CN115281556A - 基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及幕墙清理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，基板上设置有吸附机构和驱动机构，并利用摄像采集装置和移动控制机构的相互配合，可将装置移动到玻璃幕墙的待清洗位置，并对单独玻璃面板的中心点进行探测，使装置覆盖定位在玻璃面板的中心，同时能够不断扫描清洗工作边界，使驱动机构控制自适应伸缩清洗摆臂对特殊异形玻璃幕墙进行自适应全面清洗。
Description
技术领域：
本发明涉及幕墙清理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置。
背景技术：
现有的建筑物为了追求外形的美观以及建筑物内的采光，都会将建筑物的外墙利用玻璃幕墙来代替，玻璃幕墙是指支撑结构体系可相对于主题结构有一定的位移能力，不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构，玻璃幕墙作为一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征，但是玻璃幕墙在安装后，空气中的灰尘或杂质会积攒在玻璃幕墙上，需要后期经常对玻璃幕墙进行清理，保证玻璃幕墙的长期美观性。
玻璃幕墙分为明框玻璃幕墙和隐框玻璃幕墙，明框玻璃幕墙是金属框架构件显露在外表面的玻璃幕墙，明框玻璃幕墙是以特殊断面的铝合金型材为框架，将玻璃面板全嵌入型槽的凹槽内，利用铝合金型材本身兼有的骨架结构和固定玻璃的双重作用，实现稳固可靠的玻璃幕墙安装，明框玻璃幕墙由于更易满足施工技术水平要求，所以应用最广泛，工作性能也最可靠，现有玻璃幕墙的玻璃面板多是采用为矩形，但是部分建筑也会采用特殊异形的玻璃面板，如等腰梯形、不等腰梯形或平行四边形等形状的玻璃面板，提高玻璃幕墙的美观性，目前在对玻璃幕墙进行清洗都是利用人工采用吊绳的方式进行清洗，不仅对玻璃幕墙的清洗效率低下，费时费力，清洗效果也较差，同时危险系数较高，无法保障清洗工人的安全，虽然能够采用清洗设备对玻璃幕墙进行清洗，但是现有的清洗设备只能对矩形的玻璃幕墙进行清洗，对特殊异形的玻璃幕墙进行清洗时，由于特殊异形玻璃幕墙的玻璃面板并不是矩形，采用清洗设备对其进行清洗时会存在清洗不全面的情况，从而无法实现对特殊异形的玻璃幕墙全面清洗，影响到对整体玻璃幕墙的清洗效果，虽然现有的一些清洗设备通过安装机械臂进行清洗，但是机械臂造价成本高，价格昂贵，给企业带来较大的负担，并且机械臂工作时是通过多轴联动，易发生损耗，增加检修成本，使用具有一定的局限性，存在一定的缺陷，因此有必要研制一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置。
发明内容：
针对上述存在的缺陷和问题，本发明提供一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其目的一是利用摄像采集装置和移动控制机构的相互配合，可将装置移动到玻璃幕墙的待清洗位置，并对单独玻璃面板的中心点进行探测，使装置覆盖定位在玻璃面板的中心，同时能够不断扫描清洗工作边界，使驱动机构控制自适应伸缩清洗摆臂对特殊异形玻璃幕墙进行自适应全面清洗，通过吸附机构能够将整体装置吸附固定在玻璃幕墙上；其目的二是在玻璃幕墙上有障碍或玻璃幕墙为斜面的情况，通过位移机构能够使装置进行位移适配，对玻璃幕墙进行清洗，其目的三是在玻璃幕墙为弧面的情况下，通过导向行走自控机构能够对装置进行导向控制，使装置持续沿弧面形玻璃幕墙进行清理。
本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，包括基座，还包括移动控制机构、吸附机构和驱动机构，基座上方设有储水箱，并在基座下方布置有摄像采集装置，所述吸附机构包括均布设置在基座下方的控制推杆，且控制推杆的输出端连接有吸盘，各个吸盘通过气路与基座上方的抽气泵连接；所述驱动机构包括匹配套装在基座中心的管轴，管轴的外端延伸至储水箱内并与其连通，管轴的内端延伸至基座下方又固定套装有从动轮，并在从动轮的前侧设有圆板，圆板固定套装在管轴上，在基座下方设置有用以驱动管轴转动的减速电机，减速电机输出端的主动轮与从动轮啮合，第一铰接座铰接在管轴的内端头，自适应伸缩清洗摆臂的内端铰接在第一铰接座内，并在自适应伸缩清洗摆臂的内端外侧设有伸缩控制件，伸缩控制件的输出端与自适应伸缩清洗摆臂控制连接，且自适应伸缩清洗摆臂的外端外侧设有清洗块，清洗块通过第二铰接座与自适应伸缩清洗摆臂铰接，清洗块通过输水管与管轴密封连通，并在圆板与自适应伸缩清洗摆臂之间设有顶簧。
