CN114987393A - 一种列车外皮擦洗机器人及擦洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车外皮擦洗机器人及擦洗方法。包括无人车、喷淋机构、第一升降机构、第二升降机构、底部滚刷机构、中部端刷机构、顶部滚刷机构、第一避障调节机构、第二避障调节机构，底部滚刷机构通过第一安装架安装于第一升降机构顶部，第一驱动机构的输出端与底部滚刷机构连接；第一避障调节机构安装于第一安装架上；第二升降机构安装于第一升降机构顶部，中部端刷机构通过第二安装架安装于第二升降机构的顶部，第二驱动机构的输出端与中部端刷机构连接；顶部滚刷机构通过第二避障调节机构安装于第二安装架的顶部；第三驱动机构的输出端与顶部滚刷机构连接。本发明能够适应不同高度和不同外形的列车，还能实现收纳、避障的功能。

Description

一种列车外皮擦洗机器人及擦洗方法

技术领域

本发明涉及列车清洗技术领域，更具体地，涉及一种列车外皮擦洗机器人及擦洗方法。

背景技术

随着动车高铁等技术的飞速发展，列车的对于国家交通运输愈加重要，对列车外表面的清洁维护愈加频繁，而对这一类型的作业，其作业频繁，工作量大，由于运行列车数量众多，且不间断的使用，无论从列车寿命还是美观程度，都需要有列车外皮清洁工作，在这一作业领域需要花费众多人力进行列车外皮的清洁擦洗作业，其人力成本巨大，对于现有技术而言，有用于替代人力的相关列车清洗装置，但目前的列车清洗设备仍存在一定的不足，如采用驾驶移动小车，并通过侧面布置擦洗装置进行擦洗，其具有一定的收纳性，但其对于列车外皮轮廓的拟合程度不高，进而对列车顶部与底部的擦洗效果很差，同时在一些具有列车外皮凸起与外加显示屏部分很难进行主动避障。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种列车外皮擦洗机器人及擦洗方法，适应性强，能够实现避障，有效防止了对列车外表面的损伤；有效提高了擦洗效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种列车外皮擦洗机器人，包括无人车、喷淋机构、第一升降机构、第二升降机构、底部滚刷机构、中部端刷机构、顶部滚刷机构、第一避障调节机构、第二避障调节机构、第一驱动机构、第二驱动机构以及第三驱动机构；所述的第一升降机构、喷淋机构安装于无人车上，所述的底部滚刷机构通过第一安装架安装于第一升降机构顶部，所述的底部滚刷机构与第一安装架转动连接，所述的第一驱动机构的输出端与底部滚刷机构连接，驱动所述的底部滚刷机构转动；所述的第一避障调节机构安装于第一安装架上，用于调节底部滚刷机构的倾斜角度；所述的第二升降机构安装于第一升降机构顶部，所述的中部端刷机构通过第二安装架安装于第二升降机构的顶部，所述的中部端刷机构与第二安装架转动连接，所述的第二驱动机构的输出端与中部端刷机构连接，用于驱动中部端刷机构转动；所述的顶部滚刷机构通过第二避障调节机构安装于第二安装架的顶部，通过第二避障调节机构调节顶部滚刷机构的倾斜角度；所述的第三驱动机构的输出端与顶部滚刷机构连接，用于驱动顶部滚刷机构转动。在本发明中，将列车外表面自下而上分为至少三个区域，底部区域、中部区域和顶部区域，底部滚刷机构、中部端刷机构、顶部滚刷机构分别对应底部区域、中部区域和顶部区域的擦洗；通过第一升降机构、第二升降机构，可以适应不同高度的列车；通过第一避障调节机构、第二避障调节机构对底部滚刷机构和顶部滚刷机构的倾斜角度的调节，可以对不同型号的列车外轮廓进行适应，同时，在清洗过程中，当遇到列车外表面有凸起中，也可以通过第一避障调节机构和第二避障调节机构实现避障功能，另一方面，第一避障调节机构和第二避障调节机构，还能起到对底部滚刷机构和顶部滚刷机构的收纳功能；在对列车外表面进行清洗时，通过喷淋机构对列车外表面进行喷水，实现对列车外表面的喷洗，通过底部滚刷机构、中部滚刷机构和顶部滚刷机构实现对列车外表面的擦洗；在擦洗过程中，一方面可以通过控制无人车沿着列车长度方向移动，实现对整个列车外表面的清洗；或者也可以固定无人车不动，列车缓慢移动，以实现对整个列车外表面的清洗。本发明提供的列车外皮擦洗机器人，不仅能够适应不同高度、不同型号的外轮廓的列车，而且还能够实现避障，适应性强，也有效防止了对列车外表面的损伤，即提高了工作效率，也保证了安全性；另外，通过第一升降机构、第二升降机构、第一避障调节机构和第二避障调节机构，还能实现对整个装置的收纳，便于存放。

