CN207477449U - 仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，它涉及高空清洁作业技术领域。包括固定装置和蜘蛛式高空清洁装置，所述的固定装置包括微型双梁行吊、旋转式固定支架和电葫芦，微型双梁行吊的两端分别与两个旋转式固定支架通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接，微型双梁行吊上设置有电葫芦，电葫芦上设置有挂钩；所述的蜘蛛式高空清洁装置包括清洁喷头、清洁刷、控制装置、钢丝缆绳、数据线、蓄水管、PLC控制器、摄像机、转轴、小木塞、细弹簧、大木块、硬质保温层、梯形支撑木块、铝合金吸附盘和蓄水口。本实用新型储水柜的上方中部设置有控制装置，整个过程无需操作人员爬上爬下，在保证了操作人员安全性的基础上，轻松便捷地完成对高层建筑玻璃窗的清洁工作，而且不会对玻璃窗造成任何刮擦或损伤。

Description

仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置

技术领域

本实用新型涉及的是高空清洁作业技术领域，具体涉及一种仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置。

背景技术

目前，国内许多行业需要高空作业，比如在旅游景区的高山悬崖峭壁上捡垃圾的环卫工人，电力行业架空线路检修工人，建筑行业在高楼外的清扫作业等。这种工作方式带来了很大的危险性，人身安全受到很大的威胁，现实中也发生过意外事故，引起过纠纷。基于此，本实用新型设计了一种仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，可以很方便快速地将清洁装置固定于待清洁的玻璃窗，然后通过控制器控制清洁头的清洁工作，整个过程无需操作人员爬上爬下，在保证了操作人员安全性的基础上，轻松便捷地完成对高层建筑玻璃窗的清洁工作，而且不会对玻璃窗造成任何刮擦或损伤。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，包括固定装置和蜘蛛式高空清洁装置，固定装置通过挂钩与蜘蛛式高空清洁装置相连，所述的固定装置包括微型双梁行吊、旋转式固定支架和电葫芦，微型双梁行吊的两端分别与两个旋转式固定支架通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接，微型双梁行吊上设置有电葫芦，电葫芦上设置有挂钩；所述的蜘蛛式高空清洁装置包括清洁喷头、清洁刷、控制装置、钢丝缆绳、数据线、蓄水管、PLC控制器、摄像机、转轴、小木塞、细弹簧、大木块、硬质保温层、梯形支撑木块、铝合金吸附盘和蓄水口，储水柜外侧设置有硬质保温层，硬质保温层外部连接有多个铝合金吸附盘，硬质保温层内设置有多个梯 形支撑木块，储水柜内部注有清洁剂，储水柜顶部一侧设置有蓄水口，蓄水口分别与蓄水管和注水容器连接，注水容器内设置有小木塞，小木塞上端连接细弹簧，小木塞下端通过不锈钢钢丝绳与漂浮在清洁剂上的大木块相连，注水容器中上部侧壁上设置有网状出水口，储水柜顶部设置有控制装置，控制装置上方连接有钢丝缆绳，控制装置上设置有PLC控制器和摄像机，且控制装置上设置有转轴，储水柜的前端连接有清洁刷，清洁喷头与清洁刷配合设置，清洁喷头的后端与储水柜连接。

作为优选，所述的清洁刷包括电机、擦盘杆和卡槽，清洁喷头与擦盘相配合，擦盘杆上设置有卡槽，清洁喷头通过卡槽与擦盘卡接，擦盘杆通过擦盘支撑架与电机相连。清洗喷头喷液一次，清洁刷完成一个周期的摆动；擦盘支撑架在电机的带动下高速旋转，边喷清洗液，边擦玻璃墙，还能及时自动补充新水，减少人工操作，提高擦洗效率。

作为优选，所述的铝合金吸附盘设置有六个。

本实用新型采用了储水柜结构，增加了吸盘的附着力，即便在有风的情况，也能安全工作；并且采用矩阵式清洁，能到达墙体表面的任何地方，能够自行处理运动轨迹，并能够自动充足清洁剂，使用方便可靠，提高了安全性，实用性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的蜘蛛式高空清洁装置工作示意图；

图3为本实用新型的清洁刷的结构示意图；

图4为本实用新型的铝合金吸附盘的真空吸附原理图；

图5为本实用新型的矩阵式运行轨迹图；

图6为本实用新型的PLC控制器的I/O接线图；

图7为本实用新型的机械手控制流程图；

图8为本实用新型实施例的停止进水状态图；

图9为本实用新型实施例的开始进水状态图；

图10为本实用新型实施例的自动停水示意图；

图11为本实用新型实施例的自动注水示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，包括固定装置1和蜘蛛式高空清洁装置2，固定装置1通过挂钩与蜘蛛式高空清洁装置2相连，所述的固定装置1包括微型双梁行吊101、旋转式固定支架102和电葫芦103，微型双梁行吊101的两端分别与两个旋转式固定支架102通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接，微型双梁行吊101上设置有电葫芦103，电葫芦103上设置有挂钩104；所述的蜘蛛式高空清洁装置2包括清洁喷头201、清洁刷202、控制装置203、钢丝缆绳204、数据线205、蓄水管206、PLC控制器207、摄像机208、转轴209、小木塞210、细弹簧211、大木块212、硬质保温层213、梯形支撑木块214、铝合金吸附盘215和蓄水口216，储水柜217外侧设置有硬质保温层213，硬质保温层213外部连接有多个铝合金吸附盘215，硬质保温层213内设置有多个梯形支撑木块214，储水柜217内部注有清洁剂，储水柜217顶部一侧设置有蓄水口216，蓄水口216分别与蓄水管206和注水容器218连接，注水容器218内设置有小木塞210，小木塞210上端连接细弹簧211，小木塞210下端通过不锈钢钢丝绳219与漂浮在清洁剂上的大木块212相连，注水容器218中上部侧壁上设置有网状出水口220，储水柜217顶部设置有控制装置203，控制装置203上方连接有钢丝缆绳204，控制装置203上设置有PLC控制器207和摄像机208，且控制装置203上设置有转轴209，储水柜217的前端连接有清洁刷202，清洁喷头201与清洁刷202配合设置，清洁喷头201的后端与储水柜217连接。

所述的清洁刷202包括电机2021、擦盘杆2022和卡槽2023，清洁喷头201与擦盘相配合，擦盘杆2022上设置有卡槽2023，清洁喷头201通过卡槽2023与擦盘卡接，擦盘杆2022通过擦盘支撑架与电机2021相 连。清洗喷头喷液一次，清洁刷完成一个周期的摆动；擦盘支撑架在电机的带动下高速旋转，边喷清洗液，边擦玻璃墙，还能及时自动补充新水，减少人工操作，提高擦洗效率。

所述的铝合金吸附盘215设置有六个。

本具体实施方式的仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，工作时，1、电葫芦控制，由微型双梁行车下放吊绳；

2、吊绳下放到初始位置，控制芯片发布指令(1)，将“蜘蛛”六脚快速地固定在墙壁上；具体由PLC机械手实现操作过程：

(1)机械手在原始位置时(右旋到位)动作，收到PLC“启动”指令，机械手臂处于前进状态，机械手放松。

(2)机械手开始动作。面向玻璃墙前进，机械手前进到上限位置(玻璃墙面)，状态开/关动作-关，前进动作结束。

(3)机械手开始左旋，直到左限位置，状态开/关动作-关，左旋动作结束。

(4)启动真空设备(铝合金吸附盘215)抽吸，使吸盘内产生负气压