进一步的，所述移动控制机构包括提升卷扬机，提升卷扬机的收卷绳与基座顶部连接，用以控制基座的升降移动，且储水箱通过进水管与外部水源连接，提升卷扬机与外部处理器控制连接，同时摄像采集装置、吸附机构、驱动机构和伸缩控制件均与处理器控制连接。
进一步的，在基座顶部两侧竖向贯穿有固绳孔，所述收卷绳穿过固绳孔又固定有卡头。
进一步的，自适应伸缩清洗摆臂为剪叉结构，在第一铰接座内对称设置有竖杆，自适应伸缩清洗摆臂的内端侧对应铰接在第一铰接座内的竖杆上。
进一步的，伸缩控制件为伸缩电推杆，在剪叉结构的自适应伸缩清洗摆臂的中心铰接处设有立杆，伸缩电推杆的输出端与立杆连接，伸缩电推杆带动立杆能够控制自适应伸缩清洗摆臂展开或回缩。
进一步的，所述控制推杆呈十字形均布在基座下方，且摄像采集装置设置在控制推杆的内侧。
进一步的，所述清洗块包括注水腔和擦拭部，注水腔与擦拭部之间设置隔板，隔板上均匀开设有多个通孔，且输水管的输出端与清洗块的注水腔密封连通，输水管的输入端与管轴密封连通。
进一步的，还在储水箱上设置有清洗液箱。
进一步的，还包括用以实现基座位移适配的位移机构。
进一步的，还包括使基座适配弧面玻璃幕墙行走清理的行走自控机构。
本发明的有益效果：本发明结构独特，基座下方均布有控制推杆，控制推杆的输出端连接有吸盘，各个吸盘通过气路与基座上方的抽气泵连接，控制推杆能够伸缩控制吸盘，对玻璃幕墙进行吸附，进而将基座整体固定在玻璃幕墙上，同时在基座下方均布有多个摄像采集装置，通过摄像采集装置和处理器的配合，能够对单独玻璃面板的中心点进行探测，并将基座整体覆盖定位在玻璃面板的中心，同时能够不断扫描清洗工作边界，基座的中心转动套装有管轴，管轴为内部中空结构，管轴的外端与储水箱连通，储水箱内的水能够进入到管轴内，管轴的内端又固定套装有从动轮和圆板，通过减速电机能够使主动轮转动啮合带动从动轮，进而使管轴转动；自适应伸缩清洗摆臂通过第一铰接座铰接在管轴内端头，自适应伸缩清洗摆臂的内端外侧设有伸缩电推杆，伸缩电推杆与自适应伸缩清洗摆臂控制连接，伸缩电推杆推拉带动立杆能够控制自适应伸缩清洗摆臂展开或回缩，在自适应伸缩清洗摆臂的外端外侧设有清洗块，自适应伸缩清洗摆臂与圆板之间设有顶簧，顶簧能够对自适应伸缩清洗摆臂进行顶压，将自适应伸缩清洗摆臂上的清洗块与玻璃幕墙贴紧清洗，利用摄像采集装置和移动控制机构的相互配合，可将装置移动到玻璃幕墙的待清洗位置，并对单独玻璃面板的中心点进行探测，使装置覆盖定位在玻璃面板的中心，同时能够不断扫描清洗工作边界，使驱动机构控制自适应伸缩清洗摆臂对特殊异形玻璃幕墙进行自适应全面清洗。
附图说明
图1为本发明结构示意图之一。
图2为本发明结构示意图之二。
图3为本发明结构示意图之三。
图4为本发明的上视图。
图5为本发明的仰视图。
图6为本发明的侧向剖视图。
图7为本发明的驱动机构示意图之一。
图8为本发明的驱动机构示意图之二。
图9为本发明的另一种结构示意图之一。
图10为本发明的另一种结构示意图之二。
图11为本发明的控制流程图。
图中：1-基座，101-储水箱，102-清洗液箱，103-固绳孔，105-进水管，2-摄像采集装置，3-移动控制机构，301-提升卷扬机，302-卡头，303-线路，304-收卷绳，4-吸附机构，401-抽气泵，402-控制推杆，403-吸盘，5-驱动机构，501-管轴，502-减速电机，503-主动轮，504-从动轮，505-圆板，506-顶簧，507-第一铰接座，508-竖杆，509-伸缩电推杆，510-第二铰接座，511-清洗块，511a-注水腔，511b-擦拭部，512-输水管，6-自适应伸缩清洗摆臂，7-立杆，8-位移机构，801-固板，802-位移推杆，9-行走自控机构，901-外固架，902-轨道架，903-轨道，904-行走架，905-行走轮，906-悬臂，907-主筒，908-支杆，909-触压辊，910-导绳轮，911-推板，912-自控推杆，913-压力传感器。