CN111000504A - 一种外墙清洗机器人及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外墙清洗机器人及其清洗方法，包括座架，座架的内腔上下壁对称固定安装有第一滑轨，两个第一滑轨之间滑动连接有升降电机装置，升降电机装置上转动连接有升降转轴，升降转轴的悬伸端贯穿座架的侧壁且固定连接有卷扬辊，卷扬辊上绕设有吊装绳索，吊装绳索的底端固定连接有基架，基架的外侧端均匀的设有若干固定杆，所有的固定杆共同连接有第二滑轨，第二滑轨上设有滑槽，滑槽上滑动连接清洗机构；通过电动伸缩装置伸出伸缩杆，进而推动卷扬辊向右运动，使得整个清洗机构远离外墙，进而通过升降电机装置继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，整个越障过程十分简单，操作方便，有利于清洗工作的顺利展开。

Description

一种外墙清洗机器人及其清洗方法

技术领域

本发明涉及外墙清洗设备技术领域，尤其是一种外墙清洗机器人及其清洗方法。

背景技术

随着现代大都市的不断发展，各种高楼大厦不断在城市中兴建，使得现代都市高楼林立，这样就带来了一个大问题，这些高楼大厦外墙经过几年会被尘土覆盖，还有其他的一些脏东西，很不美观。以往解决这些问题都是人工使用绳索从楼顶吊在大厦外面来清洗，但是这种方式清洗效率低下，还存在安全风险。

因此市场上推出了一些清洗机器人，利用机器人对高楼大厦的外墙进行清洗，这种清洗方式不仅清洗效率得到大幅提升，而且整个清洗过程工人只需在楼顶操控机器人即可，工人的安全性大幅提升。但是，现有的清洗机器人在清洗外墙时，遇到外伸窗台、空调安装台或打开的玻璃窗时，很难越过这些清洗障碍，操作难度直线上升，不利于清洗工作的顺利进行。

为此，本发明提供了一种外墙清洗机器人及其清洗方法，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外墙清洗机器人及其清洗方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种外墙清洗机器人，包括座架，所述座架是矩形框结构，座架的内腔上下壁对称固定安装有第一滑轨，两个第一滑轨之间滑动连接有升降电机装置，所述座架的内腔左壁固定安装有电动伸缩装置，所述电动伸缩装置上的伸缩杆的活动端固定连接在升降电机装置上，所述升降电机装置上转动连接有升降转轴，所述升降转轴的悬伸端贯穿座架的侧壁且固定连接有卷扬辊，升降转轴与座架之间是转动连接，所述卷扬辊上绕设有吊装绳索，所述吊装绳索的底端固定连接有基架，所述基架是环形框架，基架的外侧端均匀的设有若干固定杆，所有的所述固定杆的左侧端共同固定连接有第二滑轨，所述第二滑轨是圆环结构，第二滑轨的轴线与基架的轴线重合，第二滑轨上设有滑槽，所述滑槽是T型槽，滑槽上滑动连接清洗机构，所述基架靠近第二滑轨的一侧端固定连接有翼架，所述翼架是U型结构，翼架的内腔固定安装有翼板，所述翼板的顶端面左右对称设有导流面，两个所述导流面呈“八”字形结构，正向启动升降电机装置，通过升降转轴带动卷扬辊旋转，利用卷扬辊释放吊装绳索，从而降下基架，进而降下清洗机构，同时利用电动伸缩装置收起伸缩杆，从而拉动升降电机装置沿着第一滑轨向左运动，进而拉动卷扬辊向左运动，进而牵引整个清洗机构靠近外墙，同时高空气流流动，经导流面引流，使得翼板上的空气流动速度大于翼架背面的空气流速，进而利用不同流速下的流体间的压力差异，使得大气压压住翼架，从而辅助清洗机构贴在外墙上，保证外墙清洗质量；清洗过程中需要障碍物时，通过电动伸缩装置伸出伸缩杆，利用伸缩杆推动升降电机装置沿着第一滑轨向右滑动，进而推动卷扬辊向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙，进而通过升降电机装置继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，然后继续完成清洗作业，整个越障过程十分简单，操作方便，清洗难度大幅降低，有利于清洗工作的顺利展开。

