制装置实现，还可以通过整个楼房的中控系统实现。在此对于其具体设置位置和实现方式均不作限制，可以根据不同的需求自行定义。

[0084] 在本发明实施例中，第一控制装置122可以通过有线控制方式或无线控制方式控制牵引电机的驱动系统，实现同步稳定收放线控制。

[0085] 在本发明实施例中，下面以第一绳索1211和第二绳索1212均为2条，配重装置为2个时为例来详细说明本发明的具体实施例方案：

[0086] 可选地，如图2所示，配重装置4可以包括第一配重装置41和第二配重装置42；第一绳索1211包括第一子绳索1211-1和第二子绳索1211-2；其中，第一子绳索1211-1与第一配重装置41相连，第二子绳索1211-2与第二配重装置42相连；

[0087] 第二绳索1212包括第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2；其中，第三子绳索1212-1与地面上的第一固定点相连，第四子绳索1212-2与地面上的第二固定点相连；

[0088] 第一控制装置122，还用于通过控制第一子绳索1211-1的第一收放长度L1和第一收放速度V1、第二子绳索1211-2的第二收放长度L2和第二收放速度V2、第三子绳索1212-1的第三收放长度L3和第三收放速度V3，以及第四子绳索1212-2的第四收放长度L4和第四收放速度V4控制平台本体的移动。

[0089] 在本发明实施例中，第一子绳索1211-1、第二子绳索1211-2、第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2的示意图以及相应的收放长度L1、L2、L3、L4示意图如图2所示。

[0090] 可选地，第一固定点M与第一配重装置41中用于引导第一子绳索1211-1的第一定滑轮411的中心位于同一垂线上，第二固定点N与第二配重装置42中用于引导第二子绳索1211-2的第二定滑轮421的中心位于同一垂线上。

[0091] 在本发明实施例中，第一配重装置41上可以设置有第一支撑杆(未示出)，该第一支撑杆的一端设置于与第一配重装置41对应的第一基本定位装置上，另一端上设置有第一定滑轮411，该第一定滑轮411用于引导第一子绳索1211-1的牵引方向，使第一子绳索1211-1由竖直方向的牵引力改为水平方向的牵引力。同理，第二配重装置42上可以设置有第二支撑杆(未示出)，该第二支撑杆的一端设置于与第二配重装置42对应的第二基本定位装置上，另一端上设置有第二定滑轮421，该第二定滑轮421用于引导第二子绳索1211-2的牵引方向，使第二子绳索1211-2由竖直方向的牵引力改为水平方向的牵引力。

[0092] 在本发明实施例中，在理想状态下，即待作业的墙面为竖直的，未存在倾斜情况，为了使得平台本体11所在平面，或者全部牵引绳索所组成的平面与墙面3平行，需要第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2在地面上的固定点，即第一固定点M和第二固定点N，分别与第一定滑轮411的中心和第二定滑轮421的中心在同一垂线上，从而可以使得墙面作业装置2顺利进行墙面作业，不会因为平台本体11与墙面不平行使得墙面作业装置2与墙面距离时而较远，时而较近，影响对墙面作业装置2的准确控制。

[0093] 在本发明实施例中，前述的码盘可以设置于第一定滑轮411的中心和第二定滑轮421的中心处，分别用于计量第一子绳索1211-1的收放长度L1和第二子绳索1211-2的收放长度L2。

[0094] 在本发明实施例中，第一固定点M和第二固定点N出的地面机构可以采用扭矩工作模式，保持下部的第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2稳定张力的同时，实现第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2的收放功能。

[0095] 可选地，当第一固定点与第一配重装置中用于引导所述第一子绳索的第一定滑轮的中心位于同一垂线上，且第二固定点与第二配重装置中用于引导第二子绳索的第二定滑轮的中心位于同一垂线上时：第一控制装置122，还可以用于将第一固定点M、第一定滑轮411的中心、第二定滑轮421的中心和第二固定点N确定出的矩形区域作为作业范围，并在矩形区域内建立移动坐标系；

