CN110053589A - 一种汽车清洁装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车清洁装置，喷淋装置与清洗水源相连通，横梁设置于导轨上，喷淋装置和擦干装置安装在横梁上，电器控制部通过线路与驱动电机、喷淋装置和擦干装置相连接，擦干布悬挂于横梁下方的横杆上，擦干布的另一端接触车身表面，喷淋装置包括顶喷杆和左竖向喷杆与右竖向喷杆，顶喷杆连接在横梁的升降机构上，顶喷杆和两根竖向喷杆上的各个喷头分别通过旋转接头安装在对应的喷杆上，各个喷头与旋转电机相连接，旋转电机与电器控制部相连接。其优点在于：清洗、擦干、水处理功能很完善，且设备结构简洁紧凑，节水节能效果突出，能实现全程自动化的无人洗车作业。

Description

一种汽车清洁装置

技术领域

本发明涉及一种洗车设备制作技术领域，尤其指一种能用高压水清洗汽车外表面且循环利用洗车水和固相物料的汽车清洁装置。

背景技术

现有一种申请号为201710316912.3名称为《一种洗车方法》的中国发明专利申请公开了一种可搬迁的一体化洗车机，包括控制系统、框架及水循环系统和洗车系统，该发明通过四个定位组件对待清洗车辆进行限位。净水泵及污水泵启动，污水箱中的污水净化后被抽入净水箱，净水箱为洗车系统的各出水点供水。门形框架在行进电机的驱动下，沿导轨移动。横刷清洗车辆上部；立刷清洗车辆的车尾头部分、车尾部分及两侧；立小刷清洗车辆两侧的下部；风刀吹干清洗后的车辆。该发明能对污水循环利用，适用于可搬迁的洗车装置，然而，该洗车机的高压水冲洗的效果受到喷头与车身的距离因素的影响，还存在清洗效果不佳、机械结构不合理、水资源消耗大、能耗高的缺点，因此该洗车机的结构还需进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种将高压水清洗、擦干功能集成在一个横梁架体上，能循环利用洗车水和固相物料，清洁能耗低，汽车表面清洁效果好的汽车清洗装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：本汽车清洁装置，包括电器控制部、横梁、喷淋装置和擦干装置，所述喷淋装置与清洗水源相连通，所述横梁通过驱动电机能前后运动地设置于导轨上，所述喷淋装置和擦干装置安装在横梁上，所述电器控制部通过线路与驱动电机、喷淋装置和擦干装置相连接，擦干装置的擦干布的一端悬挂于横梁下方的横杆上，擦干布的另一端能受重力下垂而接触横梁下方的车身表面，其特征在于：所述喷淋装置包括水平设置的顶喷杆和分别固定在横梁端部的左竖向喷杆与右竖向喷杆，所述顶喷杆能相对横梁上下移动地连接在横梁的升降机构上，顶喷杆和两根竖向喷杆上的各个喷头分别通过各自的旋转接头安装在对应的喷杆杆体上，各个喷头与旋转电机传动相连接，所述旋转电机通过线路与电器控制部相连接，所述旋转电机驱动对应的喷头相对对应的喷杆来回摆动。

作为改进，所述顶喷杆上设置有三组喷头：喷口朝下设置的正喷头、位于顶喷杆前侧壁上的内侧喷头和位于顶喷杆后侧壁上的外侧喷头，外侧喷头与内侧喷头的喷口在喷杆的横截面内相对于正喷头的朝向形成反向的锐角；所述左竖向喷杆的喷头、右竖向喷杆的喷头均朝向车身侧面；所述顶喷杆、左竖向喷杆、右竖向喷杆上的喷头分别连接为整体结构，再与对应的旋转电机传动相连接。

进一步改进，所述顶喷杆、左竖向喷杆与右竖向喷杆上的各个喷头上分别设置有控制对应喷头喷口开闭的气缸，所述气缸安装在与对应喷头喷口反向的旋转接头的管壁上，所述气缸与对应的喷头喷口同轴设置，所述气缸的气缸杆能伸出气缸体而堵住对应的喷头喷口。

作为改进，所述电器控制部包括设置在横梁上能测量任一车身横截面处的车身高度的测量传感器，电器控制部可根据车身各处的高度控制顶喷杆的升降和横梁的运动速度。

作为改进，所述的升降机构包括分设在横梁两端的左竖向光轴与右竖向光轴、软绳、设置在横梁上部的卷轮以及升降电机；所述顶喷杆的端部分别套置在左竖向光轴与右竖向光轴上，所述顶喷杆通过软绳与卷轮连接，所述卷轮与升降电机的输出轴同轴相固定，所述升降电机可通过收放软绳带动顶喷杆升降。

作为改进，所述喷淋装置通过管道与添加有固相物料的清洗水源相连通，具体为，所述顶喷杆、左竖向喷杆与右竖向喷杆均与增压泵、清水罐、固相物料罐通过洗车水管相连通，所述固相物料罐与洗车水管的连通处设置有开闭阀门，所述开闭阀门通过线路与电器控制部相连接。

