CN108583714A - 一种光滑表面攀爬清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光滑表面攀爬清洗机，属环保机械设备领域，包括主架、履带装置、动力装置、与动力装置连接的控制器和清洗装置；履带装置包括内支撑架、外支撑架、主动轮、从动轮和履带；动力装置提供动力使主动轮转动从而带动履带运动；气动装置与履带连接；气动装置包括连接片、滑柱、行程槽、滑针、与滑针连接的柱塞和与柱塞配合设置的气缸；气缸与吸盘连接；气动装置随着履带运动时始终与履带垂直；内支撑架和外支撑架上均设有与滑针配合卡接的滑轨，以保证滑针随滑轨的轨道变化带动柱塞相对气缸做周期性的往复运动，完成抽气和放气。本发明的履带式吸盘保证吸附力与灵活性，且安全性和工作效率高，能实现从攀爬到清洗的全自动。

Description

一种光滑表面攀爬清洗机

技术领域

本发明属于环保机械设备领域，具体地，涉及一种光滑表面攀爬清洗机。

背景技术

随着国内经济的发展，城市大楼高度不断增高，大楼数量也在逐年增加。高楼外表面多为玻璃、瓷砖等光滑面，保持清洁成为一个难题。现行主要措施是使用高空“蜘蛛人”进行清洁，但是“蜘蛛人”会对自身及楼下行人等带来很大的安全隐患，目前光滑表面攀爬机器人多为负压吸附类型，其中节肢类清洁机机较为普遍。这类机器人使用繁重的气压控制系统，且这类机器在遇到缝隙时，控制将变得十分复杂。所以，为解决以上问题，开发出可靠、轻便、控制简单的高空清洁机器已刻不容缓。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种光滑表面攀爬清洗机。所述清洗机采用带有回转吸盘的履带式结构，每个吸盘由独立的气动装置控制，具有较好的吸附力和灵活性，能实现从攀爬到清洗的全自动，节省人力、操作方便、工作效率高。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种光滑表面攀爬清洗机，包括主架，对称设置在主架左右两侧的履带装置、均布设置在履带装置上的的吸盘、为每个履带装置独立提供前进动力的动力装置、与动力装置连接的控制器和清洗装置；

所述履带装置包括由相对设置的内支撑架和外支撑架组成的支撑架、主动轮、从动轮和履带；所述主动轮和从动轮设置在内支撑架和外支撑架之间；所述履带安装在主动轮和从动轮上；所述动力装置提供动力使主动轮转动从而带动履带运动；

所述吸盘通过气动装置与履带连接；

所述气动装置包括与履带连接的连接片、与连接片铰接的滑柱2-2、设置在滑柱上的行程槽、在行程槽内可做上下滑动的滑针、与滑针固定连接的柱塞和与柱塞配合设置的气缸；所述气缸与滑柱密封固定；所述吸盘与气缸连通连接；所述气动装置还包括设置在滑柱表面的保持针，所述内支撑架和外支撑架相对的侧面上均设有与所述保持针相配合的保持道，所述保持道与保持针配合卡接以保证气动装置随着履带同步运动时始终与履带垂直；

所述内支撑架和外支撑架相对的侧面上均设有滑轨，所述滑轨与滑针卡接以保证滑针在滑轨内的滑动，所述滑针随着滑轨的轨道变化发生上下移动进而带动柱塞相对气缸做周期性的往复运动，完成抽气和放气，实现吸盘在吸附和解吸附之间的转换。

作为对上述方案的进一步优化，所述主动轮通过传动轴安装在支撑架上；所述从动轮通过心轴安装在支撑架上；所述主动轮转动时带动从动轮转动从而实现履带运动。

作为对上述方案的进一步优化，所述保持针凸出于滑柱表面且与滑柱垂直，共设有三个，其中一个靠近连接片，另外两个对称设置在行程槽两侧，三个保持针于垂直高度上形成卡合道；所述保持道为内支撑架或外支撑架侧面上的凸出结构，所述保持道始终卡合在保持针之间形成的卡合道内，以保证滑柱随履带运转运动时始终与履带保持垂直。