[0096] 其中，移动坐标系的原点为第一定滑轮411的中心；移动坐标系的X轴正方向为从第一定滑轮411的中心指向第二定滑轮421的中心的方向；移动坐标系的Y轴正方向为从第一定滑轮411的中心指向第一固定点M的方向；移动坐标系的Y轴正方向为根据X轴正方向、Y轴正方向和右手定则确定出的方向。

[0097] 可选地，当第一固定点与第一定滑轮的中心未位于同一垂线上，和/或第二固定点与第二定滑轮的中心未位于同一垂线上时：

[0098] 第一控制装置，还可以用于相应地将第一固定点与第一定滑轮的中心之间的第一连线投影在第一定滑轮的中心所在的第一垂线上并获取第一投影线，和/或将第二固定点与第二定滑轮的中心之间的第二连线投影在第二定滑轮的中心所在的第二垂线上并获取第二投影线；并将第一定滑轮的中心与第二定滑轮的中心之间的第三连线、第一投影线、第二投影线以及第一垂线和第二垂线与地面的交点的确定出的第二矩形区域作为作业范围，并在第二矩形区域内建立第二移动坐标系；

[0099] 其中，第二移动坐标系的原点为第一定滑轮的中心；第二移动坐标系的X轴正方向为从第一定滑轮的中心指向第二定滑轮的中心的方向；第二移动坐标系的Y轴正方向为从第一定滑轮的中心沿第一垂线指向地面的方向；第二移动坐标系的Y轴正方向为根据X轴正方向、Y轴正方向和右手定则确定出的方向。

[0100] 在本发明实施例中，在理想状态下，即待作业的墙面为竖直的，未存在倾斜情况时，如果施工人员在固定第一固定点M和第二固定点N时未能使得第一固定点M和第二固定点N均处于经过第一定滑轮的中心和第二定滑轮的中心的垂直平面上，则可以通过投影的方式将上述的第一连线和第二连线投影到该垂直平面上，并进行相关的放线长度和放线速度计算。

[0101] 在本发明实施例中，在非理想状态下，即待作业的墙面不是竖直的，存在倾斜情况时，可以采用相似的处理方法，只不过在投影时不再是以经过第一定滑轮的中心和第二定滑轮的中心的垂直平面为基础进行投影，而是以经过第一定滑轮的中心和第二定滑轮的中心，且平行于倾斜墙面的平面(可以标记为S平面)为基础进行投影。即，第一固定点和/或第二固定点未在该S平面内时，可以将第一固定点与第一定滑轮的中心的连线投影到该S平面内再进行相关的放线长度和放线速度计算。可选地，第一控制装置122，还用于在进行作业之前，根据预设的初始定位关系式将平台本体定位在预设的初始定位点上；

[0102] 可选地，该初始定位点可以包括：第一固定点M处；初始定位关系式包括：

[0103]

[0104] 其中，H为高墙的高度，L为第一定滑轮411与第二定滑轮421的水平距离，H0为第一定滑轮和所述第二定滑轮高出屋顶的距离，2a为平台本体的长度，2b为平台本体的高度。该长度是指平台本体上与墙面垂直的两个侧面之间的垂直距离；该高度是指平台本体上与墙面垂直的上表面和下表面之间的垂直距离。

[0105] 在本发明实施例中，如图3所示，可以在进行作业之前，预先通过人工方式将平台本体11移动到原点正O的下方，通过手动模式进行收放线，并将上下四根子绳索(第一子绳索1211-1、第二子绳索1211-2、第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2)与平台本体11连接好，并按设定的最大张力将四根子绳索收紧。此时第一子绳索1211-1的放线长度L1、第二子绳索1211-2的放线长度L2、第三子绳索1212-1的放线长度L3和第四子绳索1212-2的放线长度L4可以被分别标定为：

[0106]

[0107] 可选地，第一控制装置计算平台本体11从当前定位点移动到下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度可以包括：

[0108] 根据预设的第一关系式和第二关系式分别计算出从初始定位点移动到当前定位点时的第一组收放长度和从初始定位点移动到下一个定位点时的第二组收放长度；其中，第一组收放长度和第二组收放长度均包括：第一收放长度L1、第二收放长度L2、第三收放长度L3和第四收放长度L4；

