CN109106270B - 高层幕墙清洗机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明创造提供一种高层幕墙清洗机器人，包括长方体的箱体，垂直安装在所述箱体上表面的风压部件，行走部件，清洗部件，还包括位于所述电机支架上的水平设置的配重部件，所述配重部件包括配重支架以及通过配重轴承水平架设在所述配重支架上的光杠和丝杠，一配重块穿过所述光杠和丝杠架设在所述配重支架上，所述配重块可在所述光杠和丝杠上自由移动。本发明创造的有益效果：满足在幕墙表面移动的同时紧贴幕墙表面以提供足够的清洗力。
Description
技术领域
本发明创造涉及清洁机械技术领域,具体涉及一种高层幕墙清洗机器人。
背景技术
随着现代化的发展和城市人口的增长，为了节约地球的土地资源，越来越多的高层建筑出现在现代城市景观中。在建筑行业中，由于各种幕墙具有良好的抗风压变形能力，相比传统墙壁质量较轻，而且施工方式系统化工期短，维修更换性高，因此采用幕墙结构的高楼也越来越多。
现如今我国多数楼层建筑幕墙的清洗工作还是由人力来完成，人力清洗危险系数极高，若要是遇到强的空气流，清洗工作人员的人身安全很难得到保障，并且清洗的幕墙在被风力影响下容易被工作人员损坏，鉴于这种情况，研制一种能完全替代人工、安全系数高还能灵活移动来进行清洗幕墙工作的机器人就显得较为迫切了。
由此我们发明了集喷水、清洗以及自动行走的高层建筑幕墙清洗机器人。本机器人结构完善，功能多样，工作灵敏性高，能代替人工在垂直壁面上移动清洗，在很大程度上降低了清洁难度，提高了清洗效率，同时改善高层幕墙清洗环境，减少人工清洗的成本和危险性，并且带动产业经济发展效益。
发明内容
本发明创造要解决的问题是提供一种高层幕墙清洗机器人，满足在幕墙表面移动的同时紧贴幕墙表面以提供足够的清洗力。
为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：高层幕墙清洗机器人，包括长方体的箱体，垂直安装在所述箱体上表面的风压部件，行走部件，清洗部件。
所述风压部件通过固定在箱体表面的悬吊支撑架固定在所述箱体表面，所述风压部件包括螺旋桨、电动机，所述电动机驱动所述螺旋桨高速转动产生垂直于幕墙表面的压力，所述电动机通过电机支架(3)固定在箱体上，
所述行走部件对称架设在所述箱体的两对立侧面的下部，所述行走部件包括安装在驱动轴两端的最先接触幕墙的轮胎、所述轮胎通过安装在驱动轴上的驱动电机电驱动，通过设定所述驱动电机的转速来控制所述轮胎的转速带动机器人移动；
所述清洗部件包括垂直架设在所述箱体内部的两个盘型洗刷部件，所述盘型洗刷部件包括位于所述箱体底部的盘型洗刷，所述盘型洗刷(19)可拆卸地固定在一空心轴上，一横向的双头电机电驱动一个盘型洗刷部件上的盘型洗刷转动，两个盘型洗刷部件之间通过齿轮传动后实现联动，所述盘型洗刷上设有用于清洗液喷出的喷射孔；
还包括位于所述箱体底部的两个筒刷，其中一个筒刷通过所述双头电机的另一端电驱动，相邻筒刷之间通过带轮传动后实现同时转动，所述筒刷与一盘在箱体底部的喷水管相连，所述喷水管的管壁上分布有若干小孔，所述箱体的底部还安装有软质刮水板。
进一步，还包括位于所述电机支架上的水平设置的配重部件，所述配重部件包括配重支架以及通过配重轴承水平架设在所述配重支架上的光杠和丝杠，一配重块穿过所述光杠和丝杠架设在所述配重支架上，所述配重块可在所述光杠和丝杠上自由移动。
进一步，所述箱体的上表面还固定有一垂直设置的转向齿轮，所述转向齿轮通过与其相连的转向电机电驱动，通过所述转向电机控制所述转向齿轮90度旋转，当所述转向齿轮转动时同时带动所述箱体转动，且当所述箱体转动时，所述悬吊支撑架及风压部件并不发生转动。
进一步，所述盘型洗刷部件位于所述的两个筒刷之间。
