CN106419773A - 建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，包括横向移动装置、擦洗装置、升降装置、导向靠紧装置。所述横向移动装置设置在建筑物的顶部，升降装置连接在横向移动装置和擦洗装置之间，擦洗装置通过导向靠紧装置沿玻璃幕墙行走，具有机体结构简单、作业安全方便、不受建筑物高度的限制、施工现场无需水源，工作时噪声低的特点。选用合适的工作布料（擦洗布），运用干、湿两套擦洗机构对建筑物外墙玻璃进行清洗，能够保证清洗质量。因不受建筑物高度的限制，并能顺利通过各种障碍物，使该设备适合各类建筑物的玻璃幕墙清洗作业。该设备的优点在于：适用范围广、实用性强、清洗效率高、作业成本低，安全可靠。

Description

建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人
技术领域
本发明涉及建筑物玻璃幕墙清洗设备，特别涉及一种建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人。
背景技术
目前，建筑物玻璃幕墙清洗的主要方式为：人工蜘蛛人清洗、地面擦洗设备清洗、机器人清洗等。其中人工蜘蛛人清洗投资少，但人工成本高，且施工的安全条件差，适用于80米以下高度的建筑物；地面擦洗设备清洗成本最低、施工也最为方便，但每台设备售价要几十万元，且受到清洗高度的限制，一般不超过20米的作业高度；机器人清洗尚处在研制阶段，实用的机器人为数不多。亟待改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，解决了现有技术存在的上述问题。本发明结构简单、作业安全方便、清洗效率高、作业成本低、不受建筑物高度的限制、施工现场无需水源。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现：
建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，包括横向移动装置1、擦洗装置2、升降装置3、导向靠紧装置4，所述横向移动装置1设置在建筑物5的顶部，升降装置3连接在横向移动装置1和擦洗装置2之间，擦洗装置2通过导向靠紧装置4沿玻璃幕墙6行走。
所述的横向移动装置1包括左立板1.1A、右立板1.1B、横梁方管1.2、导轨轮1.3、轻型工字钢导轨1.4、防翘轮1.5、配重件1.6，所述横梁方管1.2的两端分别与左立板1.1A和右立板1.1B连接，轻型工字钢导轨1.4固定在建筑物5的顶部，横向移动装置1通过导轨轮1.3、防翘轮1.5在轻型工字钢导轨1.4内横向移动，配重件1.6设置在横向移动装置1的右端。
所述的擦洗装置2包括机体构架、导向靠紧机构、升降机构和两套擦洗机构，机体构架由左墙板2.1、右墙板2.2通过螺钉分别与横向支承板2.3、纵向支承板2.4连接固定而成；两套擦洗机构一套为干擦机构，另一套为湿擦机构，每套擦洗机构包括擦洗减速电机2.6、电机链轮2.61、链条2.8、由卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B构成相应的供布轮或收布轮、柔性工作布轮2.9、擦洗布2.10，所述卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B构造相同，具体是：尼龙轴承滑座2.73通过螺钉固定在右墙板2.2上，传动法兰2.74的轴穿过尼龙轴承滑座2.73后与单向轴承2.72装配在一起，轴管2.75右端与传动法兰2.74连接，左端与随动法兰2.76套接，随动法兰2.76的轴装入U型尼龙滑座2.77内转动，U型尼龙滑座2.77通过螺钉固定在左墙板2.1上；擦洗减速电机2.6上的电机链轮2.61通过链条2.8与卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B上的两个链轮2.71连接。
