CN103549916B - 一种玻璃幕墙清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玻璃幕墙清扫装置，提供一种可以实现玻璃幕墙自动清扫的装置，一种玻璃幕墙清扫装置，它是由支撑机构、转向机构、运动机构、清扫机构和转轴组成的，运动机构位于支撑机构的两侧，转向机构通过转轴与支撑机构的下部相铰接，它还包括感应系统、储能器、低压警报器和控制系统。所述的清扫机构是由一个或一个以上的清扫机械腿组成的，清扫机械腿通过支撑机构的丝杠与支撑机构相连。该装置可以完成非平面竖直面的清扫工作，该装置采用内部零部件的滑动实现了该装置的运动，降低了运动的干涉性，不仅使该装置运动更加平稳，而且降低了该装置的控制难度；使用液压控制系统，增大了该装置工作时的可靠性，并且减少了工作时的噪音。

Description

一种玻璃幕墙清扫装置

技术领域

本发明涉及一种玻璃幕墙清扫装置，更具体地说，它涉及一种可控制其运动的玻璃幕墙清扫装置。

背景技术

随着社会的发展，人们对装饰的要求越来越高，玻璃幕墙的流行也越来越广泛，但现在生活中玻璃幕墙的清扫工作大部分由人员利用缆绳进行悬挂擦洗，很不方便，不仅效率低，而且还有一定的危险性。中国公开专利号CN102397040A，公开日2012年04月04日，发明创造名称为玻璃幕墙全自动清扫装置，该申请案公开了一种用于清扫玻璃幕墙的全自动清扫装置，该申请案的方法的不足之处是无法实现自动运动清扫，这样也会给清扫带来很大的麻烦。这就迫切需要一种新型的玻璃幕墙清扫装置，但目前市场上没有该类装置。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种玻璃幕墙清扫装置，在实用时该装置安装容易，噪声小，性能可靠，并且很大程度地提高了工作效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种玻璃幕墙清扫装置，它是由支撑机构、转向机构、运动机构、清扫机构和转轴组成的，运动机构位于支撑机构的两侧，转向机构通过转轴与支撑机构的下部相铰接。

所述的一种玻璃幕墙清扫装置，还包括感应系统、储能器、低压警报器和控制系统，感应系统固接于支撑机构的支撑杆上部，控制系统位于支撑机构的底盘上方。

所述的支撑机构，是由支撑杆、上顶盖、底盘、溜板、驱动电动机、丝杆支架、滑轨、丝杠、固定结构、清扫电动机组成的，溜板通过滑轨与底盘相连，丝杠与固接于溜板的驱动电动机相连。所述的转向机构是由旋转支座吸头、旋转支座末端液压缸、支撑臂、旋转支座中部液压缸、套筒、压力感应器组成的，旋转支座吸头的上部铰接于支撑臂的末端，旋转支座末端液压缸的下部固接于旋转支座吸头，旋转支座末端液压缸的上部铰接于支撑臂每个旋转支座吸头的末端圆周布置有三个以上的压力传感器。所述的运动机构是由两条以上的动力机械腿和两条及其以上的辅助机械腿组成的，动力机械腿与支撑机构的丝杠相连，辅助机械腿通过支撑机构的固定结构固接于支撑机构的丝杠。所述的动力机械腿和辅助机械腿均是由吸头、末端液压缸、机械腿中臂、中部液压缸、机械腿大臂、滑动螺母外圈、滑动螺母内圈、压力感应器组成的，末端液压缸固定在吸头上，吸头与机械腿中臂下端铰接在一起，每个吸头的末端圆周均匀布置有三个以上的压力传感器，中部液压缸固定在机械腿中臂上，机械腿中臂的上端与机械腿大臂的上端铰接在一起，滑动螺母外圈固定在机械腿大臂的末端，滑动螺母内圈与滑动螺母外圈相配合。所述的清扫机构是由清扫机械腿组成的，清扫机械腿通过支撑机构的丝杠与支撑机构相连。所述的清扫机械腿是由清扫旋转盖、末端液压缸、机械腿中臂、中部液压缸、机械腿大臂、滑动螺母外圈、滑动螺母内圈、直流电动机、清扫机械腿转轴、毛刷组成的，末端液压缸固定在直流电动机的外部，直流电动机的外部与机械腿中臂下端铰接在一起，直流电动机位于清扫机械腿转轴的上端，清扫旋转盖与清扫机械腿转轴相连，清扫旋转盖下端附有毛刷，中部液压缸固定在机械腿中臂上，机械腿中臂的上端与机械腿大臂的上端铰接在一起，滑动螺母外圈固定在机械腿大臂的末端，滑动螺母内圈与滑动螺母外圈相配合。