进一步改进，所述汽车清洁装置还包括中水回用装置，所述喷淋装置通过管道与中水回用装置相连通，具体为，所述的中水回用装置由废水收集池、污水泵、除泥砂部、中水罐、增压泵、清水罐、固相物料罐、洗车水管构成，所述中水罐与清水罐通过洗车水管经增压泵与对应喷头相连通；所述固相物料罐的下部设有出料口，出料口与洗车水管相通，在固相物料罐的内腔中设有送料螺杆，送料螺杆的杆身下部设有螺旋叶片，送料螺杆的一端伸入出料口中，送料螺杆的另一端与送料电机传动相连接；固相物料罐的出料口与洗车水管的连接位置位于增压泵之前的洗车水管上。

进一步改进，所述固相物料罐中添加的固相物料是植物颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的0.9倍而不小于100微米；或，所述固相物料为活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物的颗粒为：滑石粉、石墨粉或海泡石粉末，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的0.85倍而不小于100微米；或，所述固相物料为弹性高分子材料或其制品的粉末，或者是带有封闭气孔结构的弹性颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的1.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料是一种开孔骨架结构颗粒，所述开孔骨架结构颗粒为：开孔的塑料泡沫颗粒或海绵颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料为布片颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料是一种纤维，所述纤维为植物纤维、化学纤维或其它人造纤维，纤维的长度不大于喷头喷口等效孔径的4.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料为上述多种材质混合、加工而成的改性材料，其颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

作为改进，所述擦干装置的具体结构为，所述转动轴在第二电机驱动下能绕自身的轴心转动，悬挂擦干布的横杆以“凵”字形结构两端吊挂在转动轴上，横杆的两端分别通过对应的单向轴承连接在转动轴上，当转动轴沿单向轴承锁死方向转动时，所述横杆驱动擦干布卷绕在转动轴上，在转动轴上还设置有能驱动擦干布前后摆动的第一驱动机构和能驱动擦干布左右摆动的第二驱动机构，在所述横梁上还设置有在擦干布卷绕时清洁擦干布的清洁机构。

作为改进，利用本汽车清洁装置进行汽车清洁操作的步骤为：

一、汽车驶入清洗场地并驻停，横梁从汽车上方经过，同时向车身喷洒洗车液；

二、横梁从汽车上方经过，电器控制部测量汽车外形轮廓并存储、运算得出顶喷杆升降控制所需的汽车轮廓曲线。

三、高压冲洗：横梁按步骤二从汽车上方经过，开启增压泵，开启中水罐向洗车水管的通道，启动送料电机，则增压泵将吸入中水和固相物料混而成的固-液混合物，通过喷头喷洒到车辆表面，剥离车身上附着的污垢；该过程中，冲洗车头或车尾时打开靠近车头或车尾一侧的内侧喷头或外侧喷头，而关闭顶喷杆的正喷头。

四、中低压漂洗：开启增压泵，关闭中水罐向洗车水管的通道，开启清水罐向洗车水管的通道，关闭送料电机，则增压泵将吸入清水，通过喷头喷洒到车辆表面，去除车身上残留的污垢、固相物料和污水。

五、擦干水渍：擦干装置将原本卷绕在转动轴上的擦干布释放至悬垂状态，横梁从汽车上方经过，或者横梁保持不动而汽车从其下方经过，擦干布在第一驱动机构和第二驱动机构作用下以摆动方式擦拭车身去除水渍。

六、清洁结束，汽车开始离开清洗场地，转动轴低速转动而将擦干布卷收在转动轴上，接着向转动轴的内腔通入清水，同时转动轴在清洁机构的内腔中高速转动漂洗擦干布，然后甩干，完成擦干布的清洁操作，进入下一次洗车前的待机状态。

与现有技术相比，本发明的优点在于：侧喷杆固定不动而只需要做顶喷杆的运动控制，测量和运动控制要求得以简化，而且喷淋装置、擦干装置做了一体化设计，都安装在同一个横梁2的架体上，故结构非常简洁，紧凑又可靠，空间占用少，制造成本低；设备清洗水压低而效果突出，又具备擦干、风干等自动作业能力，还能处理和循环利用洗车废水，实现固相物料的自动回收、添加，整个设备具有强大而完善的综合功能、很强的实用性，还特别适合全程自动化的无人洗车作业，节水、节电、减排效果明显。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是图1中顶喷杆升降机构示意图；

图3是图1中顶喷杆的喷头结构示意图；

图4是图3中顶喷杆径向截面的结构示意图；

图5是图1中喷头的开闭控制结构示意图；

图6是本发明实施例的中水回用装置结构示意图；

图7是图6中固相物料罐的结构示意图；

图8为图1中擦干布相关驱动机构的整体结构示意图；

图9为图8中第一驱动机构的结构示意图；

图10为图8中第二驱动机构的结构示意图；

图11是图10中第二驱动机构拉动牵引绳后的结构示意图；

图12是图10中第二驱动机构中第三齿轮和第四齿轮反向脱开后的结构示意图；

图13为本发明实施例中清洁机构的下罩驱动机构示意图；

图14为图13中下罩打开后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例采用的清洗场地是后退式构造，汽车驶入后驻停在框架式的洗车房内，清洗、擦干完成后以倒车方式驶离，洗车房的入口也就是出口。