所述的卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B上各有一个链轮2.71，每个链轮2.71上各安装一个单向轴承2.72，两个链轮2.71上的单向轴承2.72工作状态相反，使每套擦洗机构始终处于下行擦洗时，卷布轮二2.7B是主动轮作为收布轮，卷布轮一2.7A为随动轮作为供布轮；上行擦洗时卷布轮一2.7A是主动轮作为收布轮，卷布轮二2.7B为随动轮作为供布轮；上、下行擦洗方向互换时，供布轮和收布轮要互换，并使柔性工作布轮2.9的方向始终顺向运行。
所述的柔性工作布轮2.9是：轴管2.91的两端装有尼龙法兰2.92，尼龙法兰2.92的内芯轴两端通过螺钉固定在连杆板2.11上；连杆板2.11上端固定的小轴穿过尼龙座2.14与摆杆2.12连接在一起，尼龙座2.14通过螺钉固定在右墙板2.2上；拉簧2.13的一端连接在右墙板2.2上，另一端连接在摆杆2.12上。
所述的升降装置3是安装在横向移动装置1的横梁方管1.2上的电动升降机，其升降钢丝绳固定在擦洗装置2的竖向支撑板2.4的吊环上，实现擦洗装置2的上下运动。
所述的导向靠紧装置4包括两条导向钢丝绳4.1、两个紧绳器4.2、两个地桩4.21和两个弹簧顶杆，所述导向钢丝绳4.1的上端固定在横向移动装置1的横梁方管1.2的两端，下端通过紧绳器4.2、地桩4.21固定在玻璃幕墙6下边基础上，绷紧的两根导向钢丝绳4.1通过连接在导杆4.5上的滑轮4.4控制擦洗装置2的运动方向，并通过顶杆座4.3内的弹簧顶杆上的弹簧4.7的作用力，使擦洗装置2始终靠向被清洗的玻璃幕墙6表面。
所述的弹簧顶杆包括滑轮4.4、导杆4.5、座盖4.6、顶杆座4.3、调整螺帽4.8，所述滑轮4.4通过轮轴与导杆4.5配合，顶杆座4.3的一端与座盖4.6连接，另一端与调整螺帽4.8连接，并通过螺钉分别固定在左墙板2.1和右墙板2.2上。
所述的擦洗装置2底部设置4个行走脚轮2.5可通过靠模配合，使两套擦洗机构顺利通过玻璃幕墙上较大的障碍物。
本发明的有益效果在于：机体结构简单、作业安全方便、清洗效率高、可不必提供水源、作业成本低；工作时不产生较大的噪声、不受建筑物高度的限制、不用人员在高空操作、使作业安全可靠；选用合适的工作布料（擦洗布），运用干、湿两套擦洗机构对玻璃幕墙进行清洗，能够保证清洗质量；因不受建筑物高度的限制，并能顺利通过各种障碍物，使该设备适合各类建筑物的玻璃幕墙清洗作业，有较强的实用性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的工作状态的侧视结构示意图；
图2为本发明的工作状态的主视结构示意图；
图3为本发明的擦洗装置下行作业时的结构示意图；
图4为本发明的擦洗装置上行作业时的结构示意图；
图5为本发明的擦洗装置的正面结构示意图；
图6为本发明的卷布轮的结构示意图；
图7为本发明的工作布轮的结构示意图；
图8为本发明的弹簧顶杆的结构示意图；
图9为图8的侧视示意图；
图10为图8的A-A剖视示意图。
图中：1、横向移动装置；2、擦洗装置；3、升降装置；4、导向靠紧装置；5、建筑物；6、玻璃幕墙；1.1A、左立板；1.1B、右立板；1.2、横梁方管；1.3、导轨轮；1.4、轻型工字钢导轨；1.5、防翘轮；1.6、配重件；2.1、左墙板；2.2、右墙板；2.3、横向支撑板；2.4、竖向支撑板；2.5、行走脚轮；2.6、擦洗减速电机；2.61、电机链轮；2.7A、卷轮一；2.7B、卷布轮二；2.71、链轮；2.72、单向轴承；2.73、尼龙轴承滑座；2.74、传动法兰；2.75、轴管；2.76、随动法兰；2.77、U型尼龙滑座；2.8、链条；2.9、柔性工作布轮；2.91、轴管；2.92、尼龙法兰；2.10、擦洗布；2.11、连杆板；2.12、摆杆；2.13、拉簧；2.14、尼龙座；4.1、导向钢丝绳；4.2、紧绳器；4.21、地桩；4.3、顶杆座；4.4、滑轮；4.5、导杆；4.6、座盖；4.7、弹簧；4.8、调整螺帽。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。
