CN111358386A - 可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法。可调式无轨悬吊牵引车，包括框架型的车体，车体的底部设置两个动力轮和两个副轮，动力轮由行走电机驱动连接，车体内固装一卷扬电机，卷扬电机的两侧均驱动连接卷扬滚筒，卷扬滚筒上缠绕牵引绳，两个卷扬滚筒的外侧均对应设置机械臂，机械臂的驱动端通过旋转电机铰接在车体上，机械臂的自由端穿入可伸缩的滑杆，滑杆的外端上设置滑轮，牵引绳挂设在滑轮上，车体上呈对称设置两根电动伸缩杆，两根电动伸缩杆的外端固连一水箱，水箱的底壁上连通一水管，机械臂与水箱分别设置于车体的相对两侧。本发明通过自由行走车体配合自由吊杆调节以及水箱配重利用，完成高空牵引轻松越障清洁操作。

Description

可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种高层清洁工具，特别是一种可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法。

背景技术

高层建筑的传统清洁技术多采用人工悬吊或吊篮式清洁，两种清洁方式都依赖人工，作业效率低下且危险性大。其具体缺点包括以下几点：

①传统高空清洁悬吊方式中，多采用固定位置悬吊方式，模式单一。悬吊装置需要固定在建筑物顶端，每完成一次清洗任务后都需要重新移动和固定。

②牵引悬吊装置依赖于人工安装、固定，每次悬吊工作需要安装固定最后再拆除，操作复杂，且固定拆除过程费时费力，使用非常不便。

③现有的墙面清洁机器人悬吊牵引大多只能实现由上至下的一个方向上的动作，清洁时悬吊牵引工作复杂，效率低下。

④现有悬吊装置无法根据需要实时控制悬吊物与墙面之间的距离，一般只能用于平直墙面上的悬吊，无法满足复杂条件下的牵引需求。

⑤现有悬吊装置一般都是固定安装，或者有轨移动安装，只能不断调整安装结构来适应不同的悬吊需求，重量较大，安装搬运过程复杂，影响工作效率。

⑥不同建筑的楼顶结构不同，顶楼护栏宽度不同，从而造成牵引装置悬臂的长度不同，目前的悬吊装置只能通过改变安装位置来实现悬吊时的护栏越障，操作复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种自由行走车体配合自由吊杆调节以及水箱配重利用，完成高空牵引轻松越障清洁操作的可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：可调式无轨悬吊牵引车，包括框架型的车体，所述车体的底部设置两个动力轮和两个副轮，所述动力轮由行走电机驱动连接，所述车体内固装一卷扬电机，所述卷扬电机的两侧均驱动连接卷扬滚筒，所述卷扬滚筒上缠绕牵引绳，两个所述卷扬滚筒的外侧均对应设置机械臂，所述机械臂的驱动端通过旋转电机铰接在所述车体上，所述机械臂的自由端穿入可伸缩的滑杆，所述滑杆的外端上设置滑轮，所述牵引绳挂设在所述滑轮上，所述车体上呈对称设置两根电动伸缩杆，所述两根电动伸缩杆的外端固连一水箱，所述水箱的底壁上连通一水管，所述机械臂与水箱分别设置于所述车体的相对两侧。

本可调式无轨悬吊牵引车中，电动伸缩杆为现有设备，故对其构造原理在此不做详细说明。牵引绳的下方悬吊用于清洁幕墙的清洁机器人。在无作业的常态下，滑轮处于最低位置，电动伸缩杆亦收回，水箱贴近车体。

