CN114016759B - 一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，包括激光清洗设备、运动装置、壳体、爬壁装置、驱动装置和吸壁装置，所述激光清洗设备安装在运动装置一端，用于产生清洗所需的激光束；所述运动装置安装在壳体上部，所述壳体两侧安装爬壁装置，所述壳体内安装驱动装置，所述驱动装置用于驱动爬壁装置运动；所述壳体上安装吸壁装置，用于吸附在壁面。本发明利用搭载激光清洗机的爬壁机器人对建筑外墙建筑涂料进行全自动清洗，从而达到清洗建筑外墙表面的功能。

Description

一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置

技术领域

本发明涉及激光表面清洗领域，特别涉及一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置。

背景技术

目前建筑外墙涂料基本上采用人工刷洗或者冲洗的方式进行清洗，高层建筑的人工作业具有极高的风险，同时该清洗方法会产生污水，增加排污压力及相应的污水处理成本。已知的建筑外墙清洗设备多为在墙顶部建立基座，利用机械臂将清洗设备通过类似吊篮的方式靠近外墙进行清洗，设备体型巨大运输到外墙顶部耗时耗力。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，利用搭载激光清洗机的爬壁机器人对建筑外墙建筑涂料进行全自动清洗，从而达到清洗建筑外墙表面的功能。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，包括激光清洗设备、运动装置、壳体、爬壁装置、驱动装置和吸壁装置，所述激光清洗设备安装在运动装置一端，用于产生清洗所需的激光束；所述运动装置安装在壳体上部，所述壳体两侧安装爬壁装置，所述壳体内安装驱动装置，所述驱动装置用于驱动爬壁装置运动；所述壳体上安装吸壁装置，用于吸附在壁面。

进一步，所述运动装置包括长连杆、第一电机、第一滑块、丝杠和第二电机，所述第二电机安装在壳体上，所述丝杠与第二电机输入端连接，所述滑块安装在丝杠上，所述第一电机固定在滑块上，所述长连杆另一端与第一电机连接。

进一步，所述爬壁装置包括第一连杆、第一空心滑块、第二空心滑块、第二连杆、摇杆、第三连杆、第一气动装置、第一吸盘和第四连杆，所述第一连杆一端与第二空心滑块连接，所述第一空心滑块可移动安装在第一连杆上，所述第一空心滑块安装在壳体上；所述第二空心滑块可移动安装在第三连杆上，所述第三连杆一端与第二连杆一端铰接，所述第三连杆另一端安装第一气动装置，所述第一气动装置下端安装第一吸盘；所述第二连杆另一端与摇杆铰接，所述摇杆与驱动装置连接；所述第二连杆中间与第四连杆一端铰接，所述第四连杆另一端与壳体铰接。

进一步，所述驱动装置包括第一齿轮、驱动电机、第二齿轮、第三齿轮和转轴，所述第一齿轮安装在驱动电机上，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与第三齿轮啮合，所述转轴一端与第三齿轮连接，所述转轴另一端与爬壁装置连接。

进一步，所述第一齿轮的节圆与第二齿轮的节圆大小相同，所述第一齿轮的节圆的大小是0.5倍的第三齿轮节圆大小。

进一步，两个所述吸壁装置分别位于壳体前侧下端和后侧下端，所述吸壁装置包括连接杆、气动装置、第二气管伸缩胶套和第二吸盘，所述连接杆一端固定连接壳体，所述连接杆另一端固定连接第二气动装置，所述第二气动装置与第二吸盘连接，在第二气动装置与第二吸盘之间安装气管伸缩胶套。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，爬壁装置采用两个导轨滑块结构保证了吸盘脚在外墙攀爬时永远垂直于墙壁，避免了重力作用产生的角度偏差，提高了吸盘吸附墙面的准确性。

2.本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，四个气动吸盘的配合使用，提高了爬壁过程中的稳定性和激光清洗过程中的平衡性，增加了对墙壁的吸附强度。

3.本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，驱动装置采用齿轮结构实现了对爬壁装置的精确控制，第一齿轮和第二齿轮直径大小相同且是第三齿轮直径的一半，实现了在驱动电机第一个周期内爬壁装置运动，第二个周期内壳体带动整体运动，操作更简单方便。

4.本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，运动装置采用两个电机和丝杆，实现了激光清洗设备沿丝杆方向的超远距离精准移动和360°的转动，便于清洗墙角等难清洗的地方，提高了清洗效率。

