CN112386155B - 一种高空玻璃幕墙清洗机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高空玻璃幕墙清洗机器人，包括动力装置、主体框架、攀爬装置与清洁装置，主体框架包括位于机器人底部的钣金支撑件和固定在钣金支撑件上的外层保护架；动力装置、攀爬装置与清洁装置安装在主体框架内，攀爬装置包括安装于钣金支撑件下的吸盘轮、驱动电机和安装于吸盘轮外侧的传动齿轮，清洁装置包括位于钣金支撑件底部的清洁滚筒、设置于清洁滚筒前边的喷头、设置于清洁滚筒后边的弧形吸水扒、固定在吸水扒上的吸水擦布以及用来给喷头提供蒸汽的水蒸汽生成装置，动力装置包括电源和电源驱动器，动力装置和攀爬装置、清洁装置电连接。本发明可以在高层建筑玻璃幕墙自由行走，进行高效快速地清洁，具有安全性好实用性强的特点。

Description

一种高空玻璃幕墙清洗机器人

技术领域

本发明涉及一种高空玻璃幕墙清洗机器人，具体由主体框架、攀爬装置、吸气装置、水蒸气生成装置与清洁装置组成。

背景技术

随着经济的发展带动了城市化率的提高，高层建筑也随之兴起，由于玻璃幕墙具有采光效果好、装饰美观，多数高层建筑外表面选用玻璃幕墙装饰。目前，中国每年新增玻璃幕墙的面积为9000万平方米，中国已然成为玻璃幕墙的使用大国。但是现如今玻璃幕墙的清洗方式主要是靠人工清洗，玻璃幕墙一般清洁面积大，并且工作环境较恶劣，可用的安全装置较少，一般清扫的工人只能搭乘吊篮或仅靠安全绳进行清洁工作，一旦操作不当或突预恶劣天气清扫工人安全将无法保证，其工作属于高危职业。已有的专利技术比如专利号为CN201610913702.8的一种玻璃幕墙清洁机器人描述了依靠吊索与绞盘配合实现升降的一种玻璃幕墙清洗机器人；专利号为CN201611143609.X的建筑物玻璃幕墙清洗蜘蛛机器人描述了依靠在高层建筑楼顶的横向移动与升降装置来实现机器人的移动的玻璃幕墙清洗机器人，以上所述技术存在自动移动性不足、爬升装置较复杂的情况

针对这一现状，迫切需要开发出一种玻璃幕墙清洗机器人用于高空玻璃幕墙的清洁工作中。

发明内容

为解决上述出现的问题，本发明的目的在于提供一种高空玻璃幕墙清洗机器人，可以实现对高层建筑外部的玻璃幕墙进行高效的清洁，实用性强，安全性好。

为了实现上述目的，本发明提供了一种技术方案：

一种高空玻璃幕墙清洗机器人，包括：动力装置、主体框架、攀爬装置与清洁装置，所述的主体框架包括位于机器人底部的钣金支撑件和固定在钣金支撑件上的外层保护架；所述动力装置、攀爬装置与清洁装置安装在主体框架内，所述攀爬装置包括安装于钣金支撑件下的吸盘轮、驱动电机和安装于吸盘轮外侧的传动齿轮，清洁装置包括位于钣金支撑件底部的清洁滚筒、设置于清洁滚筒前边的喷头、设置于清洁滚筒后边的弧形吸水扒、固定在吸水扒上的吸水擦布以及用来给喷头提供蒸汽的水蒸汽生成装置，所述动力装置包括电源和电源驱动器，动力装置和攀爬装置和清洁装置电连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的吸盘轮通过轴承与主体框架转动连接；吸盘轮包括车轮毂、车轮毂外均匀布置的若干吸盘和吸气装置；