在进一步的实施例中，所述座架上嵌设有与升降转轴相配合的稳定管，所述稳定管套设在升降转轴的外侧，稳定管与升降转轴之间是转动连接，通过设置稳定管，进一步提高升降转轴的稳定向，减少升降转轴在升降电机装置的带动下产生的旋转震动，保证清洗质量。

在进一步的实施例中，所述清洗机构包括清洗电机，所述清洗电机设在所有的固定杆之间且靠近第二滑轨的一侧，清洗电机通过连接杆固定连接在固定杆上，所述连接杆与固定杆之间是一一对应的关系，所述清洗电机上转动连接有清洗转轴，所述清洗转轴的悬伸端固定连接有清洗盘，清洗转轴的轴线与清洗盘的轴线以及第二滑轨的轴线重合，所述清洗盘是圆盘结构，清洗盘的外圆面均匀的设有若干与第二滑轨相配合的清洗刷，所述清洗刷上设有与滑槽相配合的滑块，清洗刷上设有刷毛，清洗时，通过清洗电机带动清洗转轴高速旋转，进而带动清洗盘转动，清洗盘带动清洗刷在第二滑轨上高速转动，即可利用清洗刷配合刷毛刷洗外墙。

在进一步的实施例中，所有的所述固定杆之间远离第二滑轨的一侧设有贴紧扇机构，所述贴紧扇机构包括架体，所述架体是圆环结构，架体固定安装在所有的固定杆之间，架体的内腔设有推进扇，所述推进扇通过安装杆固定连接在架体上，正向启动推进扇，产生正向推力，且配合基架和固定杆，可以进一步推动清洗机构紧贴外墙，保证清洗机构对外墙的清洗质量；同时反向启动推进扇，产生反向推力，且配合基架和固定杆，可以反向推动清洗机构远离外墙，可以辅助整个装置越障，进一步提高操作的便利性。

一种外墙清洗机器人的清洗方法，包括以下步骤：

S1）降下清洗机构：正向启动升降电机装置，通过升降转轴带动卷扬辊旋转，利用卷扬辊释放吊装绳索，从而降下基架，进而降下清洗机构；

S2）完成清洗：首先利用电动伸缩装置收起伸缩杆，从而拉动升降电机装置沿着第一滑轨向左运动，进而拉动卷扬辊向左运动，进而牵引整个清洗机构靠近外墙，且利用翼板配合翼架，在大气压的作用下进一步推进清洗机构靠近外墙；然后通过清洗电机带动清洗转轴高速旋转，进而带动清洗盘转动，清洗盘带动清洗刷在第二滑轨上高速转动，即可利用清洗刷配合刷毛刷洗外墙，在清洗的过程，不断降下或升起清洗机构，逐步完成清洗作业；其中清洗过程中如果遇到障碍物则执行步骤S3，如果没有遇到障碍物，则执行步骤S4；

S3）越障操作：首先通过电动伸缩装置伸出伸缩杆，利用伸缩杆推动升降电机装置沿着第一滑轨向右滑动，进而推动卷扬辊向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙，远离障碍物，然后通过升降电机装置继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，然后继续执行步骤S2；

S4）收起设备：首先通过电动伸缩装置伸出伸缩杆，利用伸缩杆推动升降电机装置沿着第一滑轨向右滑动，进而推动卷扬辊向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙；然后通过反向启动升降电机装置，通过升降转轴带动卷扬辊旋转，利用卷扬辊收起吊装绳索，从而升起基架，进而升起清洗机构，最后拆下整个设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在清洗过程中需要越过障碍物时，通过电动伸缩装置伸出伸缩杆，利用伸缩杆推动升降电机装置沿着第一滑轨向右滑动，进而推动卷扬辊向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙，进而通过升降电机装置继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，然后继续完成清洗作业，整个越障过程十分简单，操作方便，清洗难度大幅降低，有利于清洗工作的顺利展开；

2、本发明通过清洗电机带动清洗转轴高速旋转，进而带动清洗盘转动，清洗盘带动清洗刷在第二滑轨上高速转动，即可利用清洗刷配合刷毛刷洗外墙，整个清洗过程是自动完成，无需人工操作，清洗效率大幅提升，且能有效的保证工人的操作安全；

