CN104688133B - 一种擦玻璃装置及其工作控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种擦玻璃装置，包括两个吸盘，且其上部各设置一个升降机构，用于使吸盘靠近或远离玻璃；两个升降机构通过推进机构相连，用于改变两个吸盘间的水平距离；两个吸盘上部还各设置一个旋转机构，用于使吸盘以竖直方向为轴旋转；喷液机构设置用于喷出清水或清洗液；擦拭机构设置在吸盘底部，用于擦拭玻璃；每个吸盘均与一个真空发生器相连，使吸盘吸附于玻璃表面；监测单元包括设置在吸盘内部的负压传感器，以及设置在吸盘外部的重力传感器和碰撞探测器；控制单元用于根据预设程序以及监测单元的监测信号反馈，控制擦玻璃装置工作；本发明良好的代替了现有技术中人工作业的传统工作方式。

Description

一种擦玻璃装置及其工作控制方法

技术领域

本发明涉及自动清洁装置领域，特别是指一种擦玻璃装置。

背景技术

现代建筑，随着建筑水平的不断提高，楼层越来越高。由于对采光的需求较高，一般外墙会全部或部分采用玻璃幕墙。户外的这面玻璃幕墙，时间长了，难免粘上灰尘，影响大楼的美观，需要定时清洗。现有的清洗玻璃幕墙的方法，一般是采用人工，悬挂绳索，从顶楼往下逐层清洗。这种高空作业，具有极大的危险性，同时需要耗费大量的人力。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种高效、使用便捷的擦玻璃装置。

基于上述目的本发明提供的一种擦玻璃装置，包括：监测单元、控制单元、升降机构、推进机构、旋转机构、喷液机构、擦拭机构、水箱、空气压缩机、真空发生器、吸盘；其中：

所述吸盘有两个，且其上部各设置一个所述升降机构，用于使所述吸盘靠近或远离玻璃；两个所述升降机构通过所述推进机构相连，用于改变所述两个吸盘间的水平距离；所述两个吸盘上部还各设置一个所述旋转机构，用于使所述吸盘以竖直方向为轴旋转；

所述喷液机构设置在所述吸盘侧壁上且与所述水箱相连，用于喷出清水或清洗液；所述擦拭机构设置在所述吸盘底部，用于擦拭玻璃；

每个所述吸盘均与一个所述真空发生器相连，所述真空气压缩机生成压缩空气并通过所述真空发生器产生负压，使所述吸盘吸附于玻璃表面；

所述监测单元包括设置在所述吸盘内部的负压传感器，以及设置在所述吸盘外部的重力传感器和碰撞探测器；

所述控制单元用于根据预设程序以及所述监测单元的监测信号反馈，控 制所述擦玻璃装置工作。

优选的，所述推进机构包括：推进气缸、连接杆，以及设置在所述推进气缸顶部的滑轨和滑块；所述推进气缸沿水平方向设置，其一端与一个所述升降机构相连，活塞杆一端与另一个所述升降机构相连；所述另一个所述升降机构连接所述连接杆一端，所述连接杆另一端连接至所述滑块。

优选的，所述升降机构为升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述吸盘相连。

优选的，所述真空发生器包括进气口、抽气口、排气口，所述抽气口位于所述进气口与排气口连线的中垂线上；所述抽气口与所述吸盘相连，所述进气口通过气管与所述空气压缩机相连，所述气管位于所述真空发生器内部的一端设置有喷嘴。

