[0040] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与效果易于明白了解下面结合附图举例对本发明做更详细的描述。
[0041] 如图1拓扑三维悬挂结构幕墙清洁机器人系统，包括左牵引器、右牵引器、清洁执行器、人机中央控制器；所述左右牵引器均包括第一无线信号收发装置、绳索牵引装置、牵引器控制器；所述清洁执行器包括清洁执行器本体及其第二无线信号收发装置、电源、距离测量装置、执行器控制器；人机中央控制器包括人机中央控制器本体以及第三无线收发装置、主控模块；主控模块的一个信号输出端通过第三无线收发装置、第一无线信号收发装置与牵引器控制器的信号接收端信号连接，主控模块的另一个信号输出端通过第三无线收发装置、第二无线信号收发装置与执行器控制器的信号接收端信号连接；牵引器控制器控制绳索牵引装置中消差编码器、电机及电机驱动器；电源为第二无线信号收发装置、距离测量装置、执行器控制器供电，执行器控制器接收距离测量装置的反馈信息。如图3所示，本发明所述的悬索牵引的平面拓扑三维结构清洗机器人，它包括左牵引器1、右牵引器2、清洁执行器4、设置于牵引器与执行器之间的数组绳索3；
[0042] 所述的左牵引器与右牵引器分别通过绳索与清洁执行器连接；
[0043] 如图4所示，左旋牵引器1包括第一定位导线轮5，第二定位导线轮6，消差编码器7，电机及电机驱动器8，绕线轮9，安装底座10；绕线轮上设有绳索，电机驱动绕线轮，定位导线轮用于定位绳索，防止绳索产生偏移，消差编码器用于消除绕线轮绳索的累积误差；
[0044] 如图5所示，右旋牵引器安装底座与图2所示安装底座10为镜像关系，其余组件与图2所示同；
[0045] 如图6所示，清洁执行器4本体包括机架、导线轴11，推杆12，推杆平台13，清洁器14，执行器控制器15，推杆电机16，供电电池17。多根推杆的一端固定在机架上，另一端与清洁器固定连接；导线轴设置在机架顶端，用于牵引绳索；所述的距离测量装置采用距离传感器，设置在清洁执行器本体上；
[0046] 如图7所示，人机中央控制器包括无线天线18，开机键19，模式选择键20，启动键21，执行器控制键a22，执行器控制键b23，执行器控制键c24，控制摇杆25，显示屏26，执行器控制编码器27。
[0047] 上述拓扑三维悬挂结构幕墙清洁机器人系统的实现方法，具体是：
[0048] (1)将左牵引器与右牵引器分别置于需作业幕墙建筑一面的顶部两端方位，清洁执行器通过数组绳索与左右牵引器连接，并悬置于需作业幕墙建筑面；
[0049] 图2为拓扑三维悬挂系统与平面投影示意图；假定左牵引器为坐标原点Oxy(0，0)，左右牵引器间距离q，清洁执行器所在位置为(x，y)，设定清洁执行器本体重力为Fc，由于清洁器的重力远小于清洁执行器本体的重力，因此默认清洁执行器的重心在清洁执行器本体位置，连接左牵引器与清洁执行器绳索l长Dl，绳索l上的拉力Fl，连接右牵引器与清洁执行器的绳索r长Dr，绳索r上的拉力为Fr；
[0050] (2)当清洁执行器的清洁器未接触幕墙表面时，推杆的伸出长度z为0，绳索与清洁执行器自然向下，其所在平面垂直于地面，在此情况下系统为二维平面系统，其满足：
[0051]
[0052]
[0053] 此条件下清洁执行器的清洁部件不接触墙体表面，系统为无拓扑的二维悬挂运动系统，其运动遵循二维悬挂运动系统的运动，由于其不接触墙体表面，因此，幕墙表面的凸起结构组件不对系统的运行移动产生影响；
[0054] (3)当系统进行清扫任务时，清洁执行器的清洁器经推杆伸出从而接触幕墙表面，此时绳索与清洁执行器所在平面由于清洁执行器推杆的伸出长度z的出现产生异化，使该平面与幕墙表面产生一个夹角λ，二维悬挂系统拓扑为三维悬挂系统，清洁执行器偏移至位置(x1，y1)；设定绳索l在垂直于地面的平面上的投影长度为Dl′，投影力为Fl′，设定绳索r在垂直于地面的平面上的投影长度为Dr′，投影力为Fr′，清洁器对幕墙表面的支撑力为Fz，其关系满足；