本牵引车在传统固定平台上，增加了可调式机械悬臂以及轮式运动系统，实现了悬吊牵引车无轨化的横移运动，从而带动下方清洁机构的横移运动，无需额外结构进行固定，无需安装特定的固定轨道来实现在不同结构的楼顶上的悬吊牵引，减少架设时间的同时实现在任意建筑楼顶作业。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，所述机械臂内设置丝杠电机，所述丝杠电机的转动轴固连螺杆，所述螺杆上套接螺母，所述螺母与螺杆形成螺纹配合连接，所述机械臂内设置导滑槽，所述螺母嵌入所述导滑槽内形成直线滑动连接，所述滑杆的内端固连在所述螺母上。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，所述水箱的两侧均固装挂架，所述挂架挂设在同侧所述电动伸缩杆的伸缩端上。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，所述车体包括两片侧板，所述侧板的内壁面上固定板框，两个所述板框之间通过四根连接杆固连，两个所述板框之间还固连卷扬支撑架。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，所述旋转电机安装在所述侧板上；所述两个动力轮和两个副轮安装在位于下方的两根连接杆上；所述卷扬电机与卷扬滚筒均固装在所述卷扬支撑架上。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，所述板框上通过螺钉安装多个固定座，所述电动伸缩杆穿入所述固定座形成定位安装。

可调式无轨悬吊牵引车的运作方法，包括以下内容：

1)、当车体需进行直行时，两个行走电机驱动两个动力轮以相同转速前行或后退；当车体需进行转弯时，转弯侧的行走电机驱动该侧动力轮缓速转动，另一侧的行走电机驱动该侧动力轮快速转动，通过两个动力轮之间的转速差进行左转或右转的曲线行走；

2)、旋转电机启动后驱动机械臂顺时针/逆时针转动至所需角度，旋转电机停机进行自锁，使机械臂形成角度固定的锁死状态；滑杆由机械臂内伸出或缩回所需长度，从而调节外端滑轮所处的位置，进而通过牵引绳调整悬吊的清洁机器人与幕墙之间的距离，实现清洁机器人的越障及曲线运动；

通过清洁机器人在幕墙上的自由、连续清洁作业，从而提高工作效率，同时本悬吊牵引车能适应几乎所有种类墙面上的悬吊牵引。

3)、启动电动伸缩杆伸出或缩回对应长度，同时固定在电动伸缩杆外端的水箱内盛放清洁用水，因机械臂吊设清洁机器人承受机器人自身重力，为使车体受力平衡，在车体另一侧通过电动伸缩杆调整力矩，配合水箱自重进行保持平衡的配重调节。

悬吊牵引车因其工作模式需要保证其运行时的稳定性，机械臂的调整使牵引车悬吊系统整体的重心偏移，牵引车的运动过程中会有倾覆危险。因水箱加满水后整体重力大于悬吊的清洁机器人，利用水箱与电动伸缩杆组合成重心调节系统，通过改变水箱的实时位置，使系统的整体重心落在牵引车主体的中间位置，进而牵引车运行更为稳定安全，实现无轨牵引。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，车体先循迹停留在指定的位置，通过两个动力轮和两个副轮车体可在水平面运动，卷扬电机带动牵引绳使清洁机器人沿墙面下降或上升，构成竖直方向的位移，两个方向的位移组成一个平面运动，使清洁机器人能覆盖至幕墙任意位置。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，步骤2)中，机械臂内的丝杠电机带动螺杆正转或反转，通过螺纹连接驱动螺母沿导滑槽前移或后退，同步带动滑杆伸出或缩回。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，步骤2)中，若幕墙为平直幕墙，则调整机械臂使滑轮定位后，将清洗机器人放下，无需实时更改滑轮位置；若幕墙为复杂墙面时，如遇突出障碍物，则根据障碍物高度，通过调整机械臂以控制滑轮的水平相对位置，从而越过障碍物。

初始下降时，机械臂可由旋转方式来调整滑轮水平相对位置，使清洁机器人越过障碍贴住壁面。当机械臂旋转至水平时，若需要更进一步的越障，滑轮的水平位移则需要进一步增加，此时可通过滑杆运动，使整体机械臂伸长，带动滑轮伸出，使清洁机器人能够完成接下来的清洁工作。当滑杆伸出至极限位置时，则机械臂停止伸长。

与现有技术相比，本可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法具有以下优点：

①悬吊牵引车无特殊的使用条件要求，能根据作业条件调整自身的位置以及姿态，能适应基本所有的楼顶结构，应用前景广泛。

②悬吊牵引车为非固定式悬吊牵引，能灵活左右移动，能根据实际需要调整运动轨迹，而无需预先架设塔吊和轨道，进而带动悬吊清洁机器人在整面幕墙上的灵活移动，实现连续移动清洁模式，一体化程度较高，使用方便，储运便捷。