3、本发明通过正向启动推进扇，产生正向推力，且配合基架和固定杆，可以进一步推动清洗机构紧贴外墙，保证清洗机构对外墙的清洗质量；同时反向启动推进扇，产生反向推力，且配合基架和固定杆，可以反向推动清洗机构远离外墙，可以辅助整个装置越障，进一步提高操作的便利性；

4、本发明通过设置稳定管，进一步提高升降转轴的稳定性，减少升降转轴在升降电机装置的带动下产生的旋转震动，保证清洗质量。

附图说明

图1为一种外墙清洗机器人的结构示意图；

图2为一种外墙清洗机器人的气流翼机构的结构示意图；

图3为一种外墙清洗机器人的清洗机构的结构示意图；

图4为一种外墙清洗机器人的第四实施例的结构示意图；

图5为图4中的贴紧扇机构的结构示意图；

图6为一种外墙清洗机器人的清洗方法的流程图的示意图。

图中：1-座架，2-第一滑轨，3-升降电机装置，4-电动伸缩装置，5-伸缩杆，6-升降转轴，7-卷扬辊，8-稳定管，9-吊装绳索，10-基架，11-固定杆，12-第二滑轨，13-滑槽，14-连接杆，15-清洗电机，16-清洗转轴，17-清洗盘，18-清洗刷，19-刷毛，20-滑块，21-翼架，22-翼板，23-导流面，24-贴紧扇机构，25-架体，26-推进扇，27-安装杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参见图1-2，一种外墙清洗机器人，包括座架1，所述座架1是矩形框结构，座架1的内腔上下壁对称固定安装有第一滑轨2，两个第一滑轨2之间滑动连接有升降电机装置3，所述座架1的内腔左壁固定安装有电动伸缩装置4，所述电动伸缩装置4上的伸缩杆5的活动端固定连接在升降电机装置3上，所述升降电机装置3上转动连接有升降转轴6，所述升降转轴6的悬伸端贯穿座架1的侧壁且固定连接有卷扬辊7，升降转轴6与座架1之间是转动连接，所述卷扬辊7上绕设有吊装绳索9，所述吊装绳索9的底端固定连接有基架10，所述基架10是环形框架，基架10的外侧端均匀的设有若干固定杆11，所有的所述固定杆11的左侧端共同固定连接有第二滑轨12，所述第二滑轨12是圆环结构，第二滑轨12的轴线与基架10的轴线重合，第二滑轨12上设有滑槽13，所述滑槽13是T型槽，滑槽13上滑动连接清洗机构，所述基架10靠近第二滑轨12的一侧端固定连接有翼架21，所述翼架21是U型结构，翼架21的内腔固定安装有翼板22，所述翼板22的顶端面左右对称设有导流面23，两个所述导流面23呈“八”字形结构，正向启动升降电机装置3，通过升降转轴6带动卷扬辊7旋转，利用卷扬辊7释放吊装绳索9，从而降下基架10，进而降下清洗机构，同时利用电动伸缩装置4收起伸缩杆5，从而拉动升降电机装置3沿着第一滑轨2向左运动，进而拉动卷扬辊7向左运动，进而牵引整个清洗机构靠近外墙，同时高空气流流动，经导流面23引流，使得翼板22上的空气流动速度大于翼架21背面的空气流速，进而利用不同流速下的流体间的压力差异，使得大气压压住翼架21，从而辅助清洗机构贴在外墙上，保证外墙清洗质量；清洗过程中需要障碍物时，通过电动伸缩装置4伸出伸缩杆5，利用伸缩杆5推动升降电机装置3沿着第一滑轨2向右滑动，进而推动卷扬辊7向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙，进而通过升降电机装置3继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，然后继续完成清洗作业，整个越障过程十分简单，操作方便，清洗难度大幅降低，有利于清洗工作的顺利展开。

所述座架1上嵌设有与升降转轴6相配合的稳定管8，所述稳定管8套设在升降转轴6的外侧，稳定管8与升降转轴6之间是转动连接，通过设置稳定管8，进一步提高升降转轴6的稳定性，减少升降转轴6在升降电机装置3的带动下产生的旋转震动，保证清洗质量。