如图1至图14所示，本实施例的汽车清洁装置，包括电器控制部1、横梁2、喷淋装置和擦干装置，喷淋装置与清洗水源相连通，所述横梁2通过驱动电机11能前后运动地设置于导轨21上，所述喷淋装置和擦干装置安装在横梁2上，所述电器控制部1通过线路与驱动电机11、喷淋装置和擦干装置相连接，擦干装置的擦干布233的一端悬挂于横梁2下方的横杆61上，擦干布233的另一端能受重力下垂而接触横梁2下方的车身表面，喷淋装置包括水平设置的顶喷杆31和分别固定在横梁2端部的左竖向喷杆32与右竖向喷杆33，所述顶喷杆31能相对横梁2上下移动地连接在横梁2的升降机构22上，顶喷杆31和两根竖向喷杆上的各个喷头分别通过各自的旋转接头安装在对应的喷杆杆体上，各个喷头与旋转电机传动相连接，所述旋转电机通过线路与电器控制部1相连接，所述旋转电机驱动对应的喷头相对对应的喷杆来回摆动。

所述顶喷杆31上设置有三组喷头：喷口朝下设置的正喷头312、位于顶喷杆31前侧壁上的内侧喷头311和位于顶喷杆31后侧壁上的外侧喷头313，外侧喷头313与内侧喷头311的喷口在喷杆31的横截面内相对于正喷头312的朝向形成反向的锐角；所述左竖向喷杆32的喷头、右竖向喷杆33的喷头均朝向车身侧面；所述顶喷杆31、左竖向喷杆32、右竖向喷杆33上的喷头分别连接为整体结构，再与对应的旋转电机传动相连接。顶喷杆31、左竖向喷杆32与右竖向喷杆33上的各个喷头上分别设置有控制对应喷头喷口开闭的气缸，所述气缸安装在与对应喷头喷口反向的旋转接头的管壁上，所述气缸与对应的喷头喷口同轴设置，所述气缸的气缸杆能伸出气缸体而堵住对应的喷头喷口。

电器控制部1包括设置在横梁2上能测量任一车身横截面处的车身高度的测量传感器，电器控制部1可根据车身各处的高度控制顶喷杆31的升降和横梁2的运动速度。电器控制部1的具体电路结构属于现有技术，故不再详细描述。

升降机构22包括分设在横梁2两端的左竖向光轴221与右竖向光轴222、软绳223、设置在横梁2上部的卷轮224以及升降电机225；所述顶喷杆31的端部分别套置在左竖向光轴221与右竖向光轴222上，所述顶喷杆31通过软绳223与卷轮224连接，所述卷轮224与升降电机225的输出轴同轴相固定，所述升降电机225可通过收放软绳223带动顶喷杆31升降。喷淋装置通过管道与添加有固相物料的清洗水源相连通，具体为，所述顶喷杆31、左竖向喷杆32与右竖向喷杆33均与增压泵34、清水罐35、固相物料罐36通过洗车水管37相连通，所述固相物料罐36与洗车水管37的连通处设置有开闭阀门，所述开闭阀门通过线路与电器控制部1相连接。

汽车清洁装置还包括中水回用装置，所述喷淋装置通过管道与中水回用装置相连通，具体为，所述的中水回用装置由废水收集池51、污水泵52、除泥砂部53、中水罐54、增压泵34、清水罐35、固相物料罐36、洗车水管37构成，所述中水罐54与清水罐35通过洗车水管37经增压泵34与对应喷头524相连通；所述固相物料罐36的下部设有出料口361，出料口361与洗车水管37相通，在固相物料罐36的内腔中设有送料螺杆362，送料螺杆362的杆身下部设有螺旋叶片，送料螺杆362的一端伸入出料口361中，送料螺杆362的另一端与送料电机363传动相连接；固相物料罐36的出料口361与洗车水管37的连接位置位于增压泵34之前的洗车水管37上。固相物料罐36中设置有滤网364，滤网364能截留固相物料，进入滤网364内腔的处理水中不含有固相物料，这样中水罐54中的水中不含有固相物料方便中水罐54的进一步水质处理。除泥砂部53采用旋流器，旋流器的具体结构属于已有成熟技术，故不再详细描述，在固相物料罐36与中水罐54之间还设置有除油器59，实施去油、隔油等油水分离工艺，具体可利用油水静置分层、气浮法除油等技术原理分离废水中的油污，除油器的具体结构属于现有技术，故不再详细描述。

本发明中所称的“固相物料”是指用于增进洗车效果而人为添加的固体介质，其硬度通常低于车辆表面的油漆，其密度低于车身附着的泥砂，其大小根据清洗需要而设定，固相物料罐36中添加的固相物料是植物颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的0.9倍而不小于100微米；或，所述固相物料为活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物的颗粒为：滑石粉、石墨粉或海泡石粉末，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的0.85倍而不小于100微米；或，所述固相物料为弹性高分子材料或其制品的粉末，或者是带有封闭气孔结构的弹性颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的1.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料是一种开孔骨架结构颗粒，所述开孔骨架结构颗粒为：开孔的塑料泡沫颗粒或海绵颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料为布片颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料是一种纤维，所述纤维为植物纤维、化学纤维或其它人造纤维，纤维的长度不大于喷头喷口等效孔径的4.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料为上述多种材质混合、加工而成的改性材料，其颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