在本发明中，通过设定列车外皮轮廓分区，进行擦洗模块即底部滚刷机构、中部端刷机构和顶部滚刷机构的布置，不同擦洗方式混用，并通过避障机构与升降机构进行轮廓拟合调节，从而达到粗轮廓定位，再通过毛刷与列车表面接触实现柔性接触擦洗，使得擦洗作业过程中，擦洗模块与列车外皮接触充分，受力均匀，有利于提高擦洗效果，对于现有技术而言，其对列车外轮廓拟合机构欠缺，在擦洗过程中列车顶部与底部外皮擦洗效果很差，本发明布置了喷淋机构，进行预先喷淋，提高了擦洗效果，本发明可以通过避障机构与升降机构进行整个装置的收纳，从而节省机器人非作业状态的占用空间，解决列车外皮主动避障问题。

在其中一个实施例中，所述的第一安装架包括第一固定架和第一活动架，所述的第一固定架固定于第一升降机构的顶部，所述的第一活动架的顶部与第一固定架的顶部铰接，所述的底部滚刷机构转动安装于第一活动架上，所述的第一驱动机构安装于第一活动架上；所述的第一避障调节机构的一端固定于第一固定架上，另一端固定于第一活动架的底部一侧，通过调节第一避障调节机构，调节第一活动架与第一固定架之间的角度。第一避障调节机构在对底部滚刷机构进行安装角度调节时，第一避障调节机构驱动第一活动架的一端移动，第一活动架的顶部一端绕着第一固定架转动，从而实现底部滚刷机构倾斜角度的调节。

在其中一个实施例中，所述的第一避障调节机构包括电缸和可折叠连接件；所述的电缸的活动端与第一活动架连接，另一端与第一固定架连接；所述的可折叠连接件的一端与第一活动架连接，另一端与第一固定架连接。电缸起到驱动第一活动架转动的功能，实现角度的调节；可折叠连接件可以进一步加强转动过程中的稳定性。

在其中一个实施例中，所述的第一活动架包括上固定板、下固定板和支撑柱，所述的支撑柱的一端与上固定板连接，另一端与下固定板连接；所述的底部滚刷机构包括底部滚刷和底部转轴，所述的底部滚刷套设于底部转轴上，与底部转轴固定连接；所述的底部转轴的一端与上固定板转动连接，另一端与下固定板转动连接，所述的第一驱动机构安装于上固定板上，第一驱动机构的输出端与底部转轴连接；所述的电缸的活动端以及可折叠连接件的一端均与支撑柱连接。底部转轴的一端与上固定板转动连接，另一端与下固定板转动连接，第一驱动机构驱动底部转轴转动，从而带动底部滚刷转动，实现对列车外皮的擦洗。

在其中一个实施例中，所述的中部端刷机构设有多个，每一个中部端刷机构均与一个第二驱动机构连接；多个中部端刷机构自第二安装架的底部一端至顶部一端依次排列；所述的中部端刷机构包括端刷、中部转轴；所述的端刷套设于中部转轴上，所述的中部转轴的一端与第二安装架转动连接，所述的第二驱动机构安装于第二安装架上，第二驱动机构的输出端与中部转轴连接。中部转轴的一端与第二安装架转动连接，第二驱动机构与中部转轴连接，驱动第二转轴转动，从而带动中部端刷转动。

在其中一个实施例中，所述的顶部滚刷机构包括顶部滚刷和顶部转轴，所述的顶部滚刷套设于顶部转轴上；所述的第二避障调节机构包括第四驱动机构、盘式行星减速器、顶部机架以及摆转机架；所述的顶部机架固定安装于第二安装架上，所述的第四驱动机构的输出端与盘式行星减速器的输入端连接，所述的盘式行星减速器的输出端与摆转机架固定连接；所述的盘式行星减速器转动安装于顶部机架上；所述的第三驱动机构安装于摆转机架上，所述的顶部转轴的一端与顶部滚刷连接，另一端与摆转机架转动连接，所述的第三驱动机构的输出端与顶部转轴连接。顶部转轴的一端与摆转机架转动连接，第三驱动机构安装在摆转机架上，与顶部转轴连接，驱动顶部转轴转动，从而带动顶部滚刷滚动；第四驱动机构通过盘式行星减速器与摆转机架连接，第四驱动机构带动摆转机构实现摆动；摆动的方向是靠近列车或远离列车的方向，从而实现主动避障功能。