所述的感应系统是由图像采集器、玻璃表面清洁感应器组成的。所述的控制系统是由电动控制系统和液压控制系统组成的，所述的电动控制系统包括A/D转换器、D/A转换器、主控制器。所述的主控制器为51系列单片机。所述的液压控制系统是由电动机、单向定量液压泵、双向定量液压泵、可伸缩式油箱、三位四通电磁换向阀、两位两通电磁换向阀、压力继电器、溢流阀组成的。

该发明的有益之处是：该装置采用的独立式运动系统可以完成非平面竖直面的清扫工作；该装置采用滚珠丝杠副的相对移动代替了以前装置采用相对转动的方式实现了该装置的运动，降低了运动的干涉性，不仅使该装置运动更加平稳，而且降低了该装置的控制难度；使用液压控制系统，增大了该装置工作时的可靠性，并且减少了工作时的噪音，使该装置与玻璃幕墙接触处布置有适量传感器增大了该装置运动的可靠性。

附图说明

图1为一种玻璃幕墙清扫装置轴测图一。

图2为一种玻璃幕墙清扫装置轴测图二。

图3为支撑机构轴测图。

图4为支撑机构后部部分轴测图。

图5为运动机构轴测图。

图6为清扫机构轴测图。

图7为转向机构轴测图。

图8为动力机械腿和辅助机械腿中部液压缸液压传动回路图。

图9为动力机械腿和辅助机械腿末端液压缸液压传动回路图。

图10为旋转支座末端液压缸和旋转支座中部液压缸液压传动回路图。

图11为吸头和旋转支座吸头的液压传动回路图。

图12为清扫机械腿末端液压缸和清扫机械腿中部液压缸液压传动回路图。

图13为一种玻璃幕墙清扫装置控制系统示意图。

在图1中，1、支撑机构，2、转向机构，3、运动机构，4、清扫机构,5、感应系统。

在图2中，6、转轴。

在图3中，101、支撑杆，102、上顶盖，103、底盘，104、溜板，105、驱动电动机，106、丝杆支架，107、滑轨，108、丝杠，109、固定结构。

在图4中，1010、清扫电动机。

在图5中，5011、吸头，5012、末端液压缸，5013、机械腿中臂，5014、中部液压缸，5015、机械腿大臂，5016、滑动螺母外圈，5017、滑动螺母内圈，5018、压力感应器。

在图6中，7011、清扫旋转盖，7012、末端液压缸，7013、机械腿中臂，7014、中部液压缸，7015、机械腿大臂，7016、滑动螺母外圈，7017、滑动螺母内圈，7018、清扫机械腿转轴，7019、毛刷，7020、直流电动机。

在图7中，201、旋转支座吸头，202、旋转支座末端液压缸，203、支撑臂，204、旋转支座中部液压缸，205、套筒，206、压力感应器。

在图8中，8、可伸缩式油箱，9、单向定量液压泵，10、溢流阀，12、三位四通电磁换向阀，13、三位四通电磁换向阀，1201、两位两通电磁换向阀，1202、两位两通电磁换向阀，1203、两位两通电磁换向阀，1204、两位两通电磁换向阀，1301、两位两通电磁换向阀，1302、两位两通电磁换向阀，1303、两位两通电磁换向阀，1304、两位两通电磁换向阀。