擦干装置的具体结构为，所述转动轴23在第二电机24驱动下能绕自身的轴心转动，悬挂擦干布233的横杆61以“凵”字形结构两端吊挂在转动轴23上，横杆61的两端分别通过对应的单向轴承连接在转动轴23上，当转动轴23沿单向轴承锁死方向转动时，所述横杆61驱动擦干布233卷绕在转动轴23上，在转动轴23上还设置有能驱动擦干布233前后摆动的第一驱动机构231和能驱动擦干布233左右摆动的第二驱动机构232，在所述横梁2上还设置有在擦干布233卷绕时清洁擦干布的清洁机构。

能驱动擦干布233前后摆动的第一驱动机构231与转动轴23传动相连接的具体结构是：在横梁2下方水平设置有拨杆41，所述拨杆41通过端部的两根导杆48吊挂在横梁2上的固定轴上，导杆48均可绕固定轴往复摆动，在所述导杆48上均套置有可沿对应导杆48上下滑动的滑块47，所述滑块47与曲柄46的一端转动相连接；在横梁2上设置有第二齿轮43，在与第二齿轮43对应的转动轴23上套置有第一齿轮42，所述第一齿轮42与第二齿轮43相互外啮合；所述曲柄46的另一端通过单向轴承与第二齿轮43转动相连接，或者，所述第一齿轮42通过单向轴承与转动轴23相连接；当所述导杆48逆时针方向摆动时，所述导杆48能带动拨杆41贴置于擦干布233的一侧面上将擦干布233撩起。图8中的a点连接在图9所示的a点处，导杆48通过a点的连接孔能转动地连接在固定轴上。图9所示，转动轴23带动其上同轴固结的第一齿轮42按顺时针方向旋转，第二齿轮43借助第二单向轴承44带动与第二齿轮43同轴心的曲柄46随之做逆时针方向转动。作为摆动导杆机构，在曲柄46连续旋转时将带动滑块47驱动导杆48围绕其在横梁2上的固定轴做往复转动，拨杆41也就循着导杆48下端部的运动轨迹做往复运动。其中，拨杆41往逆时针方向运动时，会贴置于擦干布233的一侧，将擦干布233撩起。当导杆48带动拨杆41往顺时针方向回复时，擦干布233受重力作用而向下回落，并随横梁2的向前运动而遍历车身表面。

擦干布233的上端固定在套管62上，所述套管62套接在横杆61外部，所述套管62能相对于横杆61转动和能沿横杆61轴向移动；能驱动擦干布233左右摆动的第二驱动机构232与传动相连接的具体结构是：在转动轴23上套置有第三齿轮511和第四齿轮521，所述第三齿轮511是不完全外齿轮，所述第三齿轮511与转动轴23同心相固定，所述第四齿轮521是不完全内齿轮，所述第四齿轮521偏心套置在第三齿轮511上，所述第四齿轮521的内齿能与第三齿轮511的外齿相啮合；所述套管62的一端通过牵引绳541与第四齿轮521连接，所述套管62的另一端通过复位弹簧551与横杆61连接；当所述第四齿轮521与第三齿轮511啮合时，所述转动轴23驱动第四齿轮521转动，所述第四齿轮521通过牵引绳541拉动套管62及擦干布233沿着横杆61轴向移动，当第三齿轮511与第四齿轮521脱开后，所述套管62由复位弹簧551牵引复位。图10至图12中的虚线代表第三齿轮51与第四齿轮52各自齿尖的运动轨迹。转动轴23带动第三齿轮511按顺时针方向旋转，在两个虚线圆交点连线的下部区域，第三齿轮511将与第四齿轮521啮合。图10拨动擦干布使之左右摆时的初始位置，此后第三齿轮511先推动第四齿轮52转动，进而拉动一端与第四齿轮521固结的牵引绳541，进而带动套管62沿着横杆61移动，同时复位弹簧551被逐渐拉伸张紧。第三齿轮511将与第四齿轮521脱开，如图11所示，复位弹簧551的拉力将牵引套管62复位，并带动第四齿轮521反向转动，回到初始位置。由于擦干布233的上端固定在套管62上，套管62在横向的往复运动将带动擦干布233产生横向的左右摆动。图12是转动轴23逆时针转动时，擦干布233、横杆61被卷绕在转动轴23外周并带动牵引绳541进一步张角，使内外齿呈脱开状态。

转动轴23为中空的管状结构，所述转动轴23的内腔通过管道与清水管路相连通，在转动轴23上分布有连通转动轴内腔与转动轴外表面的出水通孔，所述清洁机构能封闭卷绕的擦干布233的外周壁，当转动轴23的内腔通入清水后，所述擦干布233在清洁机构的内腔中滚动清洗。清洁机构包括固定于横梁2上的上罩611，能相对转动轴23同轴旋转的下罩621以及下罩621的驱动机构63，所述上罩611位于转动轴23的上方。