[0109] 采用第二组收放长度中的长度值减去第一组收放长度中的相应长度值获得第一收放长度的差值△L1、第二收放长度的差值△L2、第三收放长度的差值△L3和第四收放长度的差值△L4，作为平台本体从当前定位点移动到下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度。

[0110] 在本发明实施例中，完成第一定滑轮411、第二定滑轮421、第一固定点M以及第二固定点N处的码盘放线长度标定后，在预先确定出的作业范围内的任意一点，若平台本体11的坐标为(x，y)，则第一配重装置41的放线长度L1和第二配重装置42的放线长度L2可由下述第一关系式确定：

[0111]

[0112] 在本发明实施例中，第一固定点M的放线长度L3和第二固定点N的放线长度L4可由下述第二关系式确定：

[0113]

[0114] 其中，x为移动坐标系内的任意横坐标，y为移动坐标系内的任意纵坐标。

[0115] 可选地，第一控制装置根据计算出的收放长度计算所述牵引绳索的收放速度可以包括：

[0116] 根据预设的两个相邻定位点之间的第一运行时间t1，分别计算出第一子绳索移动第一收放长度的差值△L1时所需的第一速度、第二子绳索移动第二收放长度的差值△L2时所需的第二速度、第三子绳索移动第三收放长度的差值△L3时所需的第三速度以及第四子绳索移动第四收放长度的差值△L4时所需的第四速度；分别将第一速度、第二速度、第三速度和第四速度作为第一子绳索、第二子绳索、第三子绳索和第四子绳索的收放速度；或者，[0117] 根据预先设置的第一子绳索的固定收放速度，计算出当第一子绳索的收放长度为第一收放长度的差值△L1时第一子绳索的第二运行时间t2；根据第二运行时间t2分别计算出当第二子绳索的收放长度为第二收放长度的差值△L2时第二子绳索的收放速度、当第三子绳索的收放长度为第三收放长度的差值△L3时第三子绳索的收放速度，以及当第四子绳索的收放长度为第四收放长度的差值△L4时第四子绳索的收放速度。

[0118] 在本发明实施例中，包括但不限于上述的收放长度以及收放速度计算方法，任何能够获得该收放长度以及收放速度的方法或算法均在本发明实施例的保护范围之内。

[0119] 可选地，如图4、图5所示，平台姿态控制装置13设置于平台本体11上，包括：第二控制装置131(未示出)、姿态传感器132和姿态调整装置133；

[0120] 姿态传感器132，用于检测平台本体11在三维空间中的姿态变化；其中该姿态变化包括：绕空间X轴的摆动、绕空间Y轴的摆动以及绕空间Z轴的摆动；

[0121] 第二控制器131，用于根据检测到的不同的姿态变化和预设的控制算法，控制姿态调整装置133执行相应的调整动作；

[0122] 姿态调整装置133，用于带动牵引绳索121运动，以实现对平台本体11的姿态调整。具体地，带动牵引绳索121运动可以包括：带动牵引绳索与平台本体相连的一端在平台本体的上表面或下表面上进行平行运动。

[0123] 在本发明实施例中，第二控制装置131可以设置于平台本体上，也可以设置于平台本体以外的任意位置处；另外，该第二控制装置131可以是专用于平台姿态控制装置13的控制器，也可以与第一控制装置122使用同一个控制器，也可以通过整个高墙作业设备的同一控制装置实现，还可以通过整个楼房的中控系统实现。在此对于其具体设置位置和实现方式均不作限制，可以根据不同的需求自行定义。

[0124] 在本发明实施例中，第二控制装置131可以通过有线控制方式或无线控制方式控制姿态调整装置133，对于其具体通信方式不做限制。

[0125] 在本发明实施例中，姿态传感器132可以设置为一个或多个，并且对于其具体设置位置不做限制，例如，可以设置为平台本体11的上表面上或设置于平台本体内部。另外，对于姿态传感器132的具体选型也不做限制，可以根据不同的需求或应用场景自行定义，例如，可以选择HWT901B 10轴姿态传感器。