进一步，所述盘型洗刷半径为200-250mm，盘型洗刷上设有植毛，所述植毛的半径为200-250mm。
进一步，所述筒刷的筒直径为200-250mm，长度为900-1000mm。
进一步，所述螺旋浆的直径为1000mm。
进一步，通过设定所述驱动电机的转速来控制所述轮胎的转速为2.5m/min。
本发明创造具有的优点和积极效果是：
1、本发明创造采用了四个刷具从两个方向共同清洗(两个筒刷横向清洗，两个盘型洗刷纵向清洗)，减少了清洗时间，提高了清洗工作效率，减少清洗盲区，清洁光洁度也有很大的提高。
2、根据工作条件可知，清洗机是悬吊在幕墙上进行清洗工作，因此在保证工作的前提下，主机质量越轻越好。采用了一个双头电机驱动筒刷和盘型洗刷，减小了清洗主机的重量。
3、清洗机器人工作时，通过调节在光杠30及丝杠31上的配重块32位置来平衡重心，以达到水平方向上的平衡，达到减小震动的效果，竖直方向上的平衡不予考虑，以便风压部件的运行，解决了由于电机位置引起的平衡问题，并且清洗盲区的问题也得到了改善，清洁力度同样得到了提高。
附图说明
图1是本发明创造的主视图；
图2是本发明创造的仰视图；
图3是本发明创造风压部件的结构示意图；
图4是本发明创造行走部件的结构示意图；
图5是本发明创造清洗部件的结构示意图；
图6是本发明创造盘型洗刷部件的结构示意图；
图7是本发明创造配重部件的结构示意图。
图中：1、螺旋桨；2、电动机；3、电机支架；4、轴端端盖；5、轮胎；6、电动机驱动轴一；7、轴承；8、联轴器；9、驱动电机；10、轴间端盖；11、电动机驱动轴二；12、空心轴轴套；13、洗刷周端盖；14、球轴承一；15、球轴承二；16、空心轴一；17、中心轴；18、喷头；23、洗刷轴端盖；24、空心轴二；25、锥齿轮二；26、齿轮二；27、中间轴；29、锥齿轮一；30、光杠；31、丝杠；32、配重块；33、配重支架；34、配重轴承；36、转向电机；37、转向齿轮；38、悬吊支撑架；39、箱体；40、轴承座；41、行走部件；42、配重部件；43、风压部件；44、筒刷；45、清洗部件；46、喷水管；47、软质刮水板；48、带轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造的具体实施例做详细说明。
如图1-7所示,一种高层幕墙清洗机器人，包括长方体的箱体39，垂直安装在所述箱体39上表面的风压部件43，行走部件41，清洗部件45。
如图3所示，所述风压部件43垂直固定在箱体39上的悬吊支撑架38上，所述悬吊支撑架38通过螺栓连接在所述箱体39上。所述风压部件43包括螺旋桨1、电动机2，所述电动机2通过电机支架3固定在箱体1上。本发明创造的高层幕墙清洗机器人工作时，所述悬吊支撑架38通过钢缆连接到楼顶的悬吊装置，所述箱体39的底部贴近幕墙，所述电动机2驱动所述螺旋桨1高速转动产生垂直于幕墙表面的压力，利用所述螺旋桨1转动使得清洗机器人两侧的空气压强不一样，产生压差，使得清洗机被压紧到幕墙表面。
所述行走部件41对称架设在所述箱体39的两对立侧面的下部，所述行走部件41包括安装在驱动轴两端的最先接触幕墙的轮胎5，所述轮胎5穿过所述驱动轴通过轴承座40架设在所述箱体39上。所述轮胎5通过安装在驱动轴上的驱动电机9电驱动，通过设定所述驱动电机9的转速来控制所述轮胎5的转速带动机器人移动。当箱体39上的悬吊支撑架38通过钢缆连接到楼顶的悬吊装置时，使安装在清洗机器人箱体两侧的轮胎先接触幕墙表面，此时就可以使清洗机器人缓慢压向幕墙边表面，而不会因为风压部件产生过大的力损坏幕墙。且考虑在幕墙表面，摩擦力较小，通过设定驱动电机9的转速来控制所述轮胎5的转速，将行走速度设置为2.5m/min。