驱动机构63包括套置在转动轴23上的第五齿轮631和第六齿轮632以及定位销634，所述第五齿轮631是不完全外齿轮，所述第五齿轮631通过单向轴承同心连接在转动轴23上，所述第六齿轮632是不完全内齿轮，所述第六齿轮632偏心套置在第五齿轮631上，所述第六齿轮632的内齿能与第五齿轮631的外齿相啮合，所述第六齿轮632与下罩62相固定，所述定位销634位于下罩62的外部，所述定位销634与抽拉电磁铁或气缸连接，所述抽拉电磁铁或气缸的电磁阀与及电器控制部1连接，所述定位销634能在电器控制部1控制下相对横梁2前后移动，当定位销634向后移动后，下罩62的端部能顶触在定位销634上，当定位销634向前移动后，下罩62能不与定位销634接触地转动。图13和图14中的标号633是指单向轴承，第五齿轮631通过单向轴承同心连接在转动轴23上。图13和图14中的虚线代表第五齿轮631和第六齿轮632各自齿尖的运动轨迹。

或者，驱动机构63包括固定在横梁2上的步进电机，所述步进电机的输出轴与下罩621传动相连接，所述步进电机通过线路与电器控制部1相连接，所述步进电机可在电器控制部1控制下带动下罩621转动。

利用本汽车清洁装置进行汽车清洁操作的步骤为：

一、汽车驶入清洗场地并驻停，横梁2从汽车上方经过，同时向车身喷洒洗车液；

二、横梁2从汽车上方经过，电器控制部1测量汽车外形轮廓并存储、运算得出顶喷杆31升降控制所需的汽车轮廓曲线。

三、高压冲洗：横梁2按步骤二从汽车上方经过，开启增压泵34，开启中水罐54向洗车水管37的通道，启动送料电机363，则增压泵34将吸入中水和固相物料混而成的固-液混合物，通过喷头524喷洒到车辆表面，剥离车身上附着的污垢；该过程中，冲洗车头或车尾时打开靠近车头或车尾一侧的内侧喷头311或外侧喷头313，而关闭顶喷杆的正喷头312。

四、中低压漂洗：开启增压泵34，关闭中水罐54向洗车水管37的通道，开启清水罐35向洗车水管37的通道，关闭送料电机363，则增压泵34将吸入清水，通过喷头12喷洒到车辆表面，去除车身上残留的污垢、固相物料和污水。

五、擦干水渍：擦干装置将原本卷绕在转动轴23上的擦干布233释放至悬垂状态，横梁2从汽车上方经过，或者横梁2保持不动而汽车从其下方经过，擦干布233在第一驱动机构231和第二驱动机构232作用下以摆动方式擦拭车身去除水渍。

六、清洁结束，汽车开始离开清洗场地，转动轴23低速转动而将擦干布233卷收在转动轴23上，接着向转动轴23的内腔通入清水，同时转动轴23在清洁机构的内腔中高速转动漂洗擦干布233，然后甩干，完成擦干布233的清洁操作，进入下一次洗车前的待机状态。

在本实施例中，固相物料罐36的结构的下部是向着出料口收缩的倒锥形，便于固相物料沉降在送料螺杆362的下部。固相物料罐36的内腔也可以按照水力旋流器的内部结构，各处的横截面为圆形，加料口为切向设置，利于形成旋流让固相物料快速沉降。在高压冲洗步骤中，需向洗车水管37中添加固相物料，则启动送料电机363，让送料螺杆362旋转，依靠螺杆上的螺旋形叶片将固相物料送出出料口361。控制送料螺杆362的转速即可控制固相物料的添加速度，结合中水的流量即可控制固相物料的浓度。图6中，固相物料罐36、中水罐54之间不设阀门，它们与增压泵34之间的洗车水管37上设立电动球阀58，而清水罐35的出口处设立第二电动球阀57。在高压冲洗破坏车身表面污垢层的步骤中，打开电动球阀58，关闭电动球阀57，电机驱动固相物料罐36内部的送料螺杆362，将固相物料定量送入管道，与中水混合，并在加压后通过管路供给喷头产生固、液两相混合的清洗液射流，对准被清洗件进行去污作业。在中低压漂洗车身表面悬浮污渍的步骤中，打开电动球阀57，关闭电动球阀58，通过喷头用清水对车身进行漂洗。