在其中一个实施例中，还包括用于盛装清洁剂的清洁箱、第一水泵、第二水泵以及第三水泵；所述的底部转轴、中部转轴以及顶部转轴均为中空结构，且所述的底部转轴、中部转轴以及顶部转轴的侧壁上间隔设有多个通孔；所述的底部转轴、中部转轴以及顶部转轴的一端端部封堵，另一端分别连通有第一转接头、第二转接头和第三转接头，所述的第一转接头通过第一清洁管连接第一水泵的输出端，第一水泵的输入端与清洁箱连通；所述的第二转接头通过第二清洁管连接第二水泵的输出端，第二水泵的输入端与清洁箱连通；所述的第三转接头通过第三清洁管连接第三水泵的输出端，第三水泵的输入端与清洁箱连通。清洁箱通过第一水泵、第二水泵以及第三水泵分别连通底部转轴、中部转轴以及顶部转轴，将清洁箱中的清洁剂喷入底部转轴、中部转轴和顶部转轴内，而这三个转轴的侧壁上又都设有通孔，通过通孔在喷入到底部滚刷、中部端刷和顶部滚刷上，这样，在擦洗的过程中，通过喷洒清洁剂，使得清洗效果更好。

在其中一个实施例中，所述的喷淋机构包括水箱、可折叠喷淋管、第四水泵、以及喷头；所述的水箱安装于无人车上，所述的可折叠喷淋管竖向固定于无人车上，沿着可折叠喷淋管的长度方向间隔安装有多个喷头，所述的可折叠喷淋管的输入端与第四水泵的输出端连通，第四水泵的输入端与水箱连通；所述的无人车包括车体、用于控制车体自动驾驶的控制器以及用于给车体供电的电池模块；所述的无人车一侧的前后两端分别安装有第一激光传感器和第二激光传感器，且所述的第一激光传感器、第二激光传感器与底部滚刷机构、中部端刷机构以及顶部滚刷机构位于同一侧；所述的第一激光传感器、第二激光传感器均与控制器通信连接。第四水泵将水箱中的水加压后，喷入可折叠喷淋管中，加压后的水通过喷头喷向列车。另外，通过第一激光传感器和第二激光传感器可以实时监测无人车与列车之间的间距，避免靠的太近与列车之间发生碰撞，或离的太远，影响擦洗和喷洗的效果。

在其中一个实施例中，多个中部端刷机构、底部滚刷机构以及顶部滚刷机构均设于无人车的同一侧，且多个中部端刷机构呈蛇形排列；当无人车沿着列车长度方向移动时，相邻的两个中部端刷机构的刷扫区域设有重叠区域，位于第二安装架最底部的中部端刷机构与底部滚刷机构的刷扫区域设有重叠区域，位于第二安装架最顶部的中部端刷机构与顶部滚刷机构的刷扫区域设有重叠区域。在清洗过程中，底部滚刷机构与中部端刷机构之间、以及多个中部端刷机构之间、中部端刷与顶部滚刷机构之间设置重叠区域，这样可以避免在清洗过程中，部分区域清洗不到位的问题。

在其中一个实施例中，本发明还提供一种列车外皮擦洗方法，使用以上所述的擦洗机器人，具体包括以下步骤：

控制无人车移动，将无人车移动至列车旁，启动第一升降机构和第二升降机构，使底部滚刷机构、中部端刷机构以及顶部滚刷机构分别升高至合适的高度；将列车侧立面外皮自下而上划分为三个区域：底部区域、中部区域和顶部区域；底部滚刷机构负责刷扫底部区域；中部端刷机构负责刷扫中部区域；顶部滚刷机构负责刷扫顶部区域；

启动第一避障调节机构和第二避障调节机构，调节底部滚刷机构和顶部滚刷机构的倾斜角度，使得底部滚刷机构、顶部滚刷机构的倾斜角度刚好适应列车底部和底部的弧面；

控制无人车移动，直至顶部滚刷机构、中部端刷机构以及顶部滚刷机构与列车外皮接触，保证有效的擦洗接触面积；

启动喷淋机构，通过喷淋机构向列车外皮喷水，对列车外皮进行喷洗；

分别启动第一驱动机构、第二驱动机构以及第三驱动机构，通过第一驱动机构驱动底部滚刷机构转动，通过第二驱动机构驱动中部端刷机构转动，通过第三驱动机构驱动顶部滚刷机构转动，对列车外皮进行擦洗；

在喷洗和擦洗的过程中，控制无人车沿着列车长度方向移动，或者无人车静止，列车缓慢前行，实现对整个列车外皮的喷洗和擦洗；

当遇到列车外皮有凸起时，通过调节第一避障调节机构和第二避障调节机构，调整底部滚刷机构和顶部滚刷机构的倾斜角度，以适应列车外表面轮廓；

当作业完成后，关闭第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构以及喷淋机构；调节第一避障调节机构和第二避障调节机构，将底部滚刷机构和顶部滚刷机构收纳；启动第一升降机构和第二升降机构，使第一升降机构和第二升降机构折叠。