优选的，所述空气压缩机和真空发生器之间设置有阀门，所述阀门根据所述控制单元的控制信号，控制空气通断或调节通气量。

本发明还提供了一种如上述的擦玻璃装置的工作控制方法，包括步骤：

将所述擦玻璃装置置于玻璃表面，一个所述真空发生器工作，使一个所述吸盘产生负压，作为吸附吸盘，吸附于玻璃表面；另一个所述吸盘作为清洁吸盘；

所述吸附吸盘的升降机构做远离玻璃方向运动，所述清洁吸盘受力压在玻璃表面；

所述推进机构工作，使所述清洁吸盘于玻璃表面进行往复运动，同时所述喷液机构进行喷液，对玻璃进行清洁擦拭；

完成清洁擦拭后，所述清洁吸盘的升降机构使其离开玻璃表面，所述吸附吸盘的旋转机构工作，转动一行走角度后，所述清洁吸盘的升降机构使其再次压于玻璃表面；

所述清洁吸盘的真空发生器工作，使其转换为吸附吸盘，同时，原吸附吸盘的旋转机构反向旋转所述行走角度，并转换为清洁吸盘，进行清洁擦拭；

所述两个吸盘在吸附吸盘和清洁吸盘间交替转换，完成所述擦玻璃装置的行走与清洁擦拭动作。

优选的，所述负压传感器和重力传感器分别实时监测吸附吸盘的负压值和所述擦玻璃装置的重力值，当存在掉落危险时，由所述控制单元控制所述 真空发生器改变产生的负压值。

优选的，当所述碰撞探测器探测到碰撞危险时，立即停止所述升降机构或旋转机构的当前动作，并返回初始位置。

从上面所述可以看出，本发明提供的擦玻璃装置，主要通过两个吸盘并结合升降机构、推进机构、旋转机构的工作实现行走和清洗擦拭动作，良好的代替现有技术中人工作业的传统工作方式；工作方式和行走线路由控制单元根据预设程序控制，同时监测单元实时监测工作的相关参数，以保证擦玻璃装置正常、安全工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的擦玻璃装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的擦玻璃装置的仰视结构图；

图3为本发明实施例的擦玻璃装置的工作状态示意图；

图4为本发明实施例的擦玻璃装置的另一工作状态示意图；

图5为本发明实施例的真空发生器结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例提供了一种擦玻璃装置，包括：监测单元、控制单元、升降机构、推进机构、旋转机构、喷液机构、擦拭机构、水箱、空气压缩机、真空发生器、吸盘。

参考图1，为本发明实施例的擦玻璃装置的结构示意图。

所述吸盘1有两个，且其上部各设置一个所述升降机构2，两个所述升降机构2通过所述推进机构3相连。以升降机构2与推进机构3的连接位置 为基准，升降机构2的工作能够使得吸盘1靠近或远离玻璃。推进机构3能够沿水平方向做伸缩运动，带动两个升降机构2运动，进而改变两个吸盘1间的水平距离。两个吸盘1上部还各设置一个所述旋转机构4，用于使所述吸盘1以竖直方向为轴旋转。

所述喷液机构5设置在所述吸盘1侧壁上且与所述水箱(未示出)相连，用于喷出清水或清洗液。参考图2，为本发明实施例的擦玻璃装置的仰视结构图。所述擦拭机构6设置在所述吸盘1底部，用于擦拭玻璃；本实施例中，擦拭机构6为两条平行设置的清洁条，在其他实施例中，擦拭机构6还可以为其他形状的清洁布，其具体的设置形式也可以根据实际使用需要而设定。

每个所述吸盘1均与一个所述真空发生器相连，所述空气压缩机生成压缩空气并通过所述空发生器产生负压，使所述吸盘1吸附于玻璃表面。所述，吸盘1一般为闭环形状，为保证其与玻璃的紧密贴合、实现密封，优选的，吸盘1底端边缘处由橡胶或硅胶材料制成。

所述监测单元包括设置在所述吸盘内部的负压传感器，以及设置在所述吸盘外部的重力传感器和碰撞探测器；

所述控制单元用于根据预设程序以及所述监测单元的监测信号反馈，控制所述擦玻璃装置工作。

真空发生器、空气压缩机以及控制单元，可以设置在用于安装所述擦玻璃装置各个部件的机器主体或机架上，其具体设置为在本发明实施例中不作具体限定。

参考图3，为本发明实施例的擦玻璃装置的工作状态示意图。

在优选实施例中，推进机构包括：推进气缸301、连接杆302，以及设置在所述推进气缸顶部的滑轨303和滑块304。所述推进气缸301沿水平方向设置，其一端与一个所述升降机构相连，活塞杆一端与另一个所述升降机构相连；所述另一个所述升降机构，即与推进气缸301相连的升降机构，连接所述连接杆302一端，所述连接杆302另一端连接至所述滑块304。推进气缸301工作时，其活塞杆做活塞运动，当活塞杆伸出时，与活塞杆相连的升降机构随着活塞杆运动，并通过连接杆的连接，由滑块304在滑轨303上滑动进行导向，进而实现改变两个吸盘1间的水平距离。图3中所示的状态为推进机构运动到最大行程，两个吸盘1间距最远；图1中所示的状态为推进 机构运动到最小行程，两个吸盘1间距最近。