所述的吸气装置包括与车轮毂为同心的凸轮、设置于吸盘内部的储气管、与储气管 密封连接的柱塞以及安装于车轮毂内部的负压风机和与负压风机相通的风道，柱塞可在储气管内活塞运动，柱塞上部与凸轮滑动连接，负压风机通过内风道与凸轮凸面联通，内风道和风道相连通。本发明技术方案的进一步改进在于：所述的清洁滚筒包括相连接的机架、滚动轴承、滚筒以及驱动电机，滚筒外层包裹吸水棉布，驱动电机通过滚动轴承带动滚筒转动。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的水蒸汽生成装置包括水箱、水蒸汽生成箱、微型抽水泵、设置在水蒸汽生成箱内的加热组件和加压组件，所述的水蒸汽生成箱外侧设有一个蠕动泵并连接，加热组件、加压组件与蠕动泵的配合使生成的水蒸汽通过水蒸汽传送管传输到喷头中。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述加热组件包括加热盘，加热盘固定在水蒸汽生成箱下部，加压组件还包括水蒸气加压板与加压弹簧，通过对水蒸汽生成箱中的水蒸汽加压使其顺利排出。

本发明技术方案的进一步改进在于：水蒸汽生成装置外侧设置一个节流阀，节流阀固定在主体框架上，控制水蒸汽流量。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的弧形吸水扒通过型钢连接件安装在主体框架上；弧形吸水扒包括刮水的防水胶条和设置于弧形吸水扒中间的吸水孔。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的清洁装置还包括依次连接的微型抽水泵、污水收集管和污水收集箱，弧形吸水扒中间的吸水孔和污水收集管连通。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的水蒸汽生成箱（106）内还设置有水位传感器（602），水箱（105）及水蒸汽生成箱（106）相连通,水箱（105）内设置有一个水泵。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述的主体框架还包括固定在钣金支撑件（108）上的隔离板（404）。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果如下：

本发明利用高温蒸汽先对玻璃进行预处理，使污垢与玻璃结合不再紧密，此时清洁滚筒只需较小的摩擦力就能将污垢从玻璃上剥离；本发明机器人不需要高层建筑楼顶的横向移动与升降装置来实现机器人的移动，节省设备资源；本发明的吸盘轮采用凸轮、储气管 和柱塞结合的方式，既不影响机器人的行动，又能牢牢吸附在玻璃上，不会发生掉落事故；本发明的外保护框架对机器人内部的核心部件起到保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为玻璃幕墙清洗机器人整体示意图；

图2为后部弧形吸水扒示意图；

图3为玻璃幕墙清洗机器人正视示意图；

图4为玻璃幕墙清洗机器人俯视示意图；

图5为清洁滚筒爆炸示意图；

图6为水蒸汽生成箱剖视示意图；

图7为吸盘轮爆炸示意图；

图8为吸盘轮内部结构示意图；

其中，附图标记：101-外层保护架；102-水箱注水口；103-固定螺母；104-水箱固定轴；105-水箱；106-水蒸汽生成箱；107-蠕动泵；108-钣金支撑件；109清洁滚筒；110-驱动电机固定箱；111-吸盘轮；112-电源；201-弧形吸水扒；202-型钢连接件；203-固定螺栓Ⅰ；204-吸水擦布；205-固定螺栓Ⅱ；206-防水胶条；207-吸水孔；301-污水收集箱；302-电源驱动器；303-喷头；304-节流阀；305-水蒸汽传送管；401-污水收集管；402-微型抽水泵；403-固定螺钉；404-隔离板；501-机架；502-滚动轴承；503-滚筒；504-吸水棉布；505-驱动电机；601-加热盘；602-水位传感器；604-水蒸汽加压板；605-加压弹簧；701-传动齿轮；702-吸盘；703-风道；704-负压风机；705-负压风机保护罩，801-柱塞；802-储气管；803-凸轮；804-内风道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明做进一步描述，在此示意的实施例以及说明用来解释本发明，但不作为对本发明的限定。

一种高空玻璃幕墙清洗机器人，包括：动力装置、主体框架、攀爬装置与清洁装置，主体框架包括位于机器人底部的钣金支撑件108和固定在钣金支撑件108上的外层保护架101；动力装置、攀爬装置与清洁装置安装在主体框架内，攀爬装置包括安装于钣金支撑件108下的吸盘轮111、驱动电机505和安装于吸盘轮外侧的传动齿轮701，清洁装置包括位于钣金支撑件108底部的清洁滚筒109、设置于清洁滚筒109前边的喷头、设置于清洁滚筒109后边的弧形吸水扒201、固定在吸水扒上的吸水擦布204以及用来给喷头303提供蒸汽的水蒸汽生成装置，所述动力装置包括电源112和电源驱动器302，动力装置和攀爬装置和清洁装置电连接。