参见图1及图2所示，本发明的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，包括横向移动装置1、擦洗装置2、升降装置3、导向靠紧装置4和电动操控系统等，横向移动装置1设置在建筑物5的顶部，升降装置3连接在横向移动装置1和擦洗装置2之间，擦洗装置2通过导向靠紧装置4沿玻璃幕墙6行走。
参见图1及图2所示，所述的横向移动装置1包括左立板1.1A、右立板1.1B、横梁方管1.2、导轨轮1.3、轻型工字钢导轨1.4、防翘轮1.5、配重件1.6，所述横梁方管1.2的两端分别与左立板1.1A和右立板1.1B连接，轻型工字钢导轨1.4固定在建筑物5的顶部，横向移动装置1通过导轨轮1.3、防翘轮1.5在轻型工字钢导轨1.4内横向移动，配重件1.6设置在横向移动装置1的右端。
参见图6所示，所述的擦洗装置2由机体构架、弹簧顶杆和两套擦洗机构组成。机体构架由左墙板2.1、右墙板2.2、横向支承板2.3、纵向支承板2.4、行走脚轮2.5等构件组成。横向支撑板2.3和竖向支撑板2.4，左边用螺钉固定在左墙板2.1上，右边用螺钉固定在右墙板2.2上，是左、右墙板的主要支撑。升降钢丝绳下端固定在竖支撑板上2.4上部的吊环上。所述的擦洗机构，一套为干擦机构，另一套为湿擦机构，每套擦洗机构包括擦洗减速电机2.6（交流220V、80W、输出轴转速7r/min）、电机链轮2.61、链条2.8、由卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B构成彼此互换的供布轮和收布轮、柔性工作布轮2.9、擦洗布2.10，所述卷布轮是：尼龙轴承滑座2.73通过螺钉固定在右墙板2.2上，传动法兰2.74的轴穿过尼龙轴承滑座2.73与单向轴承2.72装配在一起，轴管2.75右端与传动法兰2.74连接，左端与随动法兰2.76套接，随动法兰2.76的轴装入U型尼龙滑座2.77内转动，U型尼龙滑座2.77通过螺钉固定在左墙板2.1上。擦洗减速电机2.6的电机链轮2.61通过链条2.8与卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B连接。
所述的单向轴承2.72在两套擦洗机构中的每一套擦洗机构内的两个卷布轮中安装是一正一反的，电机逆时针方向旋转时，左边的卷布轮一2.7A呈超越状态自由滑动为供布轮，右边的卷布轮二2.7B呈传动状态为为收布轮。电机反向运行时，卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B的工作状态相反。
参见图7所示，所述的柔性工作布轮2.9是：轴管2.91的两端装有尼龙法兰2.92，尼龙法兰2.92的内芯轴两端通过螺钉固定在连杆板2.11上；连杆板2.11上端固定的小轴穿过尼龙座2.14与摆杆2.12连接在一起，尼龙座2.14通过螺钉固定在右墙板2.2上；拉簧2.13的一端连接在右墙板2.2上，另一端连接在摆杆2.12上。下行擦洗工作时，柔性工作布轮2.9连同摆杆2.12处于图3A中的位置，电机逆时针方向旋转。在拉簧2.13的作用下，无论上行工作还是下行工作，柔性工作布轮2.9均顺着运动方向拖动，并将擦洗布2.10压向玻璃幕墙表面。擦洗工作时如遇到凸起物（如明框玻璃和压板等）时，柔性工作布轮2.9能向外浮动50mm越过突起物。如遇到大的突台要靠擦洗机构行走脚轮2.5爬越过障。
参见图1及图2所示，所述的升降装置3是安装在横向移动装置1的横梁方管1.2上的电动升降机，其升降钢丝绳固定在擦洗装置2的竖向支撑板2.4的吊环上，实现擦洗装置2的上下运动。
参见图8至图10所示，所述的导向靠紧装置4包括两条导向钢丝绳4.1、两个紧绳器4.2、两个地桩4.21连接一小钢丝绳、滑轮4.4、导杆4.5、座盖4.6、顶杆座4.3、弹簧4.7、调整螺帽4.8，所述导向钢丝绳4.1的上端固定在横向移动装置1的横梁方管1.2的两端，下端通过紧绳器4.2固定在建筑物5下边的基础上；绷紧的两根导向钢丝绳4.1通过连接在导杆4.5上的滑轮4.4控制擦洗装置2的运动方向，并通过顶杆座4.3内的弹簧顶杆上的弹簧4.7的作用力（弹簧顶杆的最大移动量可达300mm），使擦洗装置2始终靠向被清洗的玻璃幕墙6表面。顶杆座4.3的一端与座盖4.6连接，另一端与调整螺帽4.8连接。
