CN109077655B - 一种高楼外墙清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高楼外墙清洗机器人，其清洗装置包括喷水电机、水箱、刷筒、刮刷、擦干刷；刷筒包括轴芯杆、管路、喷嘴、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、角接触球轴承、连筒圈件、多孔外筒、轴承端盖、密封圈、擦拭材料；轴芯杆的左端为圆柱体，中段为开有直槽口的长方体，右端为半圆柱体；管路为开有三个连接口的长形圆管，喷嘴与连接口连接，喷嘴固定座套在喷嘴外侧并将管路固定在轴芯杆上；短套筒、长套筒分别与轴芯杆中段的两侧的轴肩衔接，短套筒和长套筒的外侧均套有角接触球轴承，角接触球轴承外均套有连筒圈件；多孔外筒两端分别与连筒圈件连接；刷筒两侧的轴承端盖配合密封圈分别与短套筒、长套筒形成密封；多孔外筒外覆盖擦拭材料。

Description

一种高楼外墙清洗机器人

技术领域

本发明属于玻璃清洁设备领域，特别是一种高楼外墙清洗机器人。

背景技术

清洁工在清洗玻璃窗时由于安全绳断裂导致清洁工人从上面掉下来不幸遇难等安全事故时有发生。随着工业化及城镇化的高速发展，阳光房玻璃屋顶及大型玻璃幕墙在现代化建筑中使用率越来越高，清洁露天大型玻璃幕墙时，如何保证人员的安全便成了这种高危职业人员亟待解决的难题。

为了保护人民的生命安全，彻底杜绝那种因清洁工作而带来的悲剧，市面上出现了一种智能化多功能玻璃幕墙高空清洗设备，例如专利号为201710150829.3的专利“智能化多功能玻璃幕墙高空清洗设备”，其利用自动爬行、自动喷水、自动回收废水、自动刷洗、自动跨越等多功能实现了擦窗完全自动化，避免了人们在清洁过程中一次又一次的安全事故。目但是这些设备的结构故障多，在玻璃幕墙上吸附时不稳固，尤其是在百米以上的高空作业时，四周的横向风会将设备吹落，从而对路面的行人、财务造成额外的伤害；清洁效率不高。

发明内容

为了解决上述现有技术的问题，本发明提供一种高楼外墙清洗机器人，。

一种高楼外墙清洗机器人，包括清洗装置、移动装置、吸附装置、机身、底座；所述机身与底座固定连接，所述移动装置的上端连接在所述底座上，所述吸附装置包括气泵、真空发生器、中央大吸盘和若干小吸盘，所示气泵与真空发生器连接，所述真空发生器分别与所述中央大吸盘和小吸盘连接；所述小吸盘位于所述移动装置的下端，所述中央大吸盘位于机身正中心；所述清洗装置包括喷水电机、水箱、刷筒、刮刷、擦干刷，所述喷水电机、水箱固定在所述机身上；

所述刷筒、刮刷、擦干刷相互平行设置，所述刷筒和刮刷位于所述机身一侧，所述擦干刷位于所述机身另一侧；所述刷筒包括轴芯杆、管路、喷嘴、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、角接触球轴承、连筒圈件、多孔外筒、轴承端盖、密封圈、擦拭材料；

所述轴芯杆的左端为圆柱体，中段为开有直槽口的长方体，右端为半圆柱体，所述轴芯杆的中段两端设有轴肩，开有沟槽；所述管路为开有三个连接口的长形圆管，所述喷嘴与所述连接口通过螺纹连接，所述喷嘴固定座套在所述喷嘴外侧并通过螺栓将所述管路固定在所述轴芯杆上；所述短套筒、长套筒分别与所述轴芯杆中段的两侧的轴肩紧密衔接，所述短套筒和长套筒的外侧均套有所述角接触球轴承，所述角接触球轴承外均套有所述连筒圈件；所述多孔外筒两端通过螺栓分别与所述连筒圈件连接；所述刷筒左右两侧的所述轴承端盖配合所述密封圈分别与所述短套筒、长套筒形成密封；所述多孔外筒外覆盖有一层擦拭材料；