③配备可伸缩旋转的悬臂结构，可根据楼顶护栏宽度以及墙面障碍物大小，调节悬臂旋转角度以及伸出长度来调整滑轮伸出位置，带动牵引绳索位置变化，与清洁机器人配合实现在复杂墙面上的越障运动。

附图说明

图1是本可调式无轨悬吊牵引车的工作模式示意图。

图2是本可调式无轨悬吊牵引车的立体结构示意图。

图3是本可调式无轨悬吊牵引车的工作状态示意图。

图4是本可调式无轨悬吊牵引车的平常状态示意图。

图中，1、车体；1a、侧板；1b、板框；1c、连接杆；1d、卷扬支撑架；2、动力轮；3、副轮；4、卷扬电机；5、卷扬滚筒；6、旋转电机；7、机械臂；8、滑杆；9、滑轮；10、电动伸缩杆；11、水箱；12、水管；13、清洁机器人。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图4所示，本可调式无轨悬吊牵引车，包括框架型的车体1，车体1的底部设置两个动力轮2和两个副轮3，动力轮2由行走电机驱动连接，车体1内固装一卷扬电机4，卷扬电机4的两侧均驱动连接卷扬滚筒5，卷扬滚筒5上缠绕牵引绳，两个卷扬滚筒5的外侧均对应设置机械臂7，机械臂7的驱动端通过旋转电机6铰接在车体1上，机械臂7的自由端穿入可伸缩的滑杆8，滑杆8的外端上设置滑轮9，牵引绳挂设在滑轮9上，车体1上呈对称设置两根电动伸缩杆10，两根电动伸缩杆10的外端固连一水箱11，水箱11的底壁上连通一水管12，机械臂7与水箱11分别设置于车体1的相对两侧。

本可调式无轨悬吊牵引车中，电动伸缩杆10为现有设备，故对其构造原理在此不做详细说明。牵引绳的下方悬吊用于清洁幕墙的清洁机器人13。在无作业的常态下，滑轮9处于最低位置，电动伸缩杆10亦收回，水箱11贴近车体1。

本牵引车在传统固定平台上，增加了可调式机械悬臂以及轮式运动系统，实现了悬吊牵引车无轨化的横移运动，从而带动下方清洁机构的横移运动，无需额外结构进行固定，无需安装特定的固定轨道来实现在不同结构的楼顶上的悬吊牵引，减少架设时间的同时实现在任意建筑楼顶作业。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，机械臂7内设置丝杠电机，丝杠电机的转动轴固连螺杆，螺杆上套接螺母，螺母与螺杆形成螺纹配合连接，机械臂7内设置导滑槽，螺母嵌入导滑槽内形成直线滑动连接，滑杆8的内端固连在螺母上。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，水箱11的两侧均固装挂架，挂架挂设在同侧电动伸缩杆10的伸缩端上。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，车体1包括两片侧板1a，侧板1a的内壁面上固定板框1b，两个板框1b之间通过四根连接杆1c固连，两个板框1b之间还固连卷扬支撑架1d。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，旋转电机6安装在侧板1a上；两个动力轮2和两个副轮3安装在位于下方的两根连接杆1c上；卷扬电机4与卷扬滚筒5均固装在卷扬支撑架1d上。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，板框1b上通过螺钉安装多个固定座，电动伸缩杆10穿入固定座形成定位安装。

可调式无轨悬吊牵引车的运作方法，包括以下内容：

1)、当车体1需进行直行时，两个行走电机驱动两个动力轮2以相同转速前行或后退；当车体1需进行转弯时，转弯侧的行走电机驱动该侧动力轮2缓速转动，另一侧的行走电机驱动该侧动力轮2快速转动，通过两个动力轮2之间的转速差进行左转或右转的曲线行走；