作为对上述方案的进一步优化，所述动力装置包括电机、与电机连接用于控制扭矩的减速器、通过电机提供转动动力的齿轮；所述齿轮与主动轮连接，所述齿轮由电机驱动运转，从而带动从动轮转动。

作为对上述方案的进一步优化，所述清洗装置包括盛有清洗液的储液罐、用于输送清洗液的离心泵、喷洒清洗液的出液管和用于擦洗的擦洗条。

作为对上述方案的进一步优化，所述滑轨在支撑架底部的部分远离接触面，使得滑针带动气缸内的柱塞运动实现抽气形成负压，吸盘吸附至接触面上；所述滑轨在支撑架顶部的部分靠近支撑架顶端，使得滑针带动气缸内的柱塞运动实现放气解除负压，为吸盘下一步形成负压做准备。

作为对上述方案的更进一步优化，所述滑针移动至支撑架侧边上的滑轨部分时，带动柱塞相对气缸运动实现抽气形成负压，使得吸盘具有吸附力。

有益效果：

一、本发明所述清洗机采用履带式的回转吸盘，控制简单，主架左右两侧的两个履带分别由两个电机驱动，前进、转弯、后退均能通过简单的指令完成，在遇到小范围吸附盲区时，具备通过吸附盲区的能力而不需要复杂的行动规划。在所述清洗机工作需要转弯时，通过控制器控制动力装置的转速，在两个电机的转速不同时，左右两个履带的循环转速也不同，使得左右两边速度不同，可轻松实现转弯。

二、本发明中所述吸盘均布于履带上，吸盘跟随履带转动，每个吸盘通过独立的气动装置控制吸附和解吸附转换。气动装置的滑柱上设有保持针，与支撑架上配合设置的凸出的保持道卡接，使得滑柱在随着履带同步运动时始终与履带垂直，为产生强效吸附力做准备；此外，滑柱上设置行程槽，滑针可在行程槽内上下移动，当滑针随着变化的滑轨轨道运行时，促使与滑针连接的柱塞在气缸内做循环往复运动，实现放气和抽气，相对应地吸盘发生吸附和解吸附，所述轨道保证了与光滑表面接触的吸盘始终处于吸附状态，当吸盘离开接触面或处于非接触面时，吸盘处于解吸附状态，同时为下一轮吸附做准备，在这个过程中，吸盘具有强劲的吸附能力，能够保证在连续工作面工作时，任意时刻均有一半的吸盘保持吸附力；在非连续工作面时，若遇小范围的吸附盲区，在最前方侧面上的吸盘不能产生吸附力时，仍然能够保证整体正常工作直到越过吸附盲区。

三、本发明所述清洗装置采用直流电机驱动离心泵，体积占用小，水流平稳且易于控制。在直流电机驱动下，离心泵转动，吸取水箱内液体并将导入管路中，最终液体到达喷洒口，保证对工作面持续、均匀地喷洒，实现清洗。

附图说明

图1是本发明所述光滑表面攀爬清洗机的结构示意图；

图2是本发明所述履带装置和气动装置的结构示意图；

图3是本发明所述履带装置的结构示意图；

图4是本发明所述气动装置的结构示意图；

图5是本发明所述气动装置的剖面图；

图6是本发明所述内支撑架或外支撑架的主视图；

附图标记：1、履带装置；2、气动装置；3、动力装置；4、清洗装置；5、主架；6、控制器；11、内支撑架；12、主动轮；13、履带；14、从动轮；15、外支撑架；111、滑轨；112、保持道；21、连接片；22、滑柱；23、滑针；24、柱塞；25、气缸；26、吸盘；221、保持针；222、行程槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例及其附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种光滑表面攀爬清洗机，其结构如图1所示，包括履带装置1、气动装置2、动力装置3、清洗装置4、主架5和控制器6。其中，履带装置1、气动装置2、动力装置3、清洗装置4和控制器6均安装在主架5上。在主架5的左右两侧各安装一个履带装置1，所述履带装置1，如图3所示，包括内支撑架11、主动轮12、履带13、从动轮14和外支撑架15；所述内支撑架11和外支撑架15对称连接设置形成支撑架，中间留有空隙，所述主动轮12、履带13 和从动轮14设置在支撑架中间的空隙中，所述主动轮12通过转动轴与支撑架连接，所述从动轮14通过心轴与支撑架连接，所述履带13安装在主动轮12和从动轮14上；在所述内支撑架11和外支撑架15相邻相对的侧面上均设有相互配合的滑轨111和保持道112，所述滑轨111为凹槽结构，所述保持道112为凸台结构，所述保持道112设置在滑轨111的内侧。