所述水箱通过所述喷水电机与所述管路相连接，另设控制系统采用PLC程序控制所述移动装置、吸附装置运转。

上述装置的刷筒的装配工艺包括如下步骤：

首先进行刷筒的预装配，预装配是将管路、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、角接触球轴承、连筒圈件、多孔外筒等零件预先装配在轴芯杆上。预装配的存在可提高正式装配时各部件的配合精度，以达到尺寸要求。最初进行装配的长套筒、短套筒、连筒圈件为半成品，进行预装配后再次加工完成后才可以进行正式的装配工作，其预装配过程如下：

(1)预装配零件：管路、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、连筒圈件、多孔外筒等零件的自检、清洗、打磨；

(2)固定轴芯杆，确认螺纹孔位置并冲洗；

(3)安装长套筒、短套筒；

(4)安装角接触球轴承和连筒圈件；

(5)连筒圈件与多孔外筒配合，确保表面接触率≥80％，并做好配对标识；

(6)配合结束，安装轴承端盖、密封圈；

(7)安装螺母并紧固。

将预装配出现问题的零件进行再次加工，加工完成后装配过程如下：

(1)零件清洗、打磨，长套筒、短套筒内表面，轴芯外表面检查；

(2)确认多孔外筒是否变形：用外径千分尺分别从多角度测量多孔外筒的外径，测量四次，将四次测量的结果之差限制在0.1mm内；

(3)检验长套筒、短套筒与轴芯杆配合的平面，保证轴芯杆的轴肩的表面粗糙度；

(4)检验连筒圈件与多孔外筒配合的表面粗糙度Ra的最大允许值为0.8mm；

(5)安装管路，通过螺纹的连接喷嘴，并用喷嘴固定座将管路固定在轴芯杆上；

(6)长套筒、短套筒套入轴芯杆，紧密套在轴芯杆的轴肩位置；

(7)角接触球轴承分别套入长、短套筒，保持其与轴肩的相对距离；

(8)连筒圈件置于角接触球轴承外侧，并与角接触球轴承的内侧表面对齐；

(9)连筒圈件与多孔外筒配合，保证同心度和表面接触面积；

(10)两端装入轴承端盖和密封圈，起到限制角接触球轴承与长、短套筒在轴芯杆上轴向滑动的作用。

优选地，所述喷嘴固定座为长方形薄板，中心拉伸出有拔模斜度的圆筒，四角设有螺栓孔。

优选地，所述清洗刷的密封圈的材质采用EPDM三元乙丙橡胶密封圈。

优选地，所述刷筒还包括轴端挡圈，所述轴端挡圈卡在所述沟槽使所述长套筒固定。

优选地，所述擦拭材料的材质为聚乙烯醇胶棉。

更优选地，所述底座为内部中空的长方形厚平板状结构，所述底座底面靠近四边处设有导轨，所述移动装置为若干无杆气缸，所述底座内部设电机驱动所述无杆气缸沿导轨往复运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过合理的结构设计，实现墙面清洗、机器人竖直运动、机器人水平运动、机器人障碍跨越的多自由度运动，在控制系统的控制下依次完成吸附装置多足吸附、机器人移动清洗、修复装置吸盘吸附、多足水平或竖直移动的动作要求；整个运动过程稳固，能抵抗高楼层横向风的吹动；

2、实现高楼外墙清洗的机械化和自动化生产，在保证了生产率的同时也能保证了节省人力、保证生产安全等优点。

附图说明

图1为实施例一所述的高楼外墙清洗机器人的结构示意图；

图2为实施例一所述的高楼外墙清洗机器人的刷筒的外部结构示意图；

图3为实施例一所述的高楼外墙清洗机器人的内部结构示意图；

图4为实施例一所述的高楼外墙清洗机器人的轴芯杆结构示意图；

图5为实施例一所述的高楼外墙清洗机器人的刷筒右侧一端的结构示意图；

图中：1、机身；2、底座；201、导轨；3、无杆气缸；4、气泵；5、真空发生器；6、中央大吸盘；7、小吸盘；8、喷水电机；9、水箱；10、刮刷；11、擦干刷；12、轴芯杆；13、管路；14、喷嘴；15、喷嘴固定座；16、短套筒；17、长套筒；18、角接触球轴承；19、连筒圈件；20、多孔外筒；21、轴承端盖；22、密封圈；23、轴端挡圈；24、擦拭材料。