图3和图4是顶喷杆31的一种喷头组合，各有3只内侧喷头311、正喷头312和外侧喷头313，侧喷头311、外侧喷头313的朝向分别与正喷头312形成θ，θ<90°,可根据需要选择。所有喷头分别通过各自的旋转接头安装在顶喷杆31的管身上，可以实现喷头在任一时刻的车身横截面内摆动的运动效果。旋转接头的可转动部分固定有摆杆314，同侧的3只喷头的摆杆314通过牵引绳315连成一体，牵引绳315的一端与旋转电机317相连，另一端与复位弹簧316相连，旋转电机317的输出轴与摆杆314的几何关系按曲柄连杆机构设置，旋转电机317的连续转动将带动摆杆314的往复摆动，进而实现各个喷头的往复摆动，从而达到单个喷头的大范围喷洒的设计目的，以减少喷头数量，提高单个喷头在高压清洗时的冲击力。单个喷头上，与喷头的出水孔同轴安装有气缸318，气缸318的活塞杆可伸入喷头的出水孔内端并封堵出水通道，以实现关闭喷头的控制目的。单个喷头的更具体的结构可参见图5，该喷头的旋转接头由喷杆相连的固定部分319、转动部分320构成，转动部分320再外接喷嘴321、气缸318，并与摆杆314固结，从而实现图3所需的喷头转动结构。当然，如果喷嘴321的材料、加工要求可以与转动部分320同时实现，也可以在转动部分320上直接加工喷嘴孔，设计成一体化的结构。气缸318依靠压缩空气气源实现伸缩动作，具体的控制由电器控制部1通过控制气动电磁阀来实现，当气缸杆伸出时，喷头的出水孔被堵住，气缸杆收缩时，喷头的流道被打开。左竖向喷杆32、右竖向喷杆33的喷头开闭控制及喷头摆动控制结构与顶喷杆31的原理相同，不再展开阐述。

本实施例中，设置在横梁2上能测量任一车身横截面处的车身高度的测量传感器，可以采用超声波测距传感器，或光电传感器等其它的测距工具。电器控制部1可根据车身各横截面处的高度，确定顶喷杆31的升降位置，并结合横梁2的运动速度进行相匹配的运动控制，不再展开阐述。

本发明所称前后摆动是指擦干布在汽车车身纵向(长度方向)的来回往复运动，左右摆动指的是擦干布在汽车车身横向的来回往复运动。转动轴23的转动方向均为观察者站在副驾驶座侧，面向车身侧面。清洗过程中，先采用高压水破坏汽车表面的污垢层并做冲洗，而后使用擦拭、风干操作去除残留水渍。

具体的洗车作业中，可以按如下步骤进行：

首先、汽车驶入清洗场地。汽车驶入过程中，可以在不影响安全的情况下，对车身下摆喷洒洗车液。汽车驻停后，横梁2从汽车上方经过，同时向车身喷洒洗车液。

第二步、横梁2从汽车上方经过，电器控制部1测量汽车外形轮廓数据，主要包括：车身各横截面处的高点位置、车头车尾位置、轮胎位置，等。然后，PLC运算、存储得出汽车轮廓曲线，作为顶喷杆31升降控制的依据。

如有需要，步骤一中的横梁2从汽车上方经过时，既可以对整车喷洒洗车液，也可以同时实施步骤二的测量操作。

第三步、高压冲洗：横梁2按步骤二从汽车上方经过，开启增压泵34，开启中水罐54向洗车水管37的通道，启动送料电机363，则增压泵34将吸入中水、固相物料混和而成的固-液混合物，通过喷头12喷洒到车辆表面，破坏车身上附着的污垢，予以剥离。该过程中，左竖向喷杆32和右竖向喷杆33保持不动，而顶喷杆31与下方的车身保持合适的距离。所有喷杆的喷头都采用摆动方式运作，因此可以用较少的喷头达到更宽的清洗幅面，且摆振射流比稳态射流的冲击力更大能效更高。

在清洗车头或车尾时，顶喷杆31只开启斜向喷液的内侧喷头311或外侧喷头313，而关闭竖直向下喷液的正喷头312。在清洗车身中部时，顶喷杆开启正喷头312，而关闭内侧喷头311或外侧喷头313。在清洗车前部引擎盖等高度较低的部位时，关闭上部喷头，可以起到显著的节水效果。当然，也可以根据剪切冲击、驱水等工艺需要，在清洗车身中部或挡风玻璃等特定部位时，关闭正喷头312，而开启内侧喷头311或外侧喷头313，以取得更优的清洁效果。相近的一排不同朝向的内侧喷头311、外侧喷头313和正喷头312，可以安装在同一个截面或在轴向错开距离而布置，具体根据加工、安装的工艺便利性需要而定。

高压冲洗所用的介质，可以是清水，也可以是此前清洗产生的污水处理后所得的中水，优选的是中水与固相物料混合而成的固-液混合物，其去除车身污垢的效果更好。固相物料通过固相物料罐36添加到设备管路中。

第四步、中低压漂洗：开启增压泵34，关闭中水罐54向洗车水管37的通道，开启清水罐35向洗车水管37的通道，关闭送料电机363，则增压泵34将吸入清水，通过喷头524喷洒到车辆表面，去除车身上残留的污垢、固相物料和污水。

第五步、擦干水渍：擦干装置将原本卷绕在转动轴23上的擦干布释放至悬垂状态，横梁2从汽车上方经过，或者横梁2保持不动而汽车从其下方经过，擦干布在第一驱动机构231、第二驱动机构232作用下以摆动方式擦拭车身去除水渍。

第六步、清洁结束，汽车开始离开清洗场地。在靠近车辆出口位置的除水区的两侧面上可分别安装有鼓风机9,所述鼓风机9的出风口对准车身侧面的中下部。在汽车驶离除水区域时鼓风机9启动，汽车驶离后鼓风机9关闭。鼓风机的风力有助于进一步去除车身中下部的残留水渍或固相物料。