[0126] 可选地，姿态调整装置133可以包括但不限于：电机、传动机构、绳索套和滑动装置；

[0127] 电机与传动机构连接，用于带动传动机构转动；

[0128] 绳索套包括两端，一端设置于所述滑动装置上，另一端设置于传动机构上；绳索套用于固定牵引绳索，使传动机构运动时带动牵引绳索进行移动，实现平衡力矩调整；

[0129] 滑动装置固定于平台本体上，并与传动机构平行设置。

[0130] 在本发明实施例中，对于传动机构的具体实现方式不做限制，任何能够实现位置移动或传动的机构均在本发明实施例的保护范围之内。可选地，该传动机构可以包括但不限于：同步带与带轮的组合、丝杠与螺母的组合以及导轨装置。

[0131] 在本发明实施例中，对于滑动装置的具体实现方式也不做限制，该滑动装置可以包括但不限于：滑杆或滑轨。

[0132] 在本发明实施例中，可以以传动机构为同步带与带轮的组合时为例来说明本发明实施例的姿态调整装置133的详细工作原理。

[0133] 可选地，姿态调整装置133可以包括但不限于：电机1331、同步带1332、带轮1333、绳索套1334和滑动装置1335；

[0134] 电机1331与带轮1333连接，用于带动带轮1333转动；

[0135] 同步带1332设置于带轮1333上，用于随带轮1333的转动而运动；

[0136] 绳索套1334包括两端，一端设置于滑动装置1335上，另一端设置于同步带1332上；绳索套1334用于固定牵引绳索121，使同步带1332运动时带动牵引绳索121进行移动；绳索套1334可以不直接与滑动装置1335接触，而是通过滚珠与滑动装置1335接触，这样能有效避免绳索套1334连接端部的断裂并减小滑动摩擦力；

[0137] 滑动装置1335固定于平台本体11上，并与同步带1332平行设置。

[0138] 在本发明实施例中，可以分别根据所使用的牵引绳索的条数设置姿态调整装置133的套数，即每条牵引绳索分别对应一套姿态调整装置133。根据上述的实施例，当牵引绳索包括第一子绳索1211-1、第二子绳索1211-2、第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2时，可以上分别为该四个子绳索配备一套姿态调整装置133，以通过姿态调整装置133对第一子绳索1211-1和第二子绳索1211-2在平台本体11上表面的连接点的位置进行调整，和/或对第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2在平台本体11下表面的连接点的位置进行调整，从而实现对平台本体11的姿态进行微调。具体地，第一子绳索1211-1、第二子绳索1211-2、第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2可以分别对应第一姿态调整装置133-1、第二姿态调整装置133-2、第三姿态调整装置133-3和第四姿态调整装置133-4。

[0139] 在本发明实施例中，在具体实施时可以设置第一姿态调整装置133-1、第二姿态调整装置133-2、第三姿态调整装置133-3和第四姿态调整装置133-4中的任意一个或多个。例如，可以仅设置第一姿态调整装置133-1和第二姿态调整装置133-2，也可以仅设置第三姿态调整装置133-3和第四姿态调整装置133-4，或者四个姿态调整装置均进行设置。

[0140] 在本发明实施例中，如图4所示，第一姿态调整装置133-1中可以包括：电机1331-1、同步带1332-1、带轮1333-1、绳索套1334-1和滑动装置1335-1；第二姿态调整装置133-2中可以包括：电机1331-2、同步带1332-2、带轮1333-2、绳索套1334-2和滑动装置1335-2。第三姿态调整装置133-3和第四姿态调整装置133-4位于平台本体的下表面，其结构与第一姿态调整装置133-1和第二姿态调整装置133-2相同，在图中未示出。

[0141] 在本发明实施例中，每条同步带132均可以独立驱动，带动绳索套1334在各自配套的滑动装置1335上沿空间Y轴方向移动，实现绕空间X轴和空间Z轴的回转力臂大小和方向的调整。并通过对第一子绳索1211-1、第二子绳索1211-2、第三子绳索1212-1和/或第四子绳索1212-2的收放长度和/或张力进行微调，可以实现绕空间Y轴的回转力臂大小和方向的调整。姿态传感器132，用于检测平台本体11在三维空间中的姿态变化；其中该姿态变化包括：绕空间X轴的摆动、绕空间Y轴的摆动以及绕空间Z轴的摆动；