实施例2

请参见图3，与实施例1相区别的是：所述清洗机构包括清洗电机15，所述清洗电机15设在所有的固定杆11之间且靠近第二滑轨12的一侧，清洗电机15通过连接杆14固定连接在固定杆11上，所述连接杆14与固定杆11之间是一一对应的关系，所述清洗电机15上转动连接有清洗转轴16，所述清洗转轴16的悬伸端固定连接有清洗盘17，清洗转轴16的轴线与清洗盘17的轴线以及第二滑轨12的轴线重合，所述清洗盘17是圆盘结构，清洗盘17的外圆面均匀的设有若干与第二滑轨12相配合的清洗刷18，所述清洗刷18上设有与滑槽13相配合的滑块20，清洗刷18上设有刷毛19，清洗时，通过清洗电机15带动清洗转轴16高速旋转，进而带动清洗盘17转动，清洗盘17带动清洗刷18在第二滑轨12上高速转动，即可利用清洗刷18配合刷毛19刷洗外墙。

实施例3

请参见图4-5，与实施例1相区别的是：所有的所述固定杆11之间远离第二滑轨12的一侧设有贴紧扇机构24，所述贴紧扇机构24包括架体25，所述架体25是圆环结构，架体25固定安装在所有的固定杆11之间，架体25的内腔设有推进扇26，所述推进扇26通过安装杆27固定连接在架体25上，正向启动推进扇26，产生正向推力，且配合基架10和固定杆11，可以进一步推动清洗机构紧贴外墙，保证清洗机构对外墙的清洗质量；同时反向启动推进扇26，产生反向推力，且配合基架10和固定杆11，可以反向推动清洗机构远离外墙，可以辅助整个装置越障，进一步提高操作的便利性。

请参见图6，上述实施例中公开的外墙清洗机器人的清洗方法，包括以下步骤：

S1）降下清洗机构：正向启动升降电机装置3，通过升降转轴6带动卷扬辊7旋转，利用卷扬辊7释放吊装绳索9，从而降下基架10，进而降下清洗机构；

S2）完成清洗：首先利用电动伸缩装置4收起伸缩杆5，从而拉动升降电机装置3沿着第一滑轨2向左运动，进而拉动卷扬辊7向左运动，进而牵引整个清洗机构靠近外墙，且利用翼板22配合翼架21，在大气压的作用下进一步推进清洗机构靠近外墙；然后通过清洗电机15带动清洗转轴16高速旋转，进而带动清洗盘17转动，清洗盘17带动清洗刷18在第二滑轨12上高速转动，即可利用清洗刷18配合刷毛19刷洗外墙，在清洗的过程，不断降下或升起清洗机构，逐步完成清洗作业；其中清洗过程中如果遇到障碍物则执行步骤S3，如果没有遇到障碍物，则执行步骤S4；

S3）越障操作：首先通过电动伸缩装置4伸出伸缩杆5，利用伸缩杆5推动升降电机装置3沿着第一滑轨2向右滑动，进而推动卷扬辊7向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙，远离障碍物，然后通过升降电机装置3继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，然后继续执行步骤S2；

S4）收起设备：首先通过电动伸缩装置4伸出伸缩杆5，利用伸缩杆5推动升降电机装置3沿着第一滑轨2向右滑动，进而推动卷扬辊7向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙；然后通过反向启动升降电机装置3，通过升降转轴6带动卷扬辊7旋转，利用卷扬辊7收起吊装绳索9，从而升起基架10，进而升起清洗机构，最后拆下整个设备。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种外墙清洗机器人，包括座架（1），所述座架（1）是矩形框结构，其特征在于，座架（1）的内腔上下壁对称固定安装有第一滑轨（2），两个第一滑轨（2）之间滑动连接有升降电机装置（3），所述座架（1）的内腔左壁固定安装有电动伸缩装置（4），所述电动伸缩装置（4）上的伸缩杆（5）的活动端固定连接在升降电机装置（3）上，所述升降电机装置（3）上转动连接有升降转轴（6），所述升降转轴（6）的悬伸端贯穿座架（1）的侧壁且固定连接有卷扬辊（7），升降转轴（6）与座架（1）之间是转动连接，所述卷扬辊（7）上绕设有吊装绳索（9），所述吊装绳索（9）的底端固定连接有基架（10），所述基架（10）是环形框架，基架（10）的外侧端均匀的设有若干固定杆（11），所有的所述固定杆（11）的左侧端共同固定连接有第二滑轨（12），所述第二滑轨（12）是圆环结构，第二滑轨（12）上设有滑槽（13），所述滑槽（13）是T型槽，滑槽（13）上滑动连接清洗机构，所述基架（10）靠近第二滑轨（12）的一侧端固定连接有翼架（21），所述翼架（21）是U型结构，翼架（21）的内腔固定安装有翼板（22），所述翼板（22）的顶端面左右对称设有导流面（23）。