具体实施方式

以下将结合附图对本专利中各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利所保护的范围。

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。

实施例一

如图1、所示，本实施例提供的一种高楼外墙清洗机器人，包括清洗装置、移动装置、吸附装置、机身1、底座2；所述机身1与底座2固定连接，

所述底座2为内部中空的长方形厚平板状结构，所述底座2底面靠近四边处设有导轨201，所述移动装置为若干无杆气缸3，所述底座2内部设电机驱动所述无杆气缸3沿导轨201往复运动；所述移动装置的上端连接在所述底座2上；所述吸附装置包括气泵4、真空发生器5、中央大吸盘6和若干小吸盘7，所示气泵4与真空发生器5连接，所述真空发生器5分别与所述中央大吸盘6和小吸盘7连接；所述小吸盘7位于所述移动装置的下端，所述中央大吸盘6位于机身1正中心；所述清洗装置包括喷水电机8、水箱9、刷筒、刮刷10、擦干刷11，所述喷水电机8、水箱9固定在所述机身1上；

所述刷筒、刮刷10、擦干刷11相互平行，所述刷筒和刮刷10位于所述机身1一侧，所述擦干刷11位于所述机身1另一侧；所述刷筒包括轴芯杆12、管路13、喷嘴14、喷嘴固定座15、短套筒16、长套筒17、角接触球轴承18、连筒圈件19、多孔外筒20、轴承端盖21、密封圈22、轴端挡圈23、擦拭材料24；

所述轴芯杆12的左端为圆柱体，中段为开有直槽口的长方体，右端为半圆柱体，所述轴芯杆12的中段两端设有轴肩，开有沟槽；所述管路13为开有三个连接口的长形圆管，所述喷嘴14与所述连接口通过螺纹连接；所述喷嘴固定座15为长方形薄板，中心拉伸出有拔模斜度的圆筒，四角设有螺栓孔，所述喷嘴固定座15套在所述喷嘴14外侧并通过螺栓将所述管路13固定在所述轴芯杆12上；所述短套筒16、长套筒17分别与所述轴芯杆12中段的两侧的轴肩紧密衔接，所述短套筒16和长套筒17的外侧均套有所述角接触球轴承18，所述角接触球轴承18外均套有所述连筒圈件19；所述多孔外筒20两端通过螺栓分别与所述连筒圈件19连接；所述刷筒左右两侧的所述轴承端盖21配合所述密封圈22分别与所述短套筒16、长套筒17形成密封，2个所述轴端挡圈23分别卡在所述沟槽处使所述短套筒和长套筒17固定；所述多孔外筒20外覆盖有一层擦拭材料24，所述擦拭材料24的材质为聚乙烯醇胶棉；

所述水箱9通过所述喷水电机8与所述管路13相连接，另设控制系统采用PLC程序控制所述移动装置、吸附装置运转。

本实施例提供的高楼外墙清洗机器人，其刷筒的装配工艺包括如下步骤：

首先进行刷筒的预装配，预装配是将管路、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、角接触球轴承、连筒圈件、多孔外筒等零件预先装配在轴芯杆上。预装配的存在可提高正式装配时各部件的配合精度，以达到尺寸要求。最初进行装配的长套筒、短套筒、连筒圈件为半成品，进行预装配后再次加工完成后才可以进行正式的装配工作，其预装配过程如下：

(1)预装配零件：管路、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、连筒圈件、多孔外筒等零件的自检、清洗、打磨；