所述履带装置1各对应一个动力装置3，所述动力装置3包括电机、与电机连接用于控制扭矩的减速器、通过电机提供转动动力的齿轮；所述齿轮与主动轮连接，通过齿轮向主动轮12传递转动动力从而带动履带13运动。

所述履带13上均布设有吸盘26，所述吸盘26通过气动装置2与履带13连接，如图2所示；所述气动装置2，如图4和5所示，包括与履带13连接的连接片21、与连接片铰接的滑柱22、设置在滑柱22上的行程槽222、在行程槽222内可做上下滑动的滑针23、与滑针23固定连接的柱塞24和与柱塞24配合设置的气缸25；所述气缸25与滑柱22密封固定连接；所述吸盘26与气缸25连通连接；所述滑针23卡在滑轨111内，随着滑轨111的轨道变化发生上下移动进而带动柱塞24相对气缸25做周期性的往复运动，完成抽气和放气，实现吸盘26在吸附和解吸附之间的转换。

所述气动装置2还包括设置在滑柱22表面的保持针221；所述保持针221凸出于滑柱22表面且与滑柱22垂直，一般设有三个，保持针Ⅰ设在靠近连接片21处，保持针Ⅱ和保持针Ⅲ对称设置在行程槽222两侧，保持针Ⅰ到保持针Ⅱ和保持针Ⅲ的距离相等且在垂直方向上形成卡合道，支撑架上的保持道112始终卡合在卡合道内，使得气动装置2随着履带13同步运动时滑柱22始终与履带13垂直。

所述清洗装置4包括盛有清洗液的储液罐、用于输送清洗液的离心泵、喷洒清洗液的出液管和用于擦洗的擦洗条。

在所述清洗机工作时，履带13上的回转吸盘26的吸附作用主要取决于滑轨111的轨道变化。所述滑轨111为配合支撑架结构的闭合轨道，其在支撑架底部的部分远离接触面，使得滑针23带动气缸25内的柱塞24向远离接触面的方向移动，实现抽气形成负压，吸盘26吸附至接触面上；所述滑轨111在支撑架顶部的部分靠近支撑架顶端，使得滑针23带动气缸25内的柱塞24相对运动实现放气解除负压，为吸盘26下一步形成负压做准备。为保证清洗机前进时能较好地越过吸附盲区，履带13从支撑架顶部转至支撑架前侧部再至靠近接触面的过程中，设置支撑架前端的的轨道变化使得吸盘26完成解吸附—吸附—解吸附—吸附的转换过程，如图6所示。

本发明所述清洗机在工作时，可在清洗机上安装与控制器6连接的摄像头或者感应器以便即时获取光滑表面的情况信息进而进行远程操控，由控制器6控制动力装置3动作，带动履带装置上1的主动轮12转动，主动轮12转动时，带动履带13运动，履带13带动连接片21运动，从而带动整个气动装置2运动；在连接片21、内支撑架11和外支撑架15的共同作用下，滑柱22随着履带13转动，且始终保持与履带13垂直；气动装置2随履带13转动，其上的滑针23受行程槽222和滑轨111的作用，使与滑针23连接的柱塞24相对气缸25做周期性的往复运动，实现放气和抽气，相对应地吸盘26发生吸附和解吸附，实现清洗机的攀爬。当履带13带动气动装置2转动时，会使整体清洗机运动；直行时，则使左右两个动力装置3的转速相同；左转弯时，使左侧动力装置的转速低于右侧动力装置的转速；右转弯时，使右侧动力装置的转速低于左侧动力装置的转速；与此同时，运动时，主架5上的控制器6控制清洗装置4内的离心泵工作，从而使清洗系统喷洒出均匀的清洗液，清洗机运动带动主架5上安装的擦洗条，从而完成清洗工作。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不用以此限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：包括主架（5）、对称设置在主架（5）左右两侧的履带装置（1）、均布设置在履带装置（1）上的的吸盘（26）、为每个履带装置（1）独立提供前进动力的动力装置（3）、与动力装置（3）连接的控制器（6）和清洗装置（4）；