所述的弹簧顶杆为一擦洗装置的位置控制部件，使擦洗装置能够紧靠在被清洗的玻璃幕墙表面上。弹簧顶杆上的滑轮4.4紧靠从横向移动装置1上引出的两根导向钢丝绳，钢丝绳上的另一端连接到固定在地面上的紧绳器4.2上，紧绳器4.2的另一端固定在建筑物基础地桩4.21上的钢丝绳上，将两个顶杆座4.3用螺栓分别固定在左立板2.1和右立板2.2上。
所述的电动操控系统，可借助数字化摇控装置使蜘蛛机器人实现自动化摇控操作。
参见图1至图4所示，将横向移动装置1安装在建筑物1的楼顶上，从与其连接的升降装置3中引出钢丝绳，钢丝绳连接到擦洗装置2的竖向支撑板2.1的吊环上，在导向靠紧装置4的作用下，使擦洗装置2紧压在建筑物的玻璃幕墙6上，在擦洗减速电机2.6、电机链轮2.61、链条2.8的带动下，利用单机双向驱动机构，运行擦洗机构带动擦洗布2.10擦洗玻璃幕墙6表面，组成干、湿两套擦洗机构，湿式擦洗机构在前，干式擦洗机构在后，通过擦洗装置2底部的柔性工作轮2.9自由摆动，可使两套擦洗机构顺利通过玻璃幕墙上的障碍物。
本发明采用单机双向驱动机构，即由一台擦洗减速电机2.6上的链轮，通过链条连接卷布轮一2.7A和卷布轮二2.7B上的链轮，形成擦洗机构的传动机构。每个卷布轮上的链轮2.71上各安装一个单向轴承2.72，两个链轮2.71上的单向轴承2.72工作状态相反，使每套擦洗机构始终处于下行擦洗时（如图3所示）卷布轮二2.7B是主动轮作为收布轮，卷布轮一2.7A为随动轮作为供布轮；上行擦洗时（如图4所示）卷布轮一2.7A是主动轮作为收布轮，卷布轮二2.7B为随动轮作为供布轮。上、下行擦洗方向互换时，供布轮和收布轮要互换位置，并使擦洗柔性工作轮2.9的方向始终顺向运行。
本发明采用柔性工作轮2.9自由摆动机构，摆杆2.12的另一端与固定在擦洗装置2的左墙板2.1、右墙板2.2上的轴配合，两个摆杆可绕固定一端的轴心摆动，主动轮的轮心位置可根据擦洗工作时遇到的工作面突起情况自动调整，有利于越过行进过程中的各种障碍，当遇到较大的障碍物时，可在擦洗装置的行走脚轮2.5的运行轨道上设置一定高度的靠模，使行走脚轮2.5在靠模上面运行，使擦洗装置顺利通过较大的障碍物。由主动轮通过擦洗布2.10，带动主动轮和随动轮一起运行。
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：包括横向移动装置（1）、擦洗装置（2）、升降装置（3）、导向靠紧装置（4），所述横向移动装置（1）设置在建筑物（5）的顶部，升降装置（3）连接在横向移动装置（1）和擦洗装置（2）之间，擦洗装置（2）通过导向靠紧装置（4）沿玻璃幕墙（6）行走。
2.根据权利要求1所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的横向移动装置（1）包括左立板（1.1A）、右立板（1.1B）、横梁方管（1.2）、导轨轮（1.3）、轻型工字钢导轨（1.4）、防翘轮（1.5）、配重件（1.6），所述横梁方管（1.2）的两端分别与左立板（1.1A）和右立板（1.1B）连接，轻型工字钢导轨（1.4）固定在建筑物（5）的顶部，横向移动装置（1）通过导轨轮（1.3）、防翘轮（1.5）在轻型工字钢导轨（1.4）内横向移动，配重件（1.6）设置在横向移动装置（1）的右端。