(2)固定轴芯杆，确认螺纹孔位置并冲洗；

(3)安装长套筒、短套筒；

(4)安装角接触球轴承和连筒圈件；

(5)连筒圈件与多孔外筒配合，确保表面接触率≥80％，并做好配对标识；

(6)配合结束，安装轴承端盖、密封圈；

(7)安装螺母并紧固。

将预装配出现问题的零件进行再次加工，加工完成后装配过程如下：

(1)零件清洗、打磨，长套筒、短套筒内表面，轴芯杆外表面检查；

(2)确认多孔外筒是否变形：用外径千分尺分别从多角度测量多孔外筒的外径，测量四次，将四次测量的结果之差限制在0.1mm内；

(3)检验长套筒、短套筒与轴芯杆配合的平面，保证轴芯杆的轴肩的表面粗糙度；

(4)检验连筒圈件与多孔外筒配合的表面粗糙度Ra的最大允许值为0.8mm；

(5)安装管路，通过螺纹的连接喷嘴，并用喷嘴固定座将管路固定在轴芯杆上；

(6)长套筒、短套筒套入轴芯杆，紧密套在轴芯杆的轴肩位置；

(7)角接触球轴承分别套入长、短套筒，保持其与轴肩的相对距离；

(8)连筒圈件置于角接触球轴承外侧，并与角接触球轴承的内侧表面对齐；

(9)连筒圈件与多孔外筒配合，保证同心度和表面接触面积；

(10)两端装入轴承端盖和密封圈，起到限制角接触球轴承与长、短套筒在轴芯杆上轴向滑动的作用。

Claims (5)

1.一种高楼外墙清洗机器人，包括清洗装置、移动装置、吸附装置、机身、底座；所述机身与底座固定连接，所述移动装置的上端连接在所述底座上，所述吸附装置包括气泵、真空发生器、中央大吸盘和若干小吸盘，所示气泵与真空发生器连接，所述真空发生器分别与所述中央大吸盘和小吸盘连接；所述小吸盘位于所述移动装置的下端，所述中央大吸盘位于机身正中心；所述清洗装置包括喷水电机、水箱、刷筒、刮刷、擦干刷，所述喷水电机、水箱固定在所述机身上；

其特征在于，所述刷筒、刮刷、擦干刷相互平行设置，所述刷筒和刮刷位于所述机身一侧，所述擦干刷位于所述机身另一侧；所述刷筒包括轴芯杆、管路、喷嘴、喷嘴固定座、长套筒、短套筒、角接触球轴承、连筒圈件、多孔外筒、轴承端盖、密封圈、擦拭材料；

所述轴芯杆的左端为圆柱体，中段为开有直槽口的长方体，右端为半圆柱体，所述轴芯杆的中段两端设有轴肩，开有沟槽；所述管路为开有三个连接口的长形圆管，所述喷嘴与所述连接口通过螺纹连接，所述喷嘴固定座套在所述喷嘴外侧并通过螺栓将所述管路固定在所述轴芯杆上；所述短套筒、长套筒分别与所述轴芯杆中段的两侧的轴肩紧密衔接，所述短套筒和长套筒的外侧均套有所述角接触球轴承，所述角接触球轴承外均套有所述连筒圈件；所述多孔外筒两端通过螺栓分别与所述连筒圈件连接；所述刷筒左右两侧的所述轴承端盖配合所述密封圈分别与所述短套筒、长套筒形成密封；所述多孔外筒外覆盖有一层擦拭材料；

所述水箱通过所述喷水电机与所述管路相连接，另设控制系统采用PLC程序控制所述移动装置、吸附装置运转；

所述底座为内部中空的长方形厚平板状结构，所述底座底面靠近四边处设有导轨，所述移动装置为若干无杆气缸，所述底座内部设电机驱动所述无杆气缸沿导轨往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种高楼外墙清洗机器人，其特征在于，所述喷嘴固定座为长方形薄板，中心拉伸出有拔模斜度的圆筒，四角设有螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的一种高楼外墙清洗机器人，其特征在于，所述密封圈的材质采用EPDM三元乙丙橡胶密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种高楼外墙清洗机器人，其特征在于，所述刷筒还包括轴端挡圈，2个所述轴端挡圈分别卡在所述沟槽处使所述短套筒和长套筒固定。

5.根据权利要求1所述的一种高楼外墙清洗机器人，其特征在于，所述擦拭材料的材质为聚乙烯醇胶棉。

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