如图2所示，具体地，所述驱动轴包括电动机驱动轴一6和电动机驱动轴二11。所述驱动电机9位于所述电动机驱动轴一6和电动机驱动轴二11之间，通过轴承7、联轴器8、轴间端盖10分别与所述电动机驱动轴一6和所述电动机驱动轴二11连接，所述轮胎5的端部通过轴端端盖4进行轴向定位。
所述清洗部件45包括通过盘刷支撑架22垂直架设在所述箱体39内部的两个盘型洗刷部件，所述盘型洗刷部件包括空心轴16和位于所述箱体39底部的盘型洗刷19，所述盘型洗刷19可拆卸地固定在所述空心轴16上，一横向设置的双头电机21通过驱动锥齿轮一29和锥齿轮二25带动一个盘型洗刷部件转动。具体地，所述锥齿轮二25套在其带动的盘型洗刷部件的空心轴上，通过所述锥齿轮一29和所述锥齿轮二25将传动方向从水平设置的电机上传动到垂直设置的盘型洗刷部件上。所述的空心轴上还设有齿轮一20，所述两个盘型洗刷部件上的齿轮一20通过与其分别啮合的位于其中间的齿轮二26实现联动，进而实现两个盘型洗刷部件同时转动，所述齿轮二26通过中间轴27固定在所述盘刷支撑架22上。所述盘型洗刷19上设有用于清洗液喷出的喷射孔。进一步，所述空心轴包括空心轴轴套12、洗刷周端盖13、球轴承一14、球轴承二15、空心轴一16、中心轴17、喷头18、洗刷轴端盖23、空心轴二24。
本发明创造还包括位于所述箱体39底部的两个筒刷44，其中一个筒刷44通过所述双头电机21的另一端驱动，两个筒刷44之间通过带轮48传动后同时转动。所述筒刷44与一的喷水管46相连，所述喷水管46的管壁上分布有若干小孔。所述盘型洗刷19内可以储存一定量的的清洗液，清洗液通过所述喷射孔喷出，所述喷水管46位于所述箱体39底部的所述筒刷44旁边，与一小水箱相连，清水通过喷水管46上的小孔喷出。所述箱体39的底部安装有软质刮水板47，清洗机器人行走时，被喷射的清洗液和清水通过软质刮水板47刮去，以便于清洗过后的部位快速干燥。清洗液和清水及电缆通过两根组合缆管供给，组合缆管连接楼顶悬吊系统。
本发明创造的一个实施例中，所述悬吊支撑架38的上表面还固定有一垂直设置的转向齿轮37，所述转向齿轮37通过与其相连的转向电机36电驱动，通过所述转向电机36控制所述转向齿轮37实现90度旋转，所述箱体39上表面的内侧固定设有一可与所述转向齿轮37联动的转轮，通过所述转轮带动所述箱体39一起与所述转向齿轮37转动。且当所述箱体39转动时，所述悬吊支撑架38及风压部件43并不发生转动。
本发明创造的另一个实施例中，还包括位于所述电机支架上的水平设置的配重部件42，所述配重部件42包括配重支架33以及通过配重轴承34水平架设在所述配重支架33上的光杠30和丝杠31，一配重块32穿过所述光杠30和丝杠31架设在所述配重支架33上，所述配重块32可在所述光杠30和丝杠31上自由移动。清洗机器人工作时，通过调节在光杠30及丝杠31上的配重块32位置来平衡重心，以达到水平方向上的平衡，达到减小震动的效果，竖直方向上的平衡不予考虑，以便风压部件的运行，解决了由于电机位置引起的平衡问题，并且清洗盲区的问题也得到了改善，清洁力度同样得到了提高。
本发明创造中，所述盘型洗刷部件更优先地是位于两个筒刷44之间。
本发明创造中，所述盘型洗刷19半径为200-250mm，盘型洗刷19上设有植毛，所述植毛的半径为200-250mm。所述筒刷44的筒直径为200-250mm，长度为900-1000mm。所述螺旋浆的直径为1000mm。