与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种列车外皮擦洗机器人及擦洗方法，设置底部滚刷机构、中部端刷机构以及顶部滚刷机构，对列车侧面外皮分区域清洗，通过第一升降机构、第二升降机构配合第一避障调节机构和第二避障调节机构，实现对列车外轮廓的仿形，使得每个清洗区域在清洗过程中更加贴合列车外表面，进一步提高的清洗效果；而且，还能够适应不同高度和不同外形的列车，适应性高；通过第一避障调节机构和第二避障调节机构，还能实现在清洗过程中主动避障的功能，避免了对列车外皮的损伤；同时还能够实现收纳功能。

附图说明

图1是本发明工作状态示意图。

图2是本发明收纳状态第一视角结构示意图。

图3是本发明收纳状态第二视角结构示意图。

图4是本发明刷扫区域分区示意图。

图5是本发明底部滚刷机构、中部端刷机构以及顶部滚刷机构第一视角安装示意图。

图6是本发明底部滚刷机构、中部端刷机构以及顶部滚刷机构第二视角安装示意图。

图7是本发明底部滚刷机构第一视角安装示意图。

图8是本发明底部滚刷机构第二视角安装示意图。

图9是本发明顶部滚刷机构与第二避障调节机构第一视角连接示意图。

图10是本发明顶部滚刷机构与第二避障调节机构第二视角连接示意图。

图11是本发明中部端刷机构安装示意图。

图12是本发明中部端刷机构结构示意图。

图13是本发明多个中部端刷机构安装示意图。

图14是本发明中喷淋机构的结构示意图。

附图标记：1、无人车；2、喷淋机构；21、水箱；22、可折叠喷淋管；23、喷头；3、第一升降机构；4、第二升降机构；5、底部滚刷机构；51、底部滚刷； 52、底部转轴；6、中部端刷机构；61、端刷；62、中部转轴；7、顶部滚刷机构； 71、顶部滚刷；72、顶部转轴；8、第一驱动机构；9、第二驱动机构；10、第三驱动机构；11、第一避障调节机构；111、电缸；112、可折叠连接件；12、第二避障调节机构；121、第四驱动机构；122、盘式行星减速器；123、顶部机架； 124、摆转机架；13、第一安装架；131、第一活动架；1311、上固定板；1312、下固定板；1313、支撑柱；132、第一固定架；14、第二安装架；15、清洁箱； 16、第一转接头；17、第二转接头；18、第三转接头；19、列车；191、底部区域；192、中部区域；193、顶部区域；20、重叠区域。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合具体实施方式对本发明作在其中一个实施例中说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

实施例1：

如图1至图6所示，一种列车19外皮擦洗机器人，包括无人车1、喷淋机构2、第一升降机构3、第二升降机构4、底部滚刷机构5、中部端刷机构6、顶部滚刷机构7、第一避障调节机构11、第二避障调节机构12、第一驱动机构8、第二驱动机构9以及第三驱动机构10；第一升降机构3、喷淋机构2安装于无人车1上，底部滚刷机构5通过第一安装架13安装于第一升降机构3顶部，底部滚刷机构5与第一安装架13转动连接，第一驱动机构8的输出端与底部滚刷机构5连接，驱动底部滚刷机构5转动；第一避障调节机构11安装于第一安装架 13上，用于调节底部滚刷机构5的倾斜角度；第二升降机构4安装于第一升降机构3顶部，中部端刷机构6通过第二安装架14安装于第二升降机构4的顶部，中部端刷机构6与第二安装架14转动连接，第二驱动机构9的输出端与中部端刷机构6连接，用于驱动中部端刷机构6转动；顶部滚刷机构7通过第二避障调节机构12安装于第二安装架14的顶部，通过第二避障调节机构12调节顶部滚刷机构7的倾斜角度；第三驱动机构10的输出端与顶部滚刷机构7连接，用于驱动顶部滚刷机构7转动。在本发明中，将列车19外表面自下而上分为至少三个区域，底部区域191、中部区域192和顶部区域193，底部滚刷机构5、中部端刷机构6、顶部滚刷机构7分别对应底部区域191、中部区域192和顶部区域 193的擦洗；通过第一升降机构3、第二升降机构4，可以适应不同高度的列车 19；通过第一避障调节机构11、第二避障调节机构12对底部滚刷机构5和顶部滚刷机构7的倾斜角度的调节，可以对不同型号的列车19外轮廓进行适应，同时，在清洗过程中，当遇到列车19外表面有凸起中，也可以通过第一避障调节机构11和第二避障调节机构12实现避障功能，另一方面，第一避障调节机构11和第二避障调节机构12，还能起到对底部滚刷机构5和顶部滚刷机构7的收纳功能；在对列车19外表面进行清洗时，通过喷淋机构2对列车19外表面进行喷水，实现对列车19外表面的喷洗，通过底部滚刷机构5、中部滚刷机构和顶部滚刷机构7实现对列车19外表面的擦洗；在擦洗过程中，一方面可以通过控制无人车1沿着列车19长度方向移动，实现对整个列车19外表面的清洗；或者也可以固定无人车1不动，列车19缓慢移动，以实现对整个列车19外表面的清洗。本发明提供的列车19外皮擦洗机器人，不仅能够适应不同高度、不同型号的外轮廓的列车19，而且还能够实现避障，适应性强，也有效防止了对列车19 外表面的损伤，即提高了工作效率，也保证了安全性；另外，通过第一升降机构 3、第二升降机构4、第一避障调节机构11和第二避障调节机构12，还能实现对整个装置的收纳，便于存放。