附图说明

图1为本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置主视图。

图2为本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置俯视图。

图3为本发明所述的运动装置原理图。

图4为本发明所述的爬壁装置第一极限位置原理图。

图5为本发明所述的运动装置第二极限位置原理图。

图6为本发明所述的驱动装置的结构原理图。

图7为本发明所述的吸壁装置的结构原理图。

图中：

1-激光清洗设备；2-运动装置；3-壳体；4-爬壁装置；5-驱动装置；6-吸壁装置；2-1-长连杆；2-2-第一电机；2-3-滑块；2-4-丝杠；2-5-第二电机；4-1-第一连杆；4-2-第一空心滑块；4-3-第二空心滑块；4-4-第二连杆；4-5-摇杆；4-6-第三连杆；4-7-第一气动装置；4-8-第一吸盘；4-9-第四连杆；5-1-第一齿轮；5-2-驱动电机；5-3-第二齿轮；5-4-第三齿轮；5-5-转轴；6-1-连接杆；6-2-第二气动装置；6-3气管伸缩胶套；6-4-第二吸盘。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，包括激光清洗设备1、运动装置2、壳体3、爬壁装置4、驱动装置5和吸壁装置6，所述激光清洗设备1安装在运动装置2一端，用于产生清洗所需的激光束；所述运动装置2安装在壳体3上部，所述壳体3两侧安装爬壁装置4，所述壳体3内安装驱动装置5，所述驱动装置5用于驱动爬壁装置4运动；所述壳体3上安装吸壁装置6，用于吸附在壁面。

如图3所示，所述运动装置2包括长连杆2-1、第一电机2-2、第一滑块2-3、丝杠2-4和第二电机2-5，所述第二电机2-5安装在壳体3上，所述丝杠2-4与第二电机2-5输入端连接，所述滑块2-3安装在丝杠2-4上，所述第一电机2-2固定在滑块2-3上，所述长连杆2-1另一端与第一电机2-2连接。

如图4和图5所示，所述爬壁装置4包括第一连杆4-1、第一空心滑块4-2、第二空心滑块4-3、第二连杆4-4、摇杆4-5、第三连杆4-6、第一气动装置4-7、第一吸盘4-8和第四连杆4-9，所述第一连杆4-1一端与第二空心滑块4-3连接，所述第一空心滑块4-2可移动安装在第一连杆4-1上，所述第一空心滑块4-2安装在壳体3上；所述第二空心滑块4-3可移动安装在第三连杆4-6上，所述第三连杆4-6一端与第二连杆4-4一端铰接，所述第三连杆4-6另一端安装第一气动装置4-7，所述第一气动装置4-7下端安装第一吸盘4-8；所述第二连杆4-4另一端与摇杆4-5铰接，所述摇杆4-5与驱动装置5连接；所述第二连杆4-4中间与第四连杆4-9一端铰接，所述第四连杆4-9另一端与壳体3铰接。

如图6所示，所述驱动装置5包括第一齿轮5-1、驱动电机5-2、第二齿轮5-3、第三齿轮5-4和转轴5-5，所述第一齿轮5-1安装在驱动电机5-2上，所述第一齿轮5-1与第二齿轮5-3啮合，所述第二齿轮5-3与第三齿轮5-4啮合，所述转轴5-5一端与第三齿轮5-4连接，所述转轴5-5另一端与爬壁装置4连接。所述第一齿轮5-1的节圆与第二齿轮5-3的节圆大小相同，所述第一齿轮5-1的节圆的大小是0.5倍的第三齿轮5-4节圆大小。驱动装置采用齿轮结构实现了对爬壁装置的精确控制，第一齿轮5-1和第二齿轮5-2直径大小相同且是第三齿轮5-4直径的一半，实现了在驱动电机5-2第一个周期内爬壁装置运动，第二个周期内壳体带动整体运动，操作更简单方便。

如图7所示，两个所述吸壁装置6分别位于壳体3前侧下端和后侧下端，所述吸壁装置6包括连接杆6-1、第二气动装置6-2、气管伸缩胶套6-3和第二吸盘6-4，所述连接杆6-1一端固定连接壳体3，所述连接杆6-1另一端固定连接第二气动装置6-2，所述第二气动装置6-2与第二吸盘6-4连接，在第二气动装置6-2与第二吸盘6-4之间安装气管伸缩胶套6-3。