在汽车离开过程中或汽车离开后，转动轴23低速转动而将擦干布卷收在转动轴23上，接着向转动轴23的内腔通入清水，同时转动轴23高速转动漂洗擦干布，然后甩干，完成擦干布的清洁操作，进入下一次洗车前的待机状态。

以上实施例，主要为利于表述本发明所需而设。实际中，导轨21可以直接铺设于地面，横梁1为门式结构。PLC可改为运动控制器或FPGA及其它专用集成电路等运算器件。测量这些都与本发明的实质不相冲突，可以根据实际情况进一步优化装置的功能。

如有必要，也可以在中水罐54之后增加净化装置(比如：膜处理装置、过滤装置、电絮凝装置、气浮装置等)，分离其中的阴离子洗涤剂、超细颗粒、絮状物等污染物成分，进一步提高水的浊度、SOD等水处理的污染控制指标。相关技术均可以采用成熟技术来实现，在此不做深入说明。

如有必要，可在本清洗系统的待洗车辆入口处设置高速卷帘门和/或道闸等门禁机构，减少洗车废水、噪音等外溢造成的环境污染，并对车辆出入进行管控。

本发明所用的污水泵52可以是潜水泵、隔膜泵等，增压泵34可以是柱塞泵、多级离心泵、隔膜泵等，都按实际工作压力、流量、介质而合理选用，都可使用成熟的公知技术，在此不再细述。

与现有技术相比，本发明的优点在于：侧喷杆固定不动而只需要做顶喷杆的运动控制，测量和运动控制要求得以简化，而且喷淋装置、擦干装置做了一体化设计，都安装在同一个横梁2的架体上，故结构非常简洁，紧凑又可靠，空间占用少，制造成本低；整体功能很完备，具备清洗、擦干、风干、中水回用等全方位的功能；工作水压低、清洗效果好、能循环利用清洗介质。此外，紧密结合清洗工艺来制备和使用中水，固相物料的添加、回收都可以实现自动化作业，整个设备的自动化程度高，使得本发明技术具有极强的实际工程中的适用性。

Claims (10)

1.一种汽车清洁装置，包括电器控制部(1)、横梁(2)、喷淋装置和擦干装置，所述喷淋装置与清洗水源相连通，所述横梁(2)通过驱动电机(11)能前后运动地设置于导轨(21)上，所述喷淋装置和擦干装置安装在横梁(2)上，所述电器控制部(1)通过线路与驱动电机(11)、喷淋装置和擦干装置相连接，擦干装置的擦干布(233)的一端悬挂于横梁(2)下方的横杆(61)上，擦干布(233)的另一端能受重力下垂而接触横梁(2)下方的车身表面，其特征在于：所述喷淋装置包括水平设置的顶喷杆(31)和分别固定在横梁(2)端部的左竖向喷杆(32)与右竖向喷杆(33)，所述顶喷杆(31)能相对横梁(2)上下移动地连接在横梁(2)的升降机构(22)上，顶喷杆(31)和两根竖向喷杆上的各个喷头分别通过各自的旋转接头安装在对应的喷杆杆体上，各个喷头与旋转电机传动相连接，所述旋转电机通过线路与电器控制部(1)相连接，所述旋转电机驱动对应的喷头相对对应的喷杆来回摆动。

2.根据权利要求1所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述顶喷杆(31)上设置有三组喷头：喷口朝下设置的正喷头(312)、位于顶喷杆(31)前侧壁上的内侧喷头(311)和位于顶喷杆(31)后侧壁上的外侧喷头(313)，外侧喷头(313)与内侧喷头(311)的喷口在喷杆(31)的横截面内相对于正喷头(312)的朝向形成反向的锐角；所述左竖向喷杆(32)的喷头、右竖向喷杆(33)的喷头均朝向车身侧面；所述顶喷杆(31)、左竖向喷杆(32)、右竖向喷杆(33)上的喷头分别连接为整体结构，再与对应的旋转电机传动相连接。

3.根据权利要求2所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述顶喷杆(31)、左竖向喷杆(32)与右竖向喷杆(33)上的各个喷头上分别设置有控制对应喷头喷口开闭的气缸，所述气缸安装在与对应喷头喷口反向的旋转接头的管壁上，所述气缸与对应的喷头喷口同轴设置，所述气缸的气缸杆能伸出气缸体而堵住对应的喷头喷口。

4.根据权利要求1至3中任一所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述电器控制部(1)包括设置在横梁(2)上能测量任一车身横截面处的车身高度的测量传感器，电器控制部(1)可根据车身各处的高度控制顶喷杆(31)的升降和横梁(2)的运动速度。

5.根据权利要求1至3中任一所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述的升降机构(22)包括分设在横梁(2)两端的左竖向光轴(221)与右竖向光轴(222)、软绳(223)、设置在横梁(2)上部的卷轮(224)以及升降电机(225)；所述顶喷杆(31)的端部分别套置在左竖向光轴(221)与右竖向光轴(222)上，所述顶喷杆(31)通过软绳(223)与卷轮(224)连接，所述卷轮(224)与升降电机(225)的输出轴同轴相固定，所述升降电机(225)可通过收放软绳(223)带动顶喷杆(31)升降。