驱动电机505外设置一个驱动电机固定箱110，对驱动电机505进行防护。

吸盘轮111通过轴承与主体框架转动连接；吸盘轮111包括车轮毂、车轮毂外均匀布置的若干吸盘702和吸气装置；吸气装置包括与车轮毂为同心的凸轮803、设置于吸盘内部的储气管802、与储气管 802密封连接的柱塞801以及安装于车轮毂内部的负压风机704和与负压风机704相通的风道703，柱塞801可在储气管802内活塞运动，柱塞801上部与凸轮803滑动连接，负压风机704通过内风道804与凸轮803凸面联通，内风道804和风道703相连通。

负压风机704外设置有一个压风机保护罩705对其进行防护。

吸盘轮工作时，柱塞随车轮毂运动至凸轮803凸面时，柱塞801抽出，其所联接的吸盘中空气被吸出，当柱塞801随车轮毂朝远离凸轮凸面时，柱塞上端会盖住储气管，以实现排气的作用。清洁滚筒包括相连接的机架501、滚动轴承502、滚筒503以及驱动电机505，滚筒503外层包裹吸水棉布504，驱动电机505通过滚动轴承502带动滚筒503转动。

其中，清洁滚筒还可以设置成清洁滚筒刷的方式，本实施例不做限制。

水蒸汽生成装置包括水箱105、水蒸汽生成箱106、微型抽水泵402、设置在水蒸汽生成箱106内的加热组件和加压组件，水蒸汽生成箱106外侧设有一个蠕动泵107并连接，加热组件、加压组件与蠕动泵107的配合使生成的水蒸汽通过水蒸汽传送管305传输到喷头中,水箱105一侧开设一个水箱注水口，水箱105通过水箱固定轴104和固定螺母103固定在钣金支撑件108和外层保护架101上。

加热组件包括加热盘601，加热盘601固定在水蒸汽生成箱106下部，加压组件还包括水蒸气加压板604与加压弹簧605，通过对水蒸汽生成箱106中的水蒸汽加压使其顺利排出。

水蒸汽生成装置外侧设置一个节流阀304，节流阀304固定在主体框架上，控制水蒸汽流量。

弧形吸水扒201通过型钢连接件202安装在主体框架上；弧形吸水扒201包括刮水的防水胶条206和设置于弧形吸水扒201中间的吸水孔207。

所述的清洁装置还包括依次连接的微型抽水泵402、污水收集管401和污水收集箱301，弧形吸水扒201中间的吸水孔207和污水收集管401连通。

水蒸汽生成箱106内还设置有水位传感器602，水箱105及水蒸汽生成箱106相连通,水箱105内设置有一个水泵。

具体的，钣金支撑件108上通过螺栓403固定一个隔离板404，水箱105固定在隔离板404上，设置在外层保护架101内，蠕动泵107和水蒸汽生成箱106分别通过螺栓固定在钣金支撑件108上,吸水擦布204通过螺栓205固定在弧形吸水扒201后，同时通过吸水扒201上的型钢连接件202和固定螺栓Ⅰ203连接在钣金支撑件108上，钣金支撑件108与隔离板404将电源112、电源驱动器302和节流阀304固定在钣金支撑件108上，清洁滚筒109通过机架501固定在钣金支撑件108下。

本发明具体的工作原理为：机器人开始工作时，其水蒸汽生成装置开始工作，通过加热组件、加压组件与蠕动泵使水蒸汽顺利均匀喷洒在玻璃幕墙上，同时清扫装置的滚筒电机开始工作，带动清洁滚筒转动除去玻璃幕墙上污渍，最后由机器人后端的吸水扒、吸水孔与吸水擦布对残留在玻璃幕墙上的清洁污水进行清除。