工作过程：

将本发明所述的建筑外墙自动爬行的激光清洗装置沿外墙贴合放置，启动第一气动装置4-7和第二气动装置6-2抽干空气，使四个吸盘牢牢吸住墙面。启动第二电机2-5带动丝杆2-4转动，从而带动第一滑块2-3的前后移动，启动第一滑块2-3上的第一电机2-2，定位好要清洗的区域后，激光清洗设备进行部分区域的清洗工作。清洗结束后，爬壁装置的两个第一气动装置4-7吹气，两个第一吸盘4-8取消对壁面的吸附，启动运动装置中的驱动电机5-2，带动第一齿轮5-1顺时针旋转一周，第一齿轮5-1通过第二齿轮5-3带动第三齿轮5-4旋转半周，即摇杆4-5从最靠近墙壁的位置运转到离墙壁最远的位置，带动第二连杆4-4向前移动一段距离。关闭驱动电机5-2，启动爬壁装置内的两个第一气动装置4-7吸气，两个第一吸盘4-8重新吸附墙面。启动吸壁装置内的两个第二气动装置6-2吹气，两个第二吸盘6-4取消对壁面的吸附，启动运动装置中的驱动电机5-2，带动第一齿轮5-1顺时针旋转一周，第一齿轮5-1通过第二齿轮5-3带动第三齿轮5-4旋转半周，即摇杆4-5从最远离墙壁的位置运转到离墙壁最近的位置，带动壳体3向前移动一段距离。关闭驱动电机5-2，启动吸壁装置内的两个第二气动装置6-2吸气，两个第二吸盘6-4重新吸附墙面。再启动运动装置2对加工区域的定位然后激光清洗。重复上述操作可以实现对外墙的攀爬和清洗。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种建筑外墙自动爬行的激光清洗装置，其特征在于，包括激光清洗设备(1)、运动装置(2)、壳体(3)、爬壁装置(4)、驱动装置(5)和吸壁装置(6)，所述激光清洗设备(1)安装在运动装置(2)一端，用于产生清洗所需的激光束；所述运动装置(2)安装在壳体(3)上部，所述壳体(3)两侧安装爬壁装置(4)，所述壳体(3)内安装驱动装置(5)，所述驱动装置(5)用于驱动爬壁装置(4)运动；所述壳体(3)上安装吸壁装置(6)，用于吸附在壁面；所述驱动装置(5)包括第一齿轮(5-1)、驱动电机(5-2)、第二齿轮(5-3)、第三齿轮(5-4)和转轴(5-5)，所述第一齿轮(5-1)安装在驱动电机(5-2)上，所述第一齿轮(5-1)与第二齿轮(5-3)啮合，所述第二齿轮(5-3)与第三齿轮(5-4)啮合，所述转轴(5-5)一端与第三齿轮(5-4)连接，所述转轴(5-5)另一端与爬壁装置(4)连接；所述第一齿轮(5-1)的节圆与第二齿轮(5-3)的节圆大小相同，所述第一齿轮(5-1)的节圆的大小是0.5倍的第三齿轮(5-4)节圆大小；两个所述吸壁装置(6)分别位于壳体(3)前侧下端和后侧下端，所述吸壁装置(6)包括连接杆(6-1)、第二气动装置(6-2)、气管伸缩胶套(6-3)和第二吸盘(6-4)，所述连接杆(6-1)一端固定连接壳体(3)，所述连接杆(6-1)另一端固定连接第二气动装置(6-2)，所述第二气动装置(6-2)与第二吸盘(6-4)连接，在第二气动装置(6-2)与第二吸盘(6-4)之间安装气管伸缩胶套(6-3)；

所述运动装置(2)包括长连杆(2-1)、第一电机(2-2)、第一滑块(2-3)、丝杠(2-4)和第二电机(2-5)，所述第二电机(2-5)安装在壳体(3)上，所述丝杠(2-4)与第二电机(2-5)输入端连接，所述滑块(2-3)安装在丝杠(2-4)上，所述第一电机(2-2)固定在滑块(2-3)上，所述长连杆(2-1)另一端与第一电机(2-2)连接；

所述爬壁装置(4)包括第一连杆(4-1)、第一空心滑块(4-2)、第二空心滑块(4-3)、第二连杆(4-4)、摇杆(4-5)、第三连杆(4-6)、第一气动装置(4-7)、第一吸盘(4-8)和第四连杆(4-9)，所述第一连杆(4-1)一端与第二空心滑块(4-3)连接，所述第一空心滑块(4-2)可移动安装在第一连杆(4-1)上，所述第一空心滑块(4-2)安装在壳体(3)上；所述第二空心滑块(4-3)可移动安装在第三连杆(4-6)上，所述第三连杆(4-6)一端与第二连杆(4-4)一端铰接，所述第三连杆(4-6)另一端安装第一气动装置(4-7)，所述第一气动装置(4-7)下端安装第一吸盘(4-8)；所述第二连杆(4-4)另一端与摇杆(4-5)铰接，所述摇杆(4-5)与驱动装置(5)连接；所述第二连杆(4-4)中间与第四连杆(4-9)一端铰接，所述第四连杆(4-9)另一端与壳体(3)铰接。

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