[0055]
[0056]
[0057]
[0058]
[0059] 清洁部件对幕墙表面的作用力由绳索在水平方向的分力提供，该分力远小于清洁执行器的重力，因此清洁执行器的重力不直接作用于幕墙表面，对幕墙的结构影响小不会产生损害。
[0060] 左右牵引器及绳索所构成的二维平面系统装置由于清洁执行器具有的水平伸缩平台拓扑为三维运动空间，该三维空间贴附建筑幕墙表面，有效覆盖幕墙玻璃表面进行清洁工作，所述清洁执行器水平推杆伸出长度相对于平面x、y轴极小，由二维拓扑至三维后该清洁执行器所产生的位移小于系统位置的影响因子，其所产生的水平分力作用于幕墙表面辅助清洁，该清洁力度强度等同Fz大小且满足上述公式(6)。
[0061] 人机中央控制器本体包括设置在外壳上的模式选择按键、开机键、启动键、执行器控制键a、执行器控制键b、执行器控制键c、控制摇杆、执行器控制编码器、显示屏；所述的模式选择按键用于选择自主清洁模式或手动模式或高级模式，开机键用于开启人机中央控制器，启动键用于开启系统的清洁执行器，执行器控制键a、执行器控制键b、执行器控制键c分别用于辅助设置清洁执行器模式选择、运动速度以及伸缩杆长度上下限设置，控制摇杆给主控模块输入清洁执行器的行走轨迹命令(即传送给左右牵引器)，执行器控制编码器用于设定清洁执行器的工作区域、工作速度，显示屏用于显示无线通讯状态，系统工作状态、当前清洁执行器的位置信息以及模式选择和参数设置选项。
[0062] 模式选择按键选择自主清洁模式，操作旋转执行器控制编码器设定工作区域、工作速度，主控模块设定清洁执行器行走路径，具体为按照清洁执行器在工作区域内先自左向右运行至右边界，当达到边界后再以自上向下运行一倍的清洁执行器宽度后再自右向左运行至左边界，之后再以自上向下运行一倍的清洁执行器宽度，多次重复上述运动方式直至工作区域的最低点方式生成一组连续的坐标点，该组坐标点即为自主清洁模式的路径信息。然后主控模块再将坐标点转换为平面内两组牵引绳索的长度，通过无线发送命令至左右牵引器的牵引器控制器，牵引器控制器接收到信号后经由电机驱动器驱动电机运行牵引控制绳索的长度，进而控制清洁执行器运动，同时清洁执行器接收主控模块所发送的命令，解析命令控制推杆伸出长度从而使得清洁平台接触幕墙表面进行清洁工作。
[0063] 模式选择按键选择手动模式，操作控制摇杆以及旋转执行器控制编码器控制系统运行，清洁执行器将按照用户控制至指定位置进行清洁工作。
[0064] 人机中央控制器本体外壳还设有usb接口，可以通过usb接口或第三无线收发装置连接pc平板设备或其他移动设备。模式选择按键选择高级模式，使用pc平板设备或其他移动设备运行专用软件，拍摄需清洁建筑幕墙，软件进行图像处理后根据设置在建筑幕墙顶部左右方位的牵引器距离按照实际比例计算出建筑幕墙的面积，该面积即为系统的工作区域，可在软件上绘制任意清洁执行器的运动轨迹，确定无误后即可运行系统清洁幕墙。
[0065] 实施例：
[0066] 对于100米以下的中高层建筑，为非平面的明框玻璃幕墙，工作时，将左牵引器1与右牵引器2分别置于需作业幕墙建筑一面的顶部两端方位，清洁执行器4通过数组绳索3与左右牵引器连接，并悬置于需作业幕墙建筑面，当推杆12未伸出时，清洁器14不接触墙面，清洁执行器主体与清洁器、绳索皆处于自然下垂状态，清洁执行器可自由移动跨越明框幕墙表面的结构障碍，操作人员通过人机中央控制器设定好清洁任务后，通过控制器操作推杆，当推杆12伸出时并使得清洁器14接触墙面，推杆12继续伸长通过压力传感器测得合适的压力后停止，清洁器开始进行清洁工作；当需要对清洁执行器进行快速移动时操作控制推杆收回，牵引器通过收放连接于其上的绳索控制清洁执行器移动至指定位置。
[0067] 上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。