2)、旋转电机6启动后驱动机械臂7顺时针/逆时针转动至所需角度，旋转电机6停机进行自锁，使机械臂7形成角度固定的锁死状态；滑杆8由机械臂7内伸出或缩回所需长度，从而调节外端滑轮9所处的位置，进而通过牵引绳调整悬吊的清洁机器人13与幕墙之间的距离，实现清洁机器人13的越障及曲线运动；

通过清洁机器人13在幕墙上的自由、连续清洁作业，从而提高工作效率，同时本悬吊牵引车能适应几乎所有种类墙面上的悬吊牵引。

3)、启动电动伸缩杆10伸出或缩回对应长度，同时固定在电动伸缩杆10外端的水箱11内盛放清洁用水，因机械臂7吊设清洁机器人13承受机器人自身重力，为使车体1受力平衡，在车体1另一侧通过电动伸缩杆10调整力矩，配合水箱11自重进行保持平衡的配重调节。

悬吊牵引车因其工作模式需要保证其运行时的稳定性，机械臂7的调整使牵引车悬吊系统整体的重心偏移，牵引车的运动过程中会有倾覆危险。因水箱11加满水后整体重力大于悬吊的清洁机器人13，利用水箱11与电动伸缩杆10组合成重心调节系统，通过改变水箱11的实时位置，使系统的整体重心落在牵引车主体的中间位置，进而牵引车运行更为稳定安全，实现无轨牵引。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，车体1先循迹停留在指定的位置，通过两个动力轮2和两个副轮3，车体1可在水平面运动，卷扬电机4带动牵引绳使清洁机器人13沿墙面下降或上升，构成竖直方向的位移，两个方向的位移组成一个平面运动，使清洁机器人13能覆盖至幕墙任意位置。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，步骤2)中，机械臂7内的丝杠电机带动螺杆正转或反转，通过螺纹连接驱动螺母沿导滑槽前移或后退，同步带动滑杆8伸出或缩回。

在上述的可调式无轨悬吊牵引车中，步骤2)中，若幕墙为平直幕墙，则调整机械臂7使滑轮9定位后，将清洗机器人放下，无需实时更改滑轮9位置；若幕墙为复杂墙面时，如遇突出障碍物，则根据障碍物高度，通过调整机械臂7以控制滑轮9的水平相对位置，从而越过障碍物。

初始下降时，机械臂7可由旋转方式来调整滑轮9水平相对位置，使清洁机器人13越过障碍贴住壁面。当机械臂7旋转至水平时，若需要更进一步的越障，滑轮9的水平位移则需要进一步增加，此时可通过滑杆8运动，使整体机械臂7伸长，带动滑轮9伸出，使清洁机器人13能够完成接下来的清洁工作。当滑杆8伸出至极限位置时，则机械臂7停止伸长。

与现有技术相比，本可调式无轨悬吊牵引车及其运作方法具有以下优点：

①悬吊牵引车无特殊的使用条件要求，能根据作业条件调整自身的位置以及姿态，能适应基本所有的楼顶结构，应用前景广泛。

②悬吊牵引车为非固定式悬吊牵引，能灵活左右移动，能根据实际需要调整运动轨迹，而无需预先架设塔吊和轨道，进而带动悬吊清洁机器人13在整面幕墙上的灵活移动，实现连续移动清洁模式，一体化程度较高，使用方便，储运便捷。

③配备可伸缩旋转的悬臂结构，可根据楼顶护栏宽度以及墙面障碍物大小，调节悬臂旋转角度以及伸出长度来调整滑轮9伸出位置，带动牵引绳索位置变化，与清洁机器人13配合实现在复杂墙面上的越障运动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了车体1；侧板1a；板框1b；连接杆1c；卷扬支撑架1d；动力轮2；副轮3；卷扬电机4；卷扬滚筒5；旋转电机6；机械臂7；滑杆8；滑轮9；电动伸缩杆10；水箱11；水管12；清洁机器人13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.可调式无轨悬吊牵引车，包括框架型的车体，所述车体的底部设置两个动力轮和两个副轮，所述动力轮由行走电机驱动连接，其特征在于，所述车体内固装一卷扬电机，所述卷扬电机的两侧均驱动连接卷扬滚筒，所述卷扬滚筒上缠绕牵引绳，两个所述卷扬滚筒的外侧均对应设置机械臂，所述机械臂的驱动端通过旋转电机铰接在所述车体上，所述机械臂的自由端穿入可伸缩的滑杆，所述滑杆的外端上设置滑轮，所述牵引绳挂设在所述滑轮上，所述车体上呈对称设置两根电动伸缩杆，所述两根电动伸缩杆的外端固连一水箱，所述水箱的底壁上连通一水管，所述机械臂与水箱分别设置于所述车体的相对两侧。