在图9中，8、可伸缩式油箱，9、单向定量液压泵，10、溢流阀，11、三位四通电磁换向阀，1101、两位两通电磁换向阀，1102、两位两通电磁换向阀，1103、两位两通电磁换向阀，1104、两位两通电磁换向阀，1105、两位两通电磁换向阀，1106、两位两通电磁换向阀，1107、两位两通电磁换向阀，1108、两位两通电磁换向阀。

在图10中，8、可伸缩式油箱，9、单向定量液压泵，10、溢流阀，14、三位四通电磁换向阀，15、三位四通电磁换向阀，1401、两位两通电磁换向阀，1402、两位两通电磁换向阀，1403、两位两通电磁换向阀，1404、两位两通电磁换向阀，1501、两位两通电磁换向阀，1502、两位两通电磁换向阀，1503、两位两通电磁换向阀，1504、两位两通电磁换向阀。

在图11中，8、可伸缩式油箱，16、双向定量液压泵，1701、两位两通电磁换向阀，1702、两位两通电磁换向阀，18、三位四通电磁换向阀，1901、压力继电器，1902、压力继电器，1903、压力继电器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种玻璃幕墙清扫装置作进一步说明。

一种玻璃幕墙清扫装置，它是由支撑机构1、转向机构2、运动机构3、清扫机构4和转轴6组成的，运动机构3位于支撑机构1的两侧，转向机构2通过转轴6与支撑机构1的下部相铰接。

所述的一种玻璃幕墙清扫装置，还包括感应系统5、储能器、低压警报器和控制系统，感应系统5固接于支撑机构1的支撑杆101上部，控制系统位于支撑机构1的底盘103上方。

所述的支撑机构1，是由支撑杆101、上顶盖102、底盘103、溜板104、驱动电动机105、丝杆支架106、滑轨107、丝杠108、固定结构109、清扫电动机1010组成的，溜板104通过滑轨107与底盘103相连，丝杠108与固接于溜板104的驱动电动机105相连。所述的转向机构2是由旋转支座吸头201、旋转支座末端液压缸202、支撑臂203、旋转支座中部液压缸204、套筒205、压力感应器206组成的，旋转支座吸头201的上部铰接于支撑臂203的末端，旋转支座末端液压缸204的下部固接于旋转支座吸头201，旋转支座末端液压缸202的上部铰接于支撑臂203，每个旋转支座吸头201的末端圆周布置有三个以上的压力传感器206。所述的运动机构2是由两条及其以上的动力机械腿和两条及其以上的辅助机械腿组成的，动力机械腿与支撑机构1的丝杠108相连，辅助机械腿通过支撑机构1的固定结构109固接于支撑机构1的丝杠108。所述的动力机械腿和辅助机械腿均是由吸头5011、末端液压缸5012、机械腿中臂5013、中部液压缸5014、机械腿大臂5015、滑动螺母外圈5016、滑动螺母内圈5017、压力感应器5018组成的，末端液压缸5012固定在吸头5011上，吸头5011与机械腿中臂5013下端铰接在一起，每个吸头5011的末端圆周均匀布置有三个以上的压力传感器5018，中部液压缸5014固定在机械腿中臂5013上，机械腿中臂5013的上端与机械腿大臂5015的上端铰接在一起，滑动螺母外圈5016固定在机械腿大臂5015的末端，滑动螺母内圈5017与滑动螺母外圈5016相配合。所述的清扫机构4是由清扫机械腿组成的，清扫机械腿通过支撑机构1的丝杠108与支撑机构1相连。所述的清扫机械腿是由清扫旋转盖7011，末端液压缸7012，机械腿中臂7013，中部液压缸7014，机械腿大臂7015，滑动螺母外圈7016，滑动螺母内圈7017，清扫机械腿转轴7018，毛刷7019，直流电动机7020组成的，末端液压缸7012固定在直流电动机7020的外部，直流电动机7020的外部与机械腿中臂7015下端相铰接，直流电动机7020固接于清扫机械腿转轴7018的上端，清扫旋转盖7011与清扫机械腿转轴7018相连，清扫旋转盖7011下端附有毛刷7019，中部液压缸7014固定于机械腿中臂7013，机械腿中臂7013的上端与机械腿大臂7015的上端铰接，滑动螺母外圈7016固定于机械腿大臂7015的末端，滑动螺母内圈7017与滑动螺母外圈7016相配合。在图5中，动力机械腿和辅助机械腿均是由吸头5011、末端液压缸5012、机械腿中臂5013、中部液压缸5014、机械腿大臂5015、滑动螺母外圈5016、滑动螺母内圈5017、压力感应器5018组成的，末端液压缸5012固定在吸头5011上，吸头5011与机械腿中臂5013下端铰接在一起，每个吸头5011的末端圆周均匀布置有四个压力感应器5018，中部液压缸5014固定在机械腿中臂5013上，机械腿中臂5013的上端与机械腿大臂5015的上端铰接在一起，滑动螺母外圈5016固定在机械腿大臂5015的末端，滑动螺母内圈5017与滑动螺母外圈5016相配合。