参考图4，为本发明实施例的擦玻璃装置的另一工作状态示意图。

在优选实施例中，所述升降机构2为升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述吸盘1相连。升降气缸沿竖直方向设置，活塞杆向下，且与吸盘1的顶端相连。升降机构2工作时，其活塞杆沿着竖直方向做活塞运动，吸盘1随活塞杆运动，实现靠近或远离玻璃表面。在图1中所示的状态中，两个升降机构2均运动到最大行程，此时吸盘1距离推进机构最远；在图4中所示的状态中，位于左侧的升降机构运动到最小行程，此时吸盘1距离推进机构最近。

参考图5，为本发明实施例的真空发生器结构示意图。

在优选实施例中，真空发生器具体的包括：进气口7、抽气口8、排气口9。上述三个口的设置位置关系为：抽气口8位于进气口7与排气口9连线的中垂线上。抽气口8与吸盘相连，进气口7通过气管与空气压缩机相连，气管位于真空发生器内部的一端设置有喷嘴10。

基于上述真空发生器的结构，在工作时，空气压缩机产生压缩空气，并通过气管引导高速喷射压缩空气，在喷管一端的喷嘴10处形成射流，产生卷吸流动。在卷吸作用下，使得喷嘴10周围的空气不断地被抽吸走，使真空发生器内的压力降至大气压以下，形成一定真空度，进而在通过抽气口8，使得吸盘产生负压，当负压达到一定值时，吸盘的压力足以承受擦玻璃装置的重力，使擦玻璃装置吸附在玻璃上而不会掉下来。同时，吸盘内由于负压吸附起的空气和液体同时从排气口9排出，这样空气和液体不会对吸盘的吸力产生影响，也不会损伤擦玻璃装置内部元器件。

进一步的，为了方便控制，空气压缩机和真空发生器之间设置有阀门，所述阀门根据所述控制单元的控制信号，控制空气通断或调节通气量。

在一些实施例中，所述的推进机构和升降机构还可以为液压推进机构和液压升降机构。

本发明实施例提供了一种如上述实施例中所述的擦玻璃装置的工作控制方法，包括步骤：

将所述擦玻璃装置置于玻璃表面，一个所述真空发生器工作，使一个所述吸盘产生负压，作为吸附吸盘，吸附于玻璃表面；另一个所述吸盘作为清 洁吸盘；

所述吸附吸盘的升降机构做远离玻璃方向运动，所述清洁吸盘受力压在玻璃表面；

所述推进机构工作，使所述清洁吸盘于玻璃表面进行往复运动，同时所述喷液机构进行喷液，对玻璃进行清洁擦拭。

以上为所述擦玻璃装置的清洁擦拭动作部分，吸附吸盘吸附于玻璃表面，用于整个擦玻璃装置的定位，推进机构工作，模拟往复擦拭的动作，由吸盘底部的擦拭机构配合喷液机构的喷液，进行对幕墙玻璃表面的清洁擦拭工作。

完成清洁擦拭后，擦玻璃装置需要对玻璃上的下一个区域进行清洁，则进一步包括行走动作部分，具体的包括步骤：

所述清洁吸盘的升降机构使其离开玻璃表面，所述吸附吸盘的旋转机构工作，转动一定角度后，所述清洁吸盘的升降机构使其再次压于玻璃表面；

所述清洁吸盘的真空发生器工作，使其转换为吸附吸盘，同时，原吸附吸盘的旋转机构反向旋转所述行走角度，并转换为清洁吸盘，进行清洁擦拭。

所述两个吸盘在吸附吸盘和清洁吸盘间交替转换，完成所述擦玻璃装置的行走与清洁擦拭动作。

其中，负压传感器和重力传感器分别实时监测吸附吸盘的负压值和所述擦玻璃装置的重力值，当存在掉落危险时，由所述控制单元控制所述真空发生器改变产生的负压值。具体的，可以通过吸盘负压值阈值的设定，来作为多个吸盘之间协作交替工作的触发信号。另外，也可以设置吸盘内负压值的报警阈值，与空气压缩机形成联控，当负压值过低，存在吸附松动的危险时，调整空气压缩机的通气量，以再次提高吸盘内负压值，以满足稳固吸附的条件。

由于建筑物的幕墙玻璃由多块玻璃组成，两块玻璃的连接处会有玻璃外框，在本实施例的擦玻璃装置工作过程中，推进机构或旋转机构工作发生运动时，有可能碰到玻璃外框。碰撞探测器一般的为红外探测器或激光探测器，用于检测在工作过程中是否存在碰撞危险，当探测到碰撞危险时，立即停止所述升降机构或旋转机构的当前动作，并返回初始位置。