3.根据权利要求1所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的擦洗装置（2）包括机体构架、导向靠紧机构、升降机构和两套擦洗机构，机体构架由左墙板（2.1）、右墙板（2.2）通过螺钉分别与横向支承板（2.3）、纵向支承板（2.4）连接固定而成；两套擦洗机构一套为干擦机构，另一套为湿擦机构，每套擦洗机构包括擦洗减速电机（2.6）、电机链轮（2.61）、链条（2.8）、由卷布轮一（2.7A）和卷布轮二（2.7B）构成相应的供布轮或收布轮、柔性工作布轮（2.9）、擦洗布（2.10），所述卷布轮一（2.7A）和卷布轮二（2.7B）构造相同，具体是：尼龙轴承滑座（2.73）通过螺钉固定在右墙板（2.2）上，传动法兰（2.74）的轴穿过尼龙轴承滑座（2.73）后与单向轴承（2.72）装配在一起，轴管（2.75）右端与传动法兰（2.74）连接，左端与随动法兰（2.76）套接，随动法兰（2.76）的轴装入U型尼龙滑座（2.77）内转动，U型尼龙滑座（2.77）通过螺钉固定在左墙板（2.1）上；擦洗减速电机（2.6）上的电机链轮（2.61）通过链条（2.8）与卷布轮一（2.7A）和卷布轮二（2.7B）上的两个链轮（2.71）连接。
4.根据权利要求3所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的卷布轮一（2.7A）和卷布轮二（2.7B）上各有一个链轮（2.71），每个链轮（2.71）上各安装一个单向轴承（2.72），两个链轮（2.71）上的单向轴承（2.72）工作状态相反，使每套擦洗机构始终处于下行擦洗时，卷布轮二（2.7B）是主动轮作为收布轮，卷布轮一（2.7A）为随动轮作为供布轮；上行擦洗时卷布轮一（2.7A）是主动轮作为收布轮，卷布轮二（2.7B）为随动轮作为供布轮；上、下行擦洗方向互换时，供布轮和收布轮要互换，并使柔性工作布轮（2.9）的方向始终顺向运行。
5.根据权利要求3所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的柔性工作布轮（2.9）是：轴管（2.91）的两端装有尼龙法兰（2.92），尼龙法兰（2.92）的内芯轴两端通过螺钉固定在连杆板（2.11）上；连杆板（2.11）上端固定的小轴穿过尼龙座（2.14）与摆杆2.12连接在一起，尼龙座2.14通过螺钉固定在右墙板2.2上；拉簧2.13的一端连接在右墙板（2.2）上，另一端连接在摆杆（2.12）上。
6.根据权利要求1所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的升降装置（3）是安装在横向移动装置（1）的横梁方管（1.2）上的电动升降机，其升降钢丝绳固定在擦洗装置（2）的竖向支撑板（2.4）的吊环上，实现擦洗装置（2）的上下运动。
7.根据权利要求1所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的导向靠紧装置（4）包括两条导向钢丝绳（4.1）、两个紧绳器（4.2）、两个地桩（4.21）和两个弹簧顶杆，所述导向钢丝绳（4.1）的上端固定在横向移动装置（1）的横梁方管（1.2）的两端，下端通过紧绳器（4.2）、地桩（4.21）固定在玻璃幕墙（6）下边基础上，绷紧的两根导向钢丝绳（4.1）通过连接在导杆（4.5）上的滑轮（4.4）控制擦洗装置（2）的运动方向，并通过顶杆座（4.3）内的弹簧顶杆上的弹簧（4.7）的作用力，使擦洗装置（2）始终靠向被清洗的玻璃幕墙（6）表面。
8.根据权利要求7所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的弹簧顶杆包括滑轮（4.4）、导杆（4.5）、座盖（4.6）、顶杆座（4.3）、调整螺帽（4.8），所述滑轮（4.4）通过轮轴与导杆（4.5）配合，顶杆座（4.3）的一端与座盖（4.6）连接，另一端与调整螺帽（4.8）连接，并通过螺钉分别固定在左墙板（2.1）和右墙板（2.2）上。
9.根据权利要求1所述的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人，其特征在于：所述的擦洗装置（2）底部设置4个行走脚轮（2.5）可通过靠模配合，使两套擦洗机构顺利通过玻璃幕墙上较大的障碍物。
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