其中，如图7和图8所示，第一安装架13包括第一固定架132和第一活动架131，第一固定架132固定于第一升降机构3的顶部，第一活动架131的顶部与第一固定架132的顶部铰接，底部滚刷机构5转动安装于第一活动架131上，第一驱动机构8安装于第一活动架131上；第一避障调节机构11的一端固定于第一固定架132上，另一端固定于第一活动架131的底部一侧，通过调节第一避障调节机构11，调节第一活动架131与第一固定架132之间的角度。第一避障调节机构11在对底部滚刷机构5进行安装角度调节时，第一避障调节机构11驱动第一活动架131的一端移动，第一活动架131的顶部一端绕着第一固定架132 转动，从而实现底部滚刷机构5倾斜角度的调节。

另外，如图7和图8所示，第一避障调节机构11包括电缸111和可折叠连接件112；电缸111的活动端与第一活动架131连接，另一端与第一固定架132 连接；可折叠连接件112的一端与第一活动架131连接，另一端与第一固定架 132连接。电缸111起到驱动第一活动架131转动的功能，实现角度的调节；可折叠连接件112可以进一步加强转动过程中的稳定性。

如图8所示，第一活动架131包括上固定板1311、下固定板1312和支撑柱 1313，支撑柱1313的一端与上固定板1311连接，另一端与下固定板1312连接；底部滚刷机构5包括底部滚刷51和底部转轴52，底部滚刷51套设于底部转轴52上，与底部转轴52固定连接；底部转轴52的一端与上固定板1311转动连接，另一端与下固定板1312转动连接，第一驱动机构8安装于上固定板1311上，第一驱动机构8的输出端与底部转轴52连接；电缸111的活动端以及可折叠连接件112的一端均与支撑柱1313连接。底部转轴52的一端与上固定板1311转动连接，另一端与下固定板1312转动连接，第一驱动机构8驱动底部转轴52转动，从而带动底部滚刷51转动，实现对列车19外皮的擦洗。

另外，如图11和图12所示，中部端刷机构6设有多个，每一个中部端刷机构6均与一个第二驱动机构9连接；多个中部端刷机构6自第二安装架14的底部一端至顶部一端依次排列；中部端刷机构6包括端刷61、中部转轴62；端刷 61套设于中部转轴62上，中部转轴62的一端与第二安装架14转动连接，第二驱动机构9安装于第二安装架14上，第二驱动机构9的输出端与中部转轴62 连接。中部转轴62的一端与第二安装架14转动连接，第二驱动机构9与中部转轴62连接，驱动第二转轴转动，从而带动中部端刷61转动。

其中，如图9和图10所示，顶部滚刷机构7包括顶部滚刷71和顶部转轴 72，顶部滚刷71套设于顶部转轴72上；第二避障调节机构12包括第四驱动机构121、盘式行星减速器122、顶部机架123以及摆转机架124；顶部机架123 固定安装于第二安装架14上，第四驱动机构121的输出端与盘式行星减速器122 的输入端连接，盘式行星减速器122的输出端与摆转机架124固定连接；盘式行星减速器122转动安装于顶部机架123上；第三驱动机构10安装于摆转机架124 上，顶部转轴72的一端与顶部滚刷71连接，另一端与摆转机架124转动连接，第三驱动机构10的输出端与顶部转轴72连接。顶部转轴72的一端与摆转机架 124转动连接，第三驱动机构10安装在摆转机架124上，与顶部转轴72连接，驱动顶部转轴72转动，从而带动顶部滚刷71滚动；第四驱动机构121通过盘式行星减速器122与摆转机架124连接，第四驱动机构121带动摆转机构实现摆动；摆动的方向是靠近列车19或远离列车19的方向，从而实现主动避障功能。

如图14所示，喷淋机构2包括水箱21、可折叠喷淋管22、第四水泵、以及喷头23；水箱21安装于无人车1上，可折叠喷淋管22竖向固定于无人车1上，沿着可折叠喷淋管22的长度方向间隔安装有多个喷头23，可折叠喷淋管22的输入端与第四水泵的输出端连通，第四水泵的输入端与水箱21连通；无人车1 包括车体、用于控制车体自动驾驶的控制器以及用于给车体供电的电池模块；无人车1一侧的前后两端分别安装有第一激光传感器和第二激光传感器，且第一激光传感器、第二激光传感器与底部滚刷机构5、中部端刷机构6以及顶部滚刷机构7位于同一侧；第一激光传感器、第二激光传感器均与控制器通信连接。第四水泵将水箱21中的水加压后，喷入可折叠喷淋管22中，加压后的水通过喷头 23喷向列车19。另外，通过第一激光传感器和第二激光传感器可以实时监测无人车1与列车19之间的间距，避免靠的太近与列车19之间发生碰撞，或离的太远，影响擦洗和喷洗的效果。