在图6中，清扫机械腿是由清扫旋转盖7011、末端液压缸7012、机械腿中臂7013、中部液压缸7014、机械腿大臂7015、滑动螺母外圈7016、滑动螺母内圈7017、直流电动机7020、清扫机械腿转轴7018、毛刷7019组成的，末端液压缸7012固定在直流电动机7020的外部，直流电动机7020的外部与机械腿中臂7013下端铰接在一起，清扫旋转盖7011与清扫机械腿转轴7018相连，直流电动机7020位于清扫机械腿转轴7018的上端，清扫旋转盖7011下端附有毛刷7019，中部液压缸7014固定在机械腿中臂7013上，机械腿中臂7013的上端与机械腿大臂7015的上端铰接在一起，滑动螺母外圈7016固定在机械腿大臂7015的末端，滑动螺母内圈7017与滑动螺母外圈7016相配合。

在图7中，转向机构2是由旋转支座吸头201、旋转支座末端液压缸202、支撑臂203、旋转支座中部液压缸204、套筒205、压力感应器206组成的，旋转支座末端液压缸202固定在旋转支座吸头201上，旋转支座吸头201与支撑臂203的下端铰接在一起，每个旋转支座吸头201的末端圆周均匀布置有四个压力感应器206，旋转支座中部液压缸204固定在支撑臂203上，支撑臂203的上端铰接在套筒205上。

在该装置运动时，在主控制器的作用下，分别调整四条动力机械腿的吸头5011的位置和转向，使吸头5011上的四个压力感应器5018均与竖直面压紧，这就保证了动力机械腿的吸头5011垂直于竖直面，这时四个压力感应器5018发出电信号，在主控制器的控制下使清扫机械腿在后丝杠502的带动下运动，同时清扫旋转盖7011在清扫机械腿转轴7018的作用下开始旋转运动。在主控制器的控制下使四条动力机械腿的吸头5011吸紧竖直面，使该装置附着在竖直面上,两个驱动电动机105运转带动两个丝杠108做旋转运动,两个丝杠108因为与四条动力机械腿的滑动螺母内圈5017相啮合而向前运动,两个丝杠108并带动固定在两个丝杠108上的四条辅助机械腿和连接在两个丝杠108顶端的两个驱动电动机105向前运动,当运动到指定位置时两个驱动电动机105停止运转,在主控制器的作用下，分别调节四条辅助机械腿的吸头5011的位置和转向，使吸头5011上的四个压力感应器5018均与竖直面压紧，这就保证了辅助机械腿的吸头5011垂直于竖直面，这时四个压力感应器5018发出电信号，在主控制器的控制下使四条辅助机械腿701的吸头5011吸紧竖直面，然后四条动力机械腿的吸头5011放松对竖直面的吸紧,两个驱动电动机105再次运转,底盘103则在两个丝杠108的作用下向前运动，该装置在底盘1103的带动下整体向前运动。