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1，现有玻璃幕墙的玻璃面板多是采用为矩形，但是部分建筑也会采用特殊异形的玻璃面板，如等腰梯形、不等腰梯形或平行四边形等形状的玻璃面板，提高玻璃幕墙的美观性，目前在对玻璃幕墙进行清洗都是利用人工采用吊绳的方式进行清洗，不仅对玻璃幕墙的清洗效率低下，费时费力，清洗效果也较差，同时危险系数较高，无法保障清洗工人的安全，同时现有的清洗设备只能对矩形的玻璃幕墙进行清洗，对特殊异形的玻璃幕墙进行清洗时，由于特殊异形玻璃幕墙的玻璃面板并不是矩形，采用清洗设备对其进行清洗时会存在清洗不全面的情况，从而无法实现对特殊异形的玻璃幕墙全面清洗，影响到对整体玻璃幕墙的清洗效果，虽然现有的一些清洗设备通过安装机械臂进行清洗，但是机械臂造价成本高，价格昂贵，给企业带来较大的负担，并且机械臂工作时是通过多轴联动，易发生损耗，增加检修成本，使用具有一定的局限性，存在一定的缺陷。
针对上述问题，本实施例提供一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，如图1-5所示，基座1的上方中心固定安装有储水箱101，储水箱101通过进水管105与外部的水源连接，并在储水箱101上固定有清洗液箱102，可以对储水箱102内进行清洗液的加入，同时在基座1的顶部两侧竖向贯穿开设有固绳孔103，在基座1下方设有吸附机构4，吸附机构4包括呈十字形均布在基座下方的控制推杆402，控制推杆402的底部与基座1固定连接，并在控制推杆402的输出端连接有吸盘403，各个吸盘403通过气路与基座1上方的抽气泵401连接，控制推杆402能够伸缩控制吸盘403，对玻璃幕墙进行吸附，进而将基座1整体固定在玻璃幕墙上，同时在基座1下方均布有多个摄像采集装置2，摄像采集装置2可采用为摄像组件，摄像采集装置2位于吸盘403的内侧，且摄像采集装置2与处理器控制连接，通过摄像采集装置2和处理器的配合，能够对单独玻璃面板的中心点进行探测，并将基座1整体覆盖定位在玻璃面板的中心，同时能够不断扫描清洗工作边界；
在基座1的中心转动套装有管轴501，管轴501为内部中空结构，如图6所示，管轴501的外端延伸至储水箱101内并与其连通，储水箱101内的水能够进入到管轴501内，管轴501与储水箱101的连通处安装有密封轴承，防止漏水，管轴501的内端延伸至基座1下方又固定套装有从动轮504，并在从动轮504的前侧设有圆板505，圆板505固定套装在管轴上，在基座1下方固定安装有用以驱动管轴501转动的减速电机502，减速电机502的输出端上固定套装有主动轮503，主动轮503与从动轮504啮合，主动轮503转动啮合带动从动轮504，进而使管轴501转动；如图6-8所示，在管轴501的内端头铰接有第一铰接座507，第一铰接座507上设有自适应伸缩清洗摆臂6，自适应伸缩清洗摆臂6为剪叉结构，在第一铰接座507内对称设置有竖杆508，自适应伸缩清洗摆臂6的内端侧对应铰接在第一铰接座507内的竖杆508上，并在自适应伸缩清洗摆臂6的内端外侧设有伸缩电推杆509，伸缩电推杆509固定在第一铰接座507上，并在在剪叉结构的自适应伸缩清洗摆臂6的中心铰接处固定有立杆7，伸缩电推杆509的输出端与立杆7固定连接，伸缩电推杆509推拉带动立杆7能够控制自适应伸缩清洗摆臂6展开或回缩，在自适应伸缩清洗摆臂6的外端外侧设有清洗块511，清洗块511固定在第二铰接座510上，第二铰接座510铰接与自适应伸缩清洗摆臂6铰接，且清洗块511包括注水腔511a和擦拭部511b，注水腔与擦拭部之间设置有隔板，隔板上均匀开设有多个通孔，输水管512的输出端与清洗块511的注水腔511a密封连通，输水管512的输入端与管轴501密封连通，管轴内的水能够通过输水管512进入到清洗块511的注水腔511a内，对擦拭部511b进行供水润湿，自适应伸缩清洗摆臂6与圆板505之间设有顶簧506，顶簧506的一端与圆板505固定连接，另一端与自适应伸缩清洗摆臂6固定连接，顶簧506能够对自适应伸缩清洗摆臂6进行顶压，将自适应伸缩清洗摆臂6上的清洗块511与玻璃幕墙贴紧清洗；提升卷扬机301能够设置在建筑的楼顶，提升卷扬机301的收卷绳304置入在固绳孔103内，并固定连接有卡头302，用以控制基座1的上下升降移动，提升卷扬机301与外部处理器控制连接，同时抽气泵、控制推杆、减速电机和伸缩电推杆均与处理器控制连接。