喷头在机器人前进的方向对玻璃幕墙均匀喷洒水蒸汽，接着伴随着清洁滚筒的转动，可以达到良好的清洁效果。玻璃幕墙经过喷头喷洒水蒸汽与清洁滚筒的清洗后，必然会残留部分清洁污水，通过在机器人后端的吸水扒收集后集中在吸水扒中部，此时吸水孔通过负压作用将吸水扒收集的清洁污水进行吸取，至污水箱中，再经过吸水擦布的再处理，从而实现对清洁污水的再回收，同时增强机器人的清洁效果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种高空玻璃幕墙清洗机器人，包括：动力装置、主体框架、攀爬装置与清洁装置，其特征在于：所述的主体框架包括位于机器人底部的钣金支撑件（108）和固定在钣金支撑件（108）上的外层保护架（101）；所述动力装置、攀爬装置与清洁装置安装在主体框架内，所述攀爬装置包括安装于钣金支撑件（108）下的吸盘轮（111）、驱动电机（505）和安装于吸盘轮外侧的传动齿轮（701），清洁装置包括位于钣金支撑件（108）底部的清洁滚筒（109）、设置于清洁滚筒（109）前边的喷头、设置于清洁滚筒（109）后边的弧形吸水扒（201）、固定在吸水扒上的吸水擦布（204）以及用来给喷头（303）提供蒸汽的水蒸汽生成装置，所述动力装置包括电源（112）和电源驱动器（302），动力装置和攀爬装置和清洁装置电连接；

所述的吸盘轮（111）通过轴承与主体框架转动连接；吸盘轮（111）包括车轮毂、车轮毂外均匀布置的若干吸盘（702）和吸气装置；

所述的吸气装置包括与车轮毂为同心的凸轮（803）、设置于吸盘内部的储气管（802）、与储气管 （802）密封连接的柱塞（801）以及安装于车轮毂内部的负压风机（704）和与负压风机（704）相通的风道（703），柱塞（801）可在储气管（802）内活塞运动，柱塞（801）上部与凸轮（803）滑动连接，负压风机（704）通过内风道（804）与凸轮（803）凸面联通，内风道（804）和风道（703）相连通；

所述的水蒸汽生成装置包括水箱（105）、水蒸汽生成箱（106）、微型抽水泵（402）、设置在水蒸汽生成箱（106）内的加热组件和加压组件，所述的水蒸汽生成箱（106）外侧设有一个蠕动泵（107）并连接，加热组件、加压组件与蠕动泵（107）的配合使生成的水蒸汽通过水蒸汽传送管（305）传输到喷头中；

所述加热组件包括加热盘（601），加热盘（601）固定在水蒸汽生成箱（106）下部，加压组件还包括水蒸气加压板（604）与加压弹簧（605），通过对水蒸汽生成箱（106）中的水蒸汽加压使其顺利排出。

2.根据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的清洁滚筒包括相连接的机架（501）、滚动轴承（502）、滚筒（503）以及驱动电机（505），滚筒（503）外层包裹吸水棉布（504），驱动电机（505）通过滚动轴承（502）带动滚筒（503）转动。

3.据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：水蒸汽生成装置外侧设置一个节流阀（304），节流阀（304）固定在主体框架上，控制水蒸汽流量。

4.据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的弧形吸水扒（201）通过型钢连接件（202）安装在主体框架上；弧形吸水扒（201）包括刮水的防水胶条（206）和设置于弧形吸水扒（201）中间的吸水孔（207）。

5.据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的清洁装置还包括依次连接的微型抽水泵（402）、污水收集管（401）和污水收集箱（301），弧形吸水扒（201）中间的吸水孔（207）和污水收集管（401）连通。

6.据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的水蒸汽生成箱（106）内还设置有水位传感器（602），水箱（105）及水蒸汽生成箱（106）相连通,水箱（105）内设置有一个水泵。

7.据权利要求1所述的一种高空玻璃幕墙清洗机器人，其特征在于：所述的主体框架还包括固定在钣金支撑件（108）上的隔离板（404）。

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