[0142] 在本发明实施例中，第二控制器131根据检测到的不同的姿态变化和预设的控制算法，控制姿态调整装置133执行相应的调整动作可以包括：

[0143] 当姿态传感器132检测到平台本体11绕空间X轴的摆动时，在保持绕空间Z轴回转力矩稳定的同时，控制姿态调整装置133中的绳索套1334沿空间Y轴方向或Y轴的反方向进行位置调整，使得第一子绳索1211-1和第二子绳索1211-2上的拉力与第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2上的拉力的合力形成大小及方向均绕空间X轴的回转力矩，实现以较小绳索张力实现X轴旋向的姿态调整；其中，第一子绳索1211-1和第二子绳索1211-2可以以相同的控制方式进行同时调节，第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2可以以相同的控制方式进行同时调节；并且第一子绳索1211-1和第二子绳索1211-2的调节方向与第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2的调节方向相反；

[0144] 当姿态传感器132检测到平台本体11绕空间Z轴的摆动时，根据测量获得的墙面作业装置2进行墙面作业时产生的清洁接触压力的大小，在保持绕空间X轴回转力矩稳定的同时，控制姿态调整装置133中的绳索套1334沿空间Y轴方向或Y轴的反方向进行位置调整，使得第一子绳索1211-1和第三子绳索1212-1上的拉力与第二子绳索1211-2和第四子绳索1212-2上的拉力的合力形成大小及方向均绕空间Z轴的回转力矩，实现以较小绳索张力实现Z轴旋向的姿态调整；其中，第一子绳索1211-1和第三子绳索1212-1可以以相同的控制方式进行同时调节，第二子绳索1211-2和第四子绳索1212-2可以以相同的控制方式进行同时调节；并且第一子绳索1211-1和第三子绳索1212-1的调节方向与第二子绳索1211-2和第四子绳索1212-2的调节方向相反；

[0145] 当姿态传感器132检测到平台本体11绕空间Y轴的摆动时，检测摆角的方向和大小，并根据该摆角的方向和大小调整第一子绳索1211-1、第二子绳索1211-2、第三子绳索1212-1和第四子绳索1212-2中任意一条或多条子绳索的收放长度和/或张力，从而提供绕空间Y轴的平衡转矩,实现空间Y轴旋向的姿态调整。

[0146] 在本发明实施例中，通过上述方案，可以使得平台本体11到达预定作业位置后，由于受到风力、摩擦力、接触压力以及墙面作业装置2的伸缩摆臂工作时产生扰动等多种因素的影响而引起动态倾覆力矩作用,造成平台本体11发生摆动时，控制平台本体尽快恢复到理想空间姿态，以保证较佳的作业效果。

[0147] 与现有技术相比，本发明实施例的高墙作业设备包括设置于移动作业平台上的墙面作业装置，移动作业平台包括：平台本体、平台牵引装置和平台姿态控制装置；平台牵引装置包括：牵引绳索；平台本体用于固定墙面作业装置，并通过自身移动带动墙面作业装置在墙面上移动，实现对墙面的作业；平台牵引装置用于通过牵引绳索的牵引使平台本体在墙面上定位，并在墙面作业装置针对定位后的当前墙面进行作业时，使平台本体固定在屋顶与地面之间；还用于在确定墙面作业装置完成对当前墙面的作业操作后，计算平台本体从当前定位点移动到预设的下一个定位点过程中牵引绳索的收放长度，并根据计算出的收放长度控制牵引绳索的收放，以使平台本体移动到下一个定位点上；平台姿态控制装置，用于在平台本体通过牵引绳索定位在空中后，当平台本体的姿态发生变化时对平台本体的姿态进行调整。通过该实施例方案，保证了高墙作业设备的稳定性，提高了设备的抗干扰能力，提高了作业期间的安全性，并且使得高墙作业设备能够清洁凸凹不平的不规则外墙。

[0148] 虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。