其中，如图4和图13所示，多个中部端刷机构6、底部滚刷机构5以及顶部滚刷机构7均设于无人车1的同一侧，且多个中部端刷机构6呈蛇形排列；当无人车1沿着列车19长度方向移动时，相邻的两个中部端刷机构6的刷扫区域设有重叠区域20，位于第二安装架14最底部的中部端刷机构6与底部滚刷机构 5的刷扫区域设有重叠区域20，位于第二安装架14最顶部的中部端刷机构6与顶部滚刷机构7的刷扫区域设有重叠区域20。在清洗过程中，底部滚刷机构5 与中部端刷机构6之间、以及多个中部端刷机构6之间、中部端刷61与顶部滚刷机构7之间设置重叠区域20，这样可以避免在清洗过程中，部分区域清洗不到位的问题。

实施例2

本实施例其他结构与实施例1相同，不同的是，还包括用于盛装清洁剂的清洁箱15、第一水泵、第二水泵以及第三水泵；底部转轴52、中部转轴62以及顶部转轴72均为中空结构，且底部转轴52、中部转轴62以及顶部转轴72的侧壁上间隔设有多个通孔；底部转轴52、中部转轴62以及顶部转轴72的一端端部封堵，另一端分别连通有第一转接头16、第二转接头17和第三转接头18，第一转接头16通过第一清洁管连接第一水泵的输出端，第一水泵的输入端与清洁箱 15连通；第二转接头17通过第二清洁管连接第二水泵的输出端，第二水泵的输入端与清洁箱15连通；第三转接头18通过第三清洁管连接第三水泵的输出端，第三水泵的输入端与清洁箱15连通。清洁箱15通过第一水泵、第二水泵以及第三水泵分别连通底部转轴52、中部转轴62以及顶部转轴72，将清洁箱15中的清洁剂喷入底部转轴52、中部转轴62和顶部转轴72内，而这三个转轴的侧壁上又都设有通孔，通过通孔在喷入到底部滚刷51、中部端刷61和顶部滚刷71 上，这样，在擦洗的过程中，通过喷洒清洁剂，使得清洗效果更好。

实施例3

本实施例提供一种列车19外皮擦洗方法，使用实施例1擦洗机器人，具体包括以下步骤：

控制无人车1移动，将无人车1移动至列车19旁，启动第一升降机构3和第二升降机构4，使底部滚刷机构5、中部端刷机构6以及顶部滚刷机构7分别升高至合适的高度；将列车侧立面外皮自下而上划分为三个区域：底部区域191、中部区域192和顶部区域193；底部滚刷机构5负责刷扫底部区域191；中部端刷机构6负责刷扫中部区域192；顶部滚刷机构7负责刷扫顶部区域193；

启动第一避障调节机构11和第二避障调节机构12，调节底部滚刷机构5和顶部滚刷机构7的倾斜角度，使得底部滚刷机构5、顶部滚刷机构7的倾斜角度刚好适应列车19底部和底部的弧面；

控制无人车1移动，直至顶部滚刷机构7、中部端刷机构6以及顶部滚刷机构7与列车19外皮接触，保证有效的擦洗接触面积；

启动喷淋机构2，通过喷淋机构2向列车19外皮喷水，对列车19外皮进行喷洗；

分别启动第一驱动机构8、第二驱动机构9以及第三驱动机构10，通过第一驱动机构8驱动底部滚刷机构5转动，通过第二驱动机构9驱动中部端刷机构6 转动，通过第三驱动机构10驱动顶部滚刷机构7转动，对列车19外皮进行擦洗；