提升卷扬机301安装在建筑的楼顶，并通过收卷绳304对基座1进行吊装，整体装置被置放在玻璃幕墙外侧，提升卷扬机控301控制基座1下降，将基座1移动到玻璃幕墙的待清洗位置，同时在下降的过程中通过摄像采集装置2能够对待清洗异形玻璃面板的中心点进行探测，使基座覆盖定位在玻璃面板的中心，需要注意的是，基座大于单独玻璃面板，能够实现对单独玻璃面板实现全覆盖，当定位完成后，控制推杆402启动向外推动吸盘403，同时抽气泵401工作，将吸盘403吸附在玻璃幕墙上，此时将基座1固定在玻璃幕墙上，然后通过摄像采集装置2不断扫描单独玻璃面板的清洗工作边界，对异形玻璃面板的边界进行扫描，减速电机502驱动管轴501转动，管轴501转动带动自适应伸缩清洗摆臂6转动，同时处理器根据摄像采集装置2实时扫描出的清洗工作边界，对伸缩电推杆509进行实时控制，使自适应伸缩清洗摆臂6在转动的过程中展开或回缩自适应异形玻璃面板的边界，带动清洗块511对玻璃面板全面清洗，自适应伸缩清洗摆臂6的展开程度与玻璃面板的边界相适配，清洗块511会被玻璃面板的边界限位。
实施例2，本实施中的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置以与实施例1中的不同点为中心进行说明。
本实施例1实施的过程中，对玻璃幕墙进行清洗时，玻璃幕墙都存在外露的金属框架，在外露的金属框架下，基座升降移动的过程中有可能会被金属框架阻挡，影响到整体装置对玻璃幕墙的清洗，或当玻璃幕墙为倾斜面的情况下，整体装置在移动升降的过程中有可能会影响到整体装置的移动效果，针对上述问题，本实施例提供一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，如图9所示，本实施例中设有位移机构8，位移机构包括设在基座1顶部上方的固板801，本实施例中，基座1下方的其中一个控制推杆402固定在固板801下方，在固板801上方左右对称设有位移推杆802，位移推杆802固定在固板801上，且位移推杆802的输出端与基座1顶部固定连接，基座1需要跨过障碍时，固板801下方的吸盘吸附在玻璃幕墙上，同时通过处理器关闭气路上的控制阀门将其余吸盘断气，使其不再吸附在玻璃幕墙上，固板801下方的控制推杆启动，向外推动基座1，然后位移推杆802的输出端伸出，向下推动基座1，使基座1越过阻碍物，当基座1越过阻碍物之后，控制阀门打开，使其余吸盘吸附在玻璃幕墙，然后固板下方的吸盘断气不再吸附，位移推杆802的启动并带动固板801复位，实现对障碍物的跨越。
实施例3，本实施中的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置以与实施例1中的不同点为中心进行说明。
本实施例1实施的过程中，是对竖直面的玻璃幕墙进行清洗，在对于弧面的玻璃幕墙进行清洗时，清洗完一列玻璃面板后，需要移动控制机构的位置，使整体装置适配弧面的玻璃幕墙，可能会影响到对玻璃幕墙的清洗效率，针对上述问题，本实施例提供一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，如图10所示，在建筑的顶部设有行走自控机构9，行走自控9包括固定安装在建筑顶部的外固架901，在外固架901上根据弧面玻璃幕墙固定安装有弧形轨道架902，在轨道架902上方固定有轨道903，同时在轨道903上方设有行走架904，行走架4通过行走轮905匹配滑动套装在轨道903上，提升卷扬机301固定在行走架904上方，同时在行走架904的外侧竖向连接有悬臂906，悬臂内侧横向固定有主筒907，主筒907内滑动套装有支杆908，支杆908的自由端安装有触压辊909，在触压辊与主筒之间还设有导绳轮910，导绳轮910安装在支杆908上，收卷绳604被导绳轮910导向置放，在主筒907下方设有自控推杆912，自控推杆912固定在悬臂906上，自控推杆912的输出端固定有压力传感器913，并在支杆908上连接有与自控推杆912相对应的推板911；基座1通过提升卷扬机301被置放在玻璃幕墙外侧，正常情况下，触压辊909与玻璃幕墙贴合，支杆908被外内顶压，进而带动推板911