2.根据权利要求1所述的可调式无轨悬吊牵引车，其特征在于，所述机械臂内设置丝杠电机，所述丝杠电机的转动轴固连螺杆，所述螺杆上套接螺母，所述螺母与螺杆形成螺纹配合连接，所述机械臂内设置导滑槽，所述螺母嵌入所述导滑槽内形成直线滑动连接，所述滑杆的内端固连在所述螺母上。

3.根据权利要求1所述的可调式无轨悬吊牵引车，其特征在于，所述水箱的两侧均固装挂架，所述挂架挂设在同侧所述电动伸缩杆的伸缩端上。

4.根据权利要求1所述的可调式无轨悬吊牵引车，其特征在于，所述车体包括两片侧板，所述侧板的内壁面上固定板框，两个所述板框之间通过四根连接杆固连，两个所述板框之间还固连卷扬支撑架。

5.根据权利要求4所述的可调式无轨悬吊牵引车，其特征在于，所述旋转电机安装在所述侧板上；所述两个动力轮和两个副轮安装在位于下方的两根连接杆上；所述卷扬电机与卷扬滚筒均固装在所述卷扬支撑架上。

6.根据权利要求4所述的可调式无轨悬吊牵引车，其特征在于，所述板框上通过螺钉安装多个固定座，所述电动伸缩杆穿入所述固定座形成定位安装。

7.根据权利要求1所述的可调式无轨悬吊牵引车的运作方法，其特征在于，包括以下内容：

1)、当车体需进行直行时，两个行走电机驱动两个动力轮以相同转速前行或后退；当车体需进行转弯时，转弯侧的行走电机驱动该侧动力轮缓速转动，另一侧的行走电机驱动该侧动力轮快速转动，通过两个动力轮之间的转速差进行左转或右转的曲线行走；

2)、旋转电机启动后驱动机械臂顺时针/逆时针转动至所需角度，旋转电机停机进行自锁，使机械臂形成角度固定的锁死状态；滑杆由机械臂内伸出或缩回所需长度，从而调节外端滑轮所处的位置，进而通过牵引绳调整悬吊的清洁机器人与幕墙之间的距离，实现清洁机器人的越障及曲线运动；

3)、启动电动伸缩杆伸出或缩回对应长度，同时固定在电动伸缩杆外端的水箱内盛放清洁用水，因机械臂吊设清洁机器人承受机器人自身重力，为使车体受力平衡，在车体另一侧通过电动伸缩杆调整力矩，配合水箱自重进行保持平衡的配重调节。

8.根据权利要求7所述的可调式无轨悬吊牵引车的运作方法，其特征在于，车体先循迹停留在指定的位置，通过两个动力轮和两个副轮车体可在水平面运动，卷扬电机带动牵引绳使清洁机器人沿墙面下降或上升，构成竖直方向的位移，两个方向的位移组成一个平面运动，使清洁机器人能覆盖至幕墙任意位置。

9.根据权利要求7所述的可调式无轨悬吊牵引车的运作方法，其特征在于，步骤2)中，机械臂内的丝杠电机带动螺杆正转或反转，通过螺纹连接驱动螺母沿导滑槽前移或后退，同步带动滑杆伸出或缩回。

10.根据权利要求7所述的可调式无轨悬吊牵引车的运作方法，其特征在于，步骤2)中，若幕墙为平直幕墙，则调整机械臂使滑轮定位后，将清洗机器人放下，无需实时更改滑轮位置；若幕墙为复杂墙面时，如遇突出障碍物，则根据障碍物高度，通过调整机械臂以控制滑轮的水平相对位置，从而越过障碍物。

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