当擦玻璃装置清洁完一块玻璃，需运动到另一块玻璃时，吸附吸盘的升 降机构运动到最大行程，清洁吸盘的升降机构运动到最小行程，吸附吸盘的旋转机构再旋转指定角度如90°，清洁吸盘就跨过边框，到达另一块玻璃。此时，清洁吸盘的升降机构运动到最大行程，吸盘压在玻璃上，再启动真空发生器，将吸盘吸附在玻璃上。达到一定的压力后，另一吸盘解除压力，升降机构运动到最小行程，通过已吸附上玻璃上的吸盘的旋转机构旋转指定角度如-90°，擦玻璃装置就实现了从一块玻璃运动到另一块玻璃的过程。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种擦玻璃装置，其特征在于，包括：监测单元、控制单元、升降机构、推进机构、旋转机构、喷液机构、擦拭机构、水箱、空气压缩机、真空发生器、吸盘；其中：

所述吸盘有两个，且其上部各设置一个所述升降机构，用于使所述吸盘靠近或远离玻璃；两个所述升降机构通过所述推进机构相连，用于改变所述两个吸盘间的水平距离；所述两个吸盘上部还各设置一个所述旋转机构，用于使所述吸盘以竖直方向为轴旋转；

所述喷液机构设置在所述吸盘侧壁上且与所述水箱相连，用于喷出清水或清洗液；所述擦拭机构设置在所述吸盘底部，用于擦拭玻璃；

每个所述吸盘均与一个所述真空发生器相连，所述真空发生器生成压缩空气并通过所述真空发生器产生负压，使所述吸盘吸附于玻璃表面；

所述监测单元包括设置在所述吸盘内部的负压传感器，以及设置在所述吸盘外部的重力传感器和碰撞探测器；

所述控制单元用于根据预设程序以及所述监测单元的监测信号反馈，控制所述擦玻璃装置工作。

2.根据权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于，所述推进机构包括：推进气缸、连接杆，以及设置在所述推进气缸顶部的滑轨和滑块；所述推进气缸沿水平方向设置，其一端与一个所述升降机构相连，所述推进气缸的活塞杆一端与另一个所述升降机构相连；所述另一个所述升降机构连接所述连接杆一端，所述连接杆另一端连接至所述滑块。

3.根据权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于，所述升降机构为升降气缸，所述升降气缸的活塞杆与所述吸盘相连。

4.根据权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于，所述真空发生器包括进气口、抽气口、排气口，所述抽气口位于所述进气口与排气口连线的中垂线上；所述抽气口与所述吸盘相连，所述进气口通过气管与所述空气压缩机相连，所述气管位于所述真空发生器内部的一端设置有喷嘴。

5.根据权利要求1所述的擦玻璃装置，其特征在于，所述空气压缩机和真空发生器之间设置有阀门，所述阀门根据所述控制单元的控制信号，控制空气通断或调节通气量。

6.一种如权利要求1所述的擦玻璃装置的工作控制方法，其特征在于，包括步骤：

将所述擦玻璃装置置于玻璃表面，一个所述真空发生器工作，使一个所述吸盘产生负压，作为吸附吸盘，吸附于玻璃表面；另一个所述吸盘作为清洁吸盘；

所述吸附吸盘的升降机构做远离玻璃方向运动，所述清洁吸盘受力压在玻璃表面；

所述推进机构工作，使所述清洁吸盘于玻璃表面进行往复运动，同时所述喷液机构进行喷液，对玻璃进行清洁擦拭；

完成清洁擦拭后，所述清洁吸盘的升降机构使其离开玻璃表面，所述吸附吸盘的旋转机构工作，转动一行走角度后，所述清洁吸盘的升降机构使其再次压于玻璃表面；

所述清洁吸盘的真空发生器工作，使其转换为吸附吸盘，同时，原吸附吸盘的旋转机构反向旋转所述行走角度，并转换为清洁吸盘，进行清洁擦拭；

所述两个吸盘在吸附吸盘和清洁吸盘间交替转换，完成所述擦玻璃装置的行走与清洁擦拭动作。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述负压传感器和重力传感器分别实时监测吸附吸盘的负压值和所述擦玻璃装置的重力值，当存在掉落危险时，由所述控制单元控制所述真空发生器改变产生的负压值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述碰撞探测器探测到碰撞危险时，立即停止所述升降机构或旋转机构的当前动作，并返回初始位置。