所述履带装置（1）包括由相对设置的内支撑架（11）和外支撑架（15）组成的支撑架、主动轮（12）、从动轮（14）和履带（13）；所述主动轮（12）和从动轮（14）设置在内支撑架（11）和外支撑架（15）之间；所述履带（13）安装在主动轮（12）和从动轮（14）上；所述动力装置（3）提供动力使主动轮（12）转动从而带动履带（13）运动；

所述吸盘（26）通过气动装置（2）与履带（13）连接；

所述气动装置（2）包括与履带（13）连接的连接片（21）、与连接片（21）铰接的滑柱（22）、设置在滑柱（22）上的行程槽（222）、在行程槽（222）内可做上下滑动的滑针（23）、与滑针（23）固定连接的柱塞（24）和与柱塞（24）配合设置的气缸（25）；所述气缸（25）与滑柱（22）密封固定；所述吸盘（26）与气缸（25）连通连接；所述气动装置（2）还包括设置在滑柱（22）表面的保持针（221），所述内支撑架（11）和外支撑架（15）相对的侧面上均设有与所述保持针（221）相配合的保持道（112），所述保持道（112）与保持针（221）配合卡接以保证气动装置（2）随着履带（13）同步运动时始终与履带（13）垂直；

所述内支撑架（11）和外支撑架（15）相对的侧面上均设有滑轨（111），所述滑轨（111）与滑针（23）卡接以保证滑针（23）在滑轨（111）内的滑动，所述滑针（23）随着滑轨（111）的轨道变化发生上下移动进而带动柱塞（24）相对气缸（25）做周期性的往复运动，完成抽气和放气，实现吸盘（26）在吸附和解吸附之间的转换。

2.如权利要求1所述的一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：所述主动轮（12）通过传动轴安装在支撑架上；所述从动轮（14）通过心轴安装在支撑架上。

3.如权利要求1所述的一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：所述保持针（221）凸出于滑柱（22）表面且与滑柱（22）垂直，共设有三个，其中一个靠近连接片（21），另外两个对称设置在行程槽（222）两侧，三个保持针（221）于垂直高度上形成卡合道；所述保持道（112）为内支撑架（11）或外支撑架（15）侧面上的凸出结构，所述保持道（112）始终卡合在保持针（221）之间形成的卡合道内。

4.如权利要求1所述的一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：所述动力装置（3）包括电机、与电机连接用于控制扭矩的减速器、通过电机提供转动动力的齿轮；所述齿轮与主动轮（12）连接。

5.如权利要求1所述的一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：所述清洗装置（4）包括盛有清洗液的储液罐、用于输送清洗液的离心泵、喷洒清洗液的出液管和用于擦洗的擦洗条。

6.如权利要求1所述的一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：所述滑轨（111）在支撑架底部的部分远离接触面，使得滑针（23）带动气缸（25）内的柱塞（24）运动实现抽气形成负压，吸盘（26）吸附至接触面上；所述滑轨（111）在支撑架顶部的部分靠近支撑架顶端，使得滑针（23）带动气缸（25）内的柱塞（24）运动实现放气解除负压，为吸盘（26）下一步形成负压做准备。

7.如权利要求6所述的一种光滑表面攀爬清洗机，其特征在于：所述滑针（23）移动至支撑架侧边上的滑轨（111）部分时，带动柱塞（24）相对气缸（25）运动实现抽气形成负压，使得吸盘（26）具有吸附力。