6.根据权利要求1至3中任一所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述喷淋装置通过管道与添加有固相物料的清洗水源相连通，具体为，所述顶喷杆(31)、左竖向喷杆(32)与右竖向喷杆(33)均与增压泵(34)、清水罐(35)、固相物料罐(36)通过洗车水管(37)相连通，所述固相物料罐(36)与洗车水管(37)的连通处设置有开闭阀门，所述开闭阀门通过线路与电器控制部(1)相连接。

7.根据权利要求6所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述汽车清洁装置还包括中水回用装置，所述喷淋装置通过管道与中水回用装置相连通，具体为，所述的中水回用装置由废水收集池(51)、污水泵(52)、除泥砂部(53)、中水罐(54)、增压泵(34)、清水罐(35)、固相物料罐(36)、洗车水管(37)构成，所述中水罐(54)与清水罐(35)通过洗车水管(37)经增压泵(34)与对应喷头(524)相连通；所述固相物料罐(36)的下部设有出料口(361)，出料口(361)与洗车水管(37)相通，在固相物料罐(36)的内腔中设有送料螺杆(362)，送料螺杆(362)的杆身下部设有螺旋叶片，送料螺杆(362)的一端伸入出料口(361)中，送料螺杆(362)的另一端与送料电机(363)传动相连接；固相物料罐(36)的出料口(361)与洗车水管(37)的连接位置位于增压泵(34)之前的洗车水管(37)上。

8.根据权利要求7所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述固相物料罐(36)中添加的固相物料是植物颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的0.9倍而不小于100微米；或，所述固相物料为活性炭粉末或非金属矿物的颗粒物，所述非金属矿物的颗粒为：滑石粉、石墨粉或海泡石粉末，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的0.85倍而不小于100微米；或，所述固相物料为弹性高分子材料或其制品的粉末，或者是带有封闭气孔结构的弹性颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的1.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料是一种开孔骨架结构颗粒，所述开孔骨架结构颗粒为：开孔的塑料泡沫颗粒或海绵颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料为布片颗粒，颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的2.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料是一种纤维，所述纤维为植物纤维、化学纤维或其它人造纤维，纤维的长度不大于喷头喷口等效孔径的4.5倍而不小于100微米；或，所述固相物料为上述多种材质混合、加工而成的改性材料，其颗粒的大小不大于喷头喷口等效孔径的4.5倍而不小于100微米。

9.根据权利要求1至3中任一所述的汽车清洁装置，其特征在于：所述擦干装置的具体结构为，所述转动轴(23)在第二电机(24)驱动下能绕自身的轴心转动，悬挂擦干布(233)的横杆(61)以“凵”字形结构两端吊挂在转动轴(23)上，横杆(61)的两端分别通过对应的单向轴承连接在转动轴(23)上，当转动轴(23)沿单向轴承锁死方向转动时，所述横杆(61)驱动擦干布(233)卷绕在转动轴(23)上，在转动轴(23)上还设置有能驱动擦干布(233)前后摆动的第一驱动机构(231)和能驱动擦干布(233)左右摆动的第二驱动机构(232)，在所述横梁(2)上还设置有在擦干布(233)卷绕时清洁擦干布的清洁机构。

10.根据权利要求1至3中任一所述的汽车清洁装置，其特征在于：利用本汽车清洁装置进行汽车清洁操作的步骤为：

一、汽车驶入清洗场地并驻停，横梁(2)从汽车上方经过，同时向车身喷洒洗车液；

二、横梁(2)从汽车上方经过，电器控制部(1)测量汽车外形轮廓并存储、运算得出顶喷杆(31)升降控制所需的汽车轮廓曲线。

三、高压冲洗：横梁(2)按步骤二从汽车上方经过，开启增压泵(34)，开启中水罐(54)向洗车水管(37)的通道，启动送料电机(363)，则增压泵(34)将吸入中水和固相物料混而成的固-液混合物，通过喷头(524)喷洒到车辆表面，剥离车身上附着的污垢；该过程中，冲洗车头或车尾时打开靠近车头或车尾一侧的内侧喷头(311)或外侧喷头(313)，而关闭顶喷杆的正喷头(312)。

四、中低压漂洗：开启增压泵(34)，关闭中水罐(54)向洗车水管(37)的通道，开启清水罐(35)向洗车水管(37)的通道，关闭送料电机(363)，则增压泵(34)将吸入清水，通过喷头(12)喷洒到车辆表面，去除车身上残留的污垢、固相物料和污水。

五、擦干水渍：擦干装置将原本卷绕在转动轴(23)上的擦干布(233)释放至悬垂状态，横梁(2)从汽车上方经过，或者横梁(2)保持不动而汽车从其下方经过，擦干布(233)在第一驱动机构(231)和第二驱动机构(232)作用下以摆动方式擦拭车身去除水渍。

六、清洁结束，汽车开始离开清洗场地，转动轴(23)低速转动而将擦干布(233)卷收在转动轴(23)上，接着向转动轴(23)的内腔通入清水，同时转动轴(23)在清洁机构的内腔中高速转动漂洗擦干布(233)，然后甩干，完成擦干布(233)的清洁操作，进入下一次洗车前的待机状态。