如图10和图7所示，当该装置需要转向时，转向机构2上的支撑臂203在旋转支座中部液压缸204的带动下向竖直面运动并在旋转支座末端液压缸202的配合下调节旋转支座吸头201的位置的转向，使旋转支座吸头201上的四个压力感应器206均贴紧竖直面，这时四个压力感应器206发出电信号，在主控制器的控制下使旋转支座吸头201吸紧竖直面，然后四条动力机械腿或者四条辅助机械腿的吸头5011释放对竖直面的的吸力，在转向电动机的转动和转轴6的共同作用下完成该装置的转向。

如图5所示，当该装置做直线运动时，可通过调节中部液压缸5014和末端液压缸5012使吸头5011垂直于竖直面，增加该装置运动时的稳定性。

如图8所示，运动机构3的机械腿中臂5013的运动是通过对中部液压缸5014的控制来实现的，单向定量液压泵9在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀12和三位四通电磁换向阀13可实现中部液压缸5014内部液压油的流向，通过两位两通电磁换向阀1201、两位两通电磁换向阀1202、两位两通电磁换向阀1203、两位两通电磁换向阀12014、两位两通电磁换向阀1301、两位两通电磁换向阀1302、两位两通电磁换向阀1303、两位两通电磁换向阀1304的通电或断电来实现对每个中部液压缸5014的单独控制，其中溢流阀10有保护单向定量液压泵9的作用。

如图9所示，对四条动力机械腿和四条辅助机械腿的吸头5011的调节是通过对控制来实现的，单向定量液压泵9在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀11可实现末端液压缸5012内部液压油的流向，通过两位两通电磁换向阀1101、两位两通电磁换向阀1102、两位两通电磁换向阀1103、两位两通电磁换向阀1104、两位两通电磁换向阀1105、两位两通电磁换向阀1106、两位两通电磁换向阀1107、两位两通电磁换向阀1108的通断电可实现对每个末端液压缸5012的单独控制。

如图10所示，旋转支座2上支撑臂203和旋转支座吸头201是通过对旋转支座末端液压缸202和旋转支座中部液压缸204的调节来实现运动的，单向定量液压泵9在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀14可实现旋转支座中部液压缸204内部液压油的流向，通过三位四通电磁换向阀15可实现旋转支座末端液压缸202内部液压油的流向，通过两位两通电磁换向阀1401、两位两通电磁换向阀1402、两位两通电磁换向阀1403、两位两通电磁换向阀1404、两位两通电磁换向阀1501、两位两通电磁换向阀1502、两位两通电磁换向阀1503、两位两通电磁换向阀1504的通断电可实现对每个旋转支座末端液压缸202和旋转支座中部液压缸204的单独控制。

如图11所示，双向定量液压泵16在直流电动机的带动下工作，通过三位四通电磁换向阀18对四条动力机械腿和四条辅助机械腿的吸头5011的压力控制，当三位四通电磁换向阀18的36YA通电时四条动力机械腿的吸头5011的吸力开始增加，四条动力机械腿的吸头5011的吸力达到系统压力调定值时在压力继电器1901的作用下三位四通电磁换向阀18的36YA断电，使三位四通电磁换向阀18处于中位保持吸头5011的压力，当要释放四条动力机械腿的吸头5011的吸力时，三位四通电磁换向阀18的36YA通电，双向定量液压泵16反向工作，使四条动力机械腿的吸头5011释放吸力，当三位四通电磁换向阀18的35YA通电时四条辅助机械腿的吸头5011的吸力开始增加，四条辅助机械腿的吸头5011的吸力达到系统压力调定值时在压力继电器1902作用下三位四通电磁换向阀18的35YA断电，使三位四通电磁换向阀18处于中位保持吸头5011的压力，当要释放四条辅助机械腿的吸头5011的吸力时，三位四通电磁换向阀18的35YA通电，双向定量液压泵16反向工作，使四条辅助机械腿的吸头5011释放吸力，当两位两通电磁换向阀1701和两位两通电磁换向阀1702均通电时，可实现对旋转支座吸头201的控制。

