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国外对玻璃幕墙清洗机器人的研究可追寻到上世纪的优尔十年代，日本最早研究出当时世界第一台壁面清洗机器人样机。随后，德国、以色列等国家随即开展了相关的研究工作，到目前为止已经研究出了多种类型的幕墙清洗机器人的样机。1966年，日本大阪府立大学的教授进行了创新式的研究，他使用风机产生的负压作为吸附力来使用，之后成功研究出了能够在垂直壁面移动的幕墙清洗机器人样机，这是一种较为典型的能够在壁面移动的结构，并且为现在的许多壁面机器人提供了可贵的参考经验[2]。1975年，该教授来到宫崎大学并制作了具有单吸盘结构的二号样机，该样机的实用性得到了很大的提高论文网，如图1.1，该壁面移动机构采用了体型较大的单个吸盘机构。之后，该教授和他人合作，设计了较为新型的轮式爬壁机器人，该机器人实用气体为推力，以实现机器人在紧急情况下的能够灵活移动的目的，且在遇到大风时，若机器人不小心跌落，机器人能够实现软着陆。该爬壁机器人的主要优点是其自身具有很强的推进力，在风速较大时，机器人可以在空中飞行，当较小风速的情况下，机器人能够安全地跨过各种障碍，当遇到危险情况时，如在高度很高的壁面工作的机器人遇到风速较高情况时，从空中掉落，机器人能够在空中飞行一段时间，来实现软着陆，以避免危险的发生。该机器人的移动方式为轮式，如图1.2，机器人有比较长的体型，上面安装了很多轮子，机器人在垂直角度的壁面上上下移动的实现主要依赖于，安装在梯形形状的机体上的两个相对的螺旋桨推进器，螺旋桨推进器能产生推力（方向为指向壁面），这可以使壁面和轮子间产生一定摩擦力，同时机器人调整气流的作用通过叶片来实现，推进器旋转所造成的转动扭矩也可以用叶片来消除，如图1.2。23570
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图1.1 单吸盘结构样机 图1.2 提供转动扭矩的叶片
1.2.2 国内研究及发展现状
在国内，幕墙清洗机器人的研制工作也吸引许多高校加入其中，例如，上海大学研制了可越过较高的矩形窗框的清洗机器人样机，哈尔滨工业大学则研制了一种负压吸附式清洗机器人，该机器人主要用于对瓷砖壁面的清洗，从市场推广和实用性方面考虑，由北京航空航天大学研制的“蓝天洁士”玻璃幕墙清洗机器人取得了大幅的进展。“蓝天洁士”等一系列采用真空吸附技术的清洗机器人，主要都采用足式结构，实用性十分强，且性价比高，市场推广率也相对来说很高。它的主要技术优点为：采用框架式的移动机构，易于文护，同时它的多吸盘多足吸附方式，也能实现机器人的灵活移动，同时带来的优点也有很多，例如：智能化程度较高，在各种不同情况的玻璃壁面有较强的适应能力，同时清洗效果也相对较高[3]。有力则有弊，该清洗机器人的清洗效率低、移动过程响应环节较多，导致其移动速度很慢，同时也导致了较为繁复的内部构造，这也间接使其造价变得很高。玻璃幕墙清洗机器人主要由三部分构成：楼顶装置，地面监控机构和清洗机器人本体。楼下监控及支援装置主要由空压机、显示器、信号传输装置、操纵装置构成。位于楼顶额安全装置承载了机器人所承受的部分载荷和其他干扰力。清洗机本体的吸附移动机构主要作用为在高楼表面进行移动。在移动机构中，机器人在X、Y方向上各有两个导轨和金属感。同时在金属支架上个安装一个双作用无杆气缸作为驱动元件，X、Y方向的两个气缸的运动用以实现机器人本体在两个方向上的的灵活运动，X方向气缸的两端分别安装了滚刷机构，同时滚刷通过X方向气缸来滚动，滚刷的移动速度和清洗效率通过气缸来决定，着就完成了滚刷对玻璃壁面的清洗工作。在X、Y框架上的四个断点上安装有Z向气缸，Z向气缸安装有4组真空吸盘组，每个吸盘组由四个吸盘组成，以正方形的结构来进行排列，这就是吸附装置，吸附装置保证了机器人在一定程度上的跨越障碍能力。电脑程序控制和人为遥控同时作用，以此为机器人的基本控制原理，机器人的清洗效率约为100至120平方米/H。该机一定数量的内外传感器，为完成机器人移动的灵活性，器人安装了如光电传感器、真空传感器、各种角度传感器、污水处理感应装置、视觉传感器等一系列传感元件。机器人自重约为35KG，主要能实现的功能为：检测窗框功能、依照电脑和人工相结合所输入或改变的相关程序进行对壁面的清洗工作、跨越障碍工作