本发明创造的工作流程：由于工作环境是在高达数十层的高楼外幕墙表面，因此我们的清洗机器人的主要工作流程是自下往上的清洗幕墙表面。首先，人工将清洗机器人搬至高层楼顶，连接好电源等其他接线设备，其次用专用缆绳通过楼顶悬吊设备与所述悬吊支撑架38两端的吊耳连接，将清洗机器人垂吊至指定位置，所述箱体39的底部贴近幕墙。由楼下的工作人员手动开启风压部件43的电动机2，通过螺旋桨1的高速旋转在幕墙表面产生压力差，通过压力的作用使得清洗机器人紧贴至幕墙表面，最后再由楼底工作人员打开双头电机21，带动筒刷44、盘型洗刷部件共同旋转，采用了四个刷具从两个方向共同清洗(筒刷44横向清洗，盘型洗刷部件纵向清洗)，进行幕墙表面的同步清洗。同时打开行走部件41的驱动电机9开启清洗机器人的行走部件41，此时的工作状态是筒刷44与盘型洗刷部件在旋转且轮胎5在向前行进，使清洗机器人能够边清洗边向上移动到待清洗的位置。当清洗机器人移动到幕墙顶端需要清洗其他区域时，开启转向电机36，带动箱体39反复90度转动到需要清洗的位置，继续工作。
以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.高层幕墙清洗机器人，其特征在于：包括长方体的箱体(39)，垂直安装在所述箱体(39)上表面的风压部件(43)，行走部件(41)，清洗部件(45)，所述风压部件(43)通过固定在箱体表面的悬吊支撑架(38)固定在所述箱体(39)表面，所述风压部件(43)包括螺旋桨(1)、电动机(2)，所述电动机(2)驱动所述螺旋桨(1)高速转动产生垂直于幕墙表面的压力，所述电动机(2)通过电机支架(3)固定在箱体(1)上，所述行走部件(41)对称架设在所述箱体(39)的两对立侧面的下部，所述行走部件(41)包括安装在驱动轴两端的最先接触幕墙的轮胎(5)、所述轮胎(5)通过安装在驱动轴上的驱动电机(9)电驱动，通过设定所述驱动电机(9)的转速来控制所述轮胎(5)的转速带动机器人移动；
所述清洗部件(45)包括垂直架设在所述箱体(39)内部的两个盘型洗刷部件，所述盘型洗刷部件包括位于所述箱体(39)底部的盘型洗刷(19)，所述盘型洗刷(19)可拆卸地固定在一空心轴上，一横向的双头电机(21)电驱动一个盘型洗刷部件上的盘型洗刷(19)转动，两个盘型洗刷部件之间通过齿轮传动后实现联动，所述盘型洗刷(19)上设有用于清洗液喷出的喷射孔；
还包括位于所述箱体(39)底部的两个筒刷(44)，其中一个筒刷(44)通过所述双头电机(21)的另一端电驱动，相邻筒刷(44)之间通过带轮(48)传动后实现同时转动，所述筒刷(44)与一盘在箱体底部的喷水管(46)相连，所述喷水管(46)的管壁上分布有若干小孔，所述箱体(39)的底部还安装有软质刮水板(47)；
所述箱体(39)的上表面还固定有一垂直设置的转向齿轮(37)，所述转向齿轮(37)通过与其相连的转向电机(36)电驱动，通过所述转向电机(36)控制所述转向齿轮(37)90度旋转，当所述转向齿轮(37)转动时同时带动所述箱体(39)转动，且当所述箱体(39)转动时，所述悬吊支撑架(38)及风压部件(43)并不发生转动；
还包括位于所述电机支架上的水平设置的配重部件(42)，所述配重部件(42)包括配重支架(33)以及通过配重轴承(34)水平架设在所述配重支架(33)上的光杠(30)和丝杠(31)，一配重块(32)穿过所述光杠(30)和丝杠(31)架设在所述配重支架(33)上，所述配重块(32)可在所述光杠(30)和丝杠(31)上自由移动；
所述盘型洗刷部件位于所述的两个筒刷(44)之间。
2.根据权利要求1所述的高层幕墙清洗机器人，其特征在于：所述盘型洗刷(19)半径为200-250mm，盘型洗刷(19)上设有植毛，所述植毛的半径为200-250mm。
3.根据权利要求1所述的高层幕墙清洗机器人，其特征在于：所述筒刷(44)的筒直径为200-250mm，长度为900-1000mm。
4.根据权利要求1所述的高层幕墙清洗机器人，其特征在于：所述螺旋桨的直径为1000mm。
5.根据权利要求1所述的高层幕墙清洗机器人，其特征在于：通过设定所述驱动电机(9)的转速来控制所述轮胎(5)的转速为2.5m/min。
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