在喷洗和擦洗的过程中，控制无人车1沿着列车19长度方向移动，或者无人车1静止，列车19缓慢前行，实现对整个列车19外皮的喷洗和擦洗；

当遇到列车19外皮有凸起时，通过调节第一避障调节机构11和第二避障调节机构12，调整底部滚刷机构5和顶部滚刷机构7的倾斜角度，以适应列车19 外表面轮廓；

当作业完成后，关闭第一驱动机构8、第二驱动机构9、第三驱动机构10 以及喷淋机构2；调节第一避障调节机构11和第二避障调节机构12，将底部滚刷机构5和顶部滚刷机构7收纳；启动第一升降机构3和第二升降机构4，使第一升降机构3和第二升降机构4折叠。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种列车外皮擦洗机器人，其特征在于，包括无人车(1)、喷淋机构(2)、第一升降机构(3)、第二升降机构(4)、底部滚刷机构(5)、中部端刷机构(6)、顶部滚刷机构(7)、第一驱动机构(8)、第二驱动机构(9)、第三驱动机构(10)、第一避障调节机构(11)以及第二避障调节机构(12)、；所述的第一升降机构(3)、喷淋机构(2)安装于无人车(1)上，所述的底部滚刷机构(5)通过第一安装架(13)安装于第一升降机构(3)顶部，所述的底部滚刷机构(5)与第一安装架(13)转动连接，所述的第一驱动机构(8)的输出端与底部滚刷机构(5)连接，驱动所述的底部滚刷机构(5)转动；所述的第一避障调节机构(11)安装于第一安装架(13)上，用于调节底部滚刷机构(5)的倾斜角度；所述的第二升降机构(4)安装于第一升降机构(3)顶部，所述的中部端刷机构(6)通过第二安装架(14)安装于第二升降机构(4)的顶部，所述的中部端刷机构(6)与第二安装架(14)转动连接，所述的第二驱动机构(9)的输出端与中部端刷机构(6)连接，用于驱动中部端刷机构(6)转动；所述的顶部滚刷机构(7)通过第二避障调节机构(12)安装于第二安装架(14)的顶部，通过第二避障调节机构(12)调节顶部滚刷机构(7)的倾斜角度；所述的第三驱动机构(10)的输出端与顶部滚刷机构(7)连接，用于驱动顶部滚刷机构(7)转动。

2.根据权利要求1所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，所述的第一安装架(13)包括第一固定架(132)和第一活动架(131)，所述的第一固定架(132)固定于第一升降机构(3)的顶部，所述的第一活动架(131)的顶部与第一固定架(132)的顶部铰接，所述的底部滚刷机构(5)转动安装于第一活动架(131)上，所述的第一驱动机构(8)安装于第一活动架(131)上；所述的第一避障调节机构(11)的一端固定于第一固定架(132)上，另一端固定于第一活动架(131)的底部一侧，通过调节第一避障调节机构(11)，调节第一活动架(131)与第一固定架(132)之间的角度。

3.根据权利要求2所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，所述的第一避障调节机构(11)包括电缸(111)和可折叠连接件(112)；所述的电缸(111)的活动端与第一活动架(131)连接，另一端与第一固定架(132)连接；所述的可折叠连接件(112)的一端与第一活动架(131)连接，另一端与第一固定架(132)连接。

4.根据权利要求3所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，所述的第一活动架(131)包括上固定板(1311)、下固定板(1312)和支撑柱(1313)，所述的支撑柱(1313)的一端与上固定板(1311)连接，另一端与下固定板(1312)连接；所述的底部滚刷机构(5)包括底部滚刷(51)和底部转轴(52)，所述的底部滚刷(51)套设于底部转轴(52)上，与底部转轴(52)固定连接；所述的底部转轴(52)的一端与上固定板(1311)转动连接，另一端与下固定板(1312)转动连接，所述的第一驱动机构(8)安装于上固定板(1311)上，第一驱动机构(8)的输出端与底部转轴(52)连接；所述的电缸(111)的活动端以及可折叠连接件(112)的一端均与支撑柱(1313)连接。

5.根据权利要求4所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，所述的中部端刷机构(6)设有多个，每一个中部端刷机构(6)均与一个第二驱动机构(9)连接；多个中部端刷机构(6)自第二安装架(14)的底部一端至顶部一端依次排列；所述的中部端刷机构(6)包括端刷(61)、中部转轴(62)；所述的端刷(61)套设于中部转轴(62)上，所述的中部转轴(62)的一端与第二安装架(14)转动连接，所述的第二驱动机构(9)安装于第二安装架(14)上，第二驱动机构(9)的输出端与中部转轴(62)连接。

6.根据权利要求5所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，所述的顶部滚刷机构(7)包括顶部滚刷(71)和顶部转轴(72)，所述的顶部滚刷(71)套设于顶部转轴(72)上；所述的第二避障调节机构(12)包括第四驱动机构(121)、盘式行星减速器(122)、顶部机架(123)以及摆转机架(124)；所述的顶部机架(123)固定安装于第二安装架(14)上，所述的第四驱动机构(121)的输出端与盘式行星减速器(122)的输入端连接，所述的盘式行星减速器(122)的输出端与摆转机架(124)固定连接；所述的盘式行星减速器(122)转动安装于顶部机架(123)上；所述的第三驱动机构(10)安装于摆转机架(124)上，所述的顶部转轴(72)的一端与顶部滚刷(71)连接，另一端与摆转机架(124)转动连接，所述的第三驱动机构(10)的输出端与顶部转轴(72)连接。