如图12所示，清扫机械腿的部分运动是通过末端液压缸7012和中部液压缸7014的伸缩来实现的，末端液压缸7012的伸缩通过三位四通电磁换向阀20的42YA和43YA的通断电来实现，中部液压缸7014的伸缩通过三位四通电磁换向阀19的39YA和40YA的通断电来实现，从而实现清扫机械腿的俯仰运动来跨过障碍和增大清扫压力。

如图13所示，利用图像采集器和玻璃表面清洁感应器接受来的模拟信号传至A/D转换器，A/D转换器将传入的模拟信号转换成数字信号传至主控制器，主控制器再将要输出的控制量以数字信号的形式传至D/A转换器，D/A转换器将数字信号转换为模拟信号传至清扫电动机、驱动电动机、转向电动机。

以上已将本发明的具体方案做一详细说明，但是以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，故不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，应仍属发明涵盖范围内，所属领域技术人员也应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种玻璃幕墙清扫装置，它是由支撑整个装置的支撑机构、调节整个装置移动的运动机构和清扫玻璃幕墙的清扫机构组成的，其特征在于，一种玻璃幕墙清扫装置还包括使整个机构进行转向的转向机构和转轴，运动机构位于支撑机构的两侧，转向机构通过转轴与支撑机构的下部相铰接，该玻璃清扫装置还包括有感应玻璃幕墙边界和玻璃幕墙表面清洁度的感应系统、储能器、低压警报器和控制整个机构运行的控制系统，感应系统固接于支撑机构的支撑杆上部；其中图像采集器和玻璃表面清洁感应器接受来的模拟信号传至主控制器，主控制器再将信号输出以控制清扫电动机、驱动电动机和转向电动机的运动；所述清扫机构是由一条以上的清扫机械腿组成的，清扫机械腿通过与支撑机构的丝杠相啮合；所述的清扫机械腿是由清扫旋转盖、末端液压缸、机械腿中臂、中部液压缸、机械腿大臂、滑动螺母外圈、滑动螺母内圈组成的，清扫机械腿还包括直流电动机、清扫机械腿转轴和毛刷，毛刷附于清扫旋转盖，清扫旋转盖通过清扫机械腿转轴与直流电动机相连；所述转向机构旋转支座吸头的末端圆周布置有三个压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃幕墙清扫装置，其特征在于，所述的支撑机构是由支撑杆、底盘、溜板、驱动电动机、滑轨、丝杠、固定结构、清扫电动机组成的，溜板通过滑轨与底盘相连，丝杠与固接于溜板的驱动电动机相连。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃幕墙清扫装置，其特征在于，所述的转向机构是由旋转支座吸头、旋转支座末端液压缸、支撑臂、旋转支座中部液压缸、套筒、压力感应器组成的，旋转支座吸头的上部铰接于支撑臂的末端，旋转支座末端液压缸的下部固接于旋转支座吸头，每个旋转支座吸头的末端圆周布置有三个压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃幕墙清扫装置，其特征在于，所述的运动机构是由两条及其以上的动力机械腿和两条及其以上的辅助机械腿组成的，动力机械腿与支撑机构的丝杠相啮合，辅助机械腿通过支撑机构的固定结构固接于支撑机构的丝杠。

5.根据权利要求4所述的一种玻璃幕墙清扫装置，其特征在于，所述的动力机械腿和辅助机械腿均是由吸头、末端液压缸、机械腿中臂、中部液压缸、机械腿大臂、滑动螺母外圈、滑动螺母内圈、压力感应器组成的，末端液压缸固定在吸头上，吸头与机械腿中臂下端铰接在一起，每个吸头的末端圆周均匀布置有三个压力传感器，滑动螺母外圈固定在机械腿大臂的末端，滑动螺母内圈与滑动螺母外圈相配合。

6.根据权利要求1所述的一种玻璃幕墙清扫装置，其特征在于，所述的控制系统是由电动控制系统和液压控制系统组成的，所述的电动控制系统包括A/D转换器、D/A转换器、主控制器，所述的液压控制系统是由液压泵、可伸缩式油箱、压力继电器、溢流阀组成的。