2.根据权利要求1所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，第二滑轨（12）的轴线与基架（10）的轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，两个导流面（23）呈“八”字形结构。

4.根据权利要求1所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，所述座架（1）上嵌设有与升降转轴（6）相配合的稳定管（8），所述稳定管（8）套设在升降转轴（6）的外侧，稳定管（8）与升降转轴（6）之间是转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，所述清洗机构包括清洗电机（15），所述清洗电机（15）设在所有的固定杆（11）之间且靠近第二滑轨（12）的一侧，清洗电机（15）通过连接杆（14）固定连接在固定杆（11）上，所述清洗电机（15）上转动连接有清洗转轴（16），所述清洗转轴（16）的悬伸端固定连接有清洗盘（17），所述清洗盘（17）是圆盘结构，清洗盘（17）的外圆面均匀的设有若干与第二滑轨（12）相配合的清洗刷（18），所述清洗刷（18）上设有与滑槽（13）相配合的滑块（20），清洗刷（18）上设有刷毛（19）。

6.根据权利要求5所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，所述连接杆（14）与固定杆（11）之间是一一对应的关系。

7.根据权利要求5所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，所述清洗转轴（16）的轴线与清洗盘（17）的轴线以及第二滑轨（12）的轴线重合。

8.根据权利要求1所述的一种外墙清洗机器人，其特征在于，所有的固定杆（11）之间远离第二滑轨（12）的一侧设有贴紧扇机构（24），所述贴紧扇机构（24）包括架体（25），所述架体（25）是圆环结构，架体（25）固定安装在所有的固定杆（11）之间，架体（25）的内腔设有推进扇（26），所述推进扇（26）通过安装杆（27）固定连接在架体（25）上。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种外墙清洗机器人的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）降下清洗机构：正向启动升降电机装置（3），通过升降转轴（6）带动卷扬辊（7）旋转，利用卷扬辊（7）释放吊装绳索（9），从而降下基架（10），进而降下清洗机构；

S2）完成清洗：首先利用电动伸缩装置（4）收起伸缩杆（5），从而拉动升降电机装置（3）沿着第一滑轨（2）向左运动，进而拉动卷扬辊（7）向左运动，进而牵引整个清洗机构靠近外墙，且利用翼板（22）配合翼架（21），在大气压的作用下进一步推进清洗机构靠近外墙；然后通过清洗电机（15）带动清洗转轴（16）高速旋转，进而带动清洗盘（17）转动，清洗盘（17）带动清洗刷（18）在第二滑轨（12）上高速转动，即可利用清洗刷（18）配合刷毛（19）刷洗外墙，在清洗的过程，不断降下或升起清洗机构，逐步完成清洗作业；其中清洗过程中如果遇到障碍物则执行步骤S3，如果没有遇到障碍物，则执行步骤S4；

S3）越障操作：首先通过电动伸缩装置（4）伸出伸缩杆（5），利用伸缩杆（5）推动升降电机装置（3）沿着第一滑轨（2）向右滑动，进而推动卷扬辊（7）向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙，远离障碍物，然后通过升降电机装置（3）继续降下清洗机构，使得清洗机构越过障碍物，然后继续执行步骤S2；

S4）收起设备：首先通过电动伸缩装置（4）伸出伸缩杆（5），利用伸缩杆（5）推动升降电机装置（3）沿着第一滑轨（2）向右滑动，进而推动卷扬辊（7）向右悬伸运动，从而使得整个清洗机构远离外墙；然后通过反向启动升降电机装置（3），通过升降转轴（6）带动卷扬辊（7）旋转，利用卷扬辊（7）收起吊装绳索（9），从而升起基架（10），进而升起清洗机构，最后拆下整个设备。

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