7.根据权利要求6所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，还包括用于盛装清洁剂的清洁箱(15)、第一水泵、第二水泵以及第三水泵；所述的底部转轴(52)、中部转轴(62)以及顶部转轴(72)均为中空结构，且所述的底部转轴(52)、中部转轴(62)以及顶部转轴(72)的侧壁上间隔设有多个通孔；所述的底部转轴(52)、中部转轴(62)以及顶部转轴(72)的一端端部封堵，另一端分别连通有第一转接头(16)、第二转接头(17)和第三转接头(18)，所述的第一转接头(16)通过第一清洁管连接第一水泵的输出端，第一水泵的输入端与清洁箱(15)连通；所述的第二转接头(17)通过第二清洁管连接第二水泵的输出端，第二水泵的输入端与清洁箱(15)连通；所述的第三转接头(18)通过第三清洁管连接第三水泵的输出端，第三水泵的输入端与清洁箱(15)连通。

8.根据权利要求1至7任一项所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，所述的喷淋机构(2)包括水箱(21)、可折叠喷淋管(22)、第四水泵、以及喷头(23)；所述的水箱(21)安装于无人车(1)上，所述的可折叠喷淋管(22)竖向固定于无人车(1)上，沿着可折叠喷淋管(22)的长度方向间隔安装有多个喷头(23)，所述的可折叠喷淋管(22)的输入端与第四水泵的输出端连通，第四水泵的输入端与水箱(21)连通；所述的无人车(1)包括车体、用于控制车体自动驾驶的控制器以及用于给车体供电的电池模块；所述的无人车(1)一侧的前后两端分别安装有第一激光传感器和第二激光传感器，且所述的第一激光传感器、第二激光传感器与底部滚刷机构(5)、中部端刷机构(6)以及顶部滚刷机构(7)位于同一侧；所述的第一激光传感器、第二激光传感器均与控制器通信连接。

9.根据权利要求8所述的列车外皮擦洗机器人，其特征在于，多个中部端刷机构(6)、底部滚刷机构(5)以及顶部滚刷机构(7)均设于无人车(1)的同一侧，且多个中部端刷机构(6)呈蛇形排列；当无人车(1)沿着列车(19)长度方向移动时，相邻的两个中部端刷机构(6)的刷扫区域设有重叠区域(20)，位于第二安装架(14)最底部的中部端刷机构(6)与底部滚刷机构(5)的刷扫区域设有重叠区域(20)，位于第二安装架(14)最顶部的中部端刷机构(6)与顶部滚刷机构(7)的刷扫区域设有重叠区域(20)。

10.一种列车外皮擦洗方法，其特征在于，使用权利要求1只9任一项所述的擦洗机器人，具体包括以下步骤：

控制无人车(1)移动，将无人车(1)移动至列车(19)旁，启动第一升降机构(3)和第二升降机构(4)，使底部滚刷机构(5)、中部端刷机构(6)以及顶部滚刷机构(7)分别升高至合适的高度；将列车侧立面外皮自下而上划分为三个区域：底部区域(191)、中部区域(192)和顶部区域(193)；底部滚刷机构(5)负责刷扫底部区域(191)；中部端刷机构(6)负责刷扫中部区域(192)；顶部滚刷机构(7)负责刷扫顶部区域(193)；

启动第一避障调节机构(11)和第二避障调节机构(12)，调节底部滚刷机构(5)和顶部滚刷机构(7)的倾斜角度，使得底部滚刷机构(5)、顶部滚刷机构(7)的倾斜角度刚好适应列车(19)底部和底部的弧面；

控制无人车(1)移动，直至顶部滚刷机构(7)、中部端刷机构(6)以及顶部滚刷机构(7)与列车(19)外皮接触，保证有效的擦洗接触面积；

启动喷淋机构(2)，通过喷淋机构(2)向列车(19)外皮喷水，对列车(19)外皮进行喷洗；

分别启动第一驱动机构(8)、第二驱动机构(9)以及第三驱动机构(10)，通过第一驱动机构(8)驱动底部滚刷机构(5)转动，通过第二驱动机构(9)驱动中部端刷机构(6)转动，通过第三驱动机构(10)驱动顶部滚刷机构(7)转动，对列车(19)外皮进行擦洗；

在喷洗和擦洗的过程中，控制无人车(1)沿着列车(19)长度方向移动，或者无人车(1)静止，列车(19)缓慢前行，实现对整个列车(19)外皮的喷洗和擦洗；

当遇到列车(19)外皮有凸起时，通过调节第一避障调节机构(11)和第二避障调节机构(12)，调整底部滚刷机构(5)和顶部滚刷机构(7)的倾斜角度，以适应列车(19)外表面轮廓；

当作业完成后，关闭第一驱动机构(8)、第二驱动机构(9)、第三驱动机构(10)以及喷淋机构(2)；调节第一避障调节机构(11)和第二避障调节机构(12)，将底部滚刷机构(5)和顶部滚刷机构(7)收纳；启动第一升降机构(3)和第二升降机构(4)，使第一升降机构(3)和第二升降机构(4)折叠。

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