顶压自控推杆912，压力传感器913探测到有压力，此时整体装置与玻璃幕墙为贴合状态，能够对玻璃幕墙进行清洗，当一列的玻璃幕墙清洗完成后，行走架904沿轨道903向前移动，使触压辊909沿弧面玻璃幕墙移动，如果触压辊909没有与玻璃幕墙贴合，便不会顶压支杆908，压力传感器913探测不到压力后，自控推杆912的输出端向内伸出，通过推板911推动支杆908，直至使触压辊909与玻璃幕墙贴合，支杆908在向内移动过程中通过导绳轮910带动收卷绳304，进而使整体装置靠近玻璃幕墙，使整体装置适配弧面的玻璃幕墙，实现持续的对弧面形玻璃幕墙清理，提高对玻璃幕墙的清洗效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围内所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，包括基座，其特征在于，还包括移动控制机构、吸附机构和驱动机构，基座上方设有储水箱，并在基座下方布置有摄像采集装置，所述吸附机构包括均布设置在基座下方的控制推杆，且控制推杆的输出端连接有吸盘，各个吸盘通过气路与基座上方的抽气泵连接；所述驱动机构包括匹配套装在基座中心的管轴，管轴的外端延伸至储水箱内并与其连通，管轴的内端延伸至基座下方又固定套装有从动轮，并在从动轮的前侧设有圆板，圆板固定套装在管轴上，在基座下方设置有用以驱动管轴转动的减速电机，减速电机输出端的主动轮与从动轮啮合，第一铰接座铰接在管轴的内端头，自适应伸缩清洗摆臂的内端铰接在第一铰接座内，并在自适应伸缩清洗摆臂的内端外侧设有伸缩控制件，伸缩控制件的输出端与自适应伸缩清洗摆臂控制连接，且自适应伸缩清洗摆臂的外端外侧设有清洗块，清洗块通过第二铰接座与自适应伸缩清洗摆臂铰接，清洗块通过输水管与管轴密封连通，并在圆板与自适应伸缩清洗摆臂之间设有顶簧。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，所述移动控制机构包括提升卷扬机，提升卷扬机的收卷绳与基座顶部连接，用以控制基座的升降移动，且储水箱通过进水管与外部水源连接，提升卷扬机与外部处理器控制连接，同时摄像采集装置、吸附机构、驱动机构和伸缩控制件均与处理器控制连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，在基座顶部两侧竖向贯穿有固绳孔，所述收卷绳穿过固绳孔又固定有卡头。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，自适应伸缩清洗摆臂为剪叉结构，在第一铰接座内对称设置有竖杆，自适应伸缩清洗摆臂的内端侧对应铰接在第一铰接座内的竖杆上。
5.根据权利要求4所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，伸缩控制件为伸缩电推杆，在剪叉结构的自适应伸缩清洗摆臂的中心铰接处设有立杆，伸缩电推杆的输出端与立杆连接，伸缩电推杆带动立杆能够控制自适应伸缩清洗摆臂展开或回缩。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，所述控制推杆呈十字形均布在基座下方，且摄像采集装置设置在控制推杆的内侧。
7.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，所述清洗块包括注水腔和擦拭部，注水腔与擦拭部之间设置隔板，隔板上均匀开设有多个通孔，且输水管的输出端与清洗块的注水腔密封连通，输水管的输入端与管轴密封连通。
8.根据权利要求7述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，还在储水箱上设置有清洗液箱。
9.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，还包括用以实现基座位移适配的位移机构。
10.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的自适应特殊异形玻璃幕墙清理装置，其特征在于，还包括使基座适配弧面玻璃幕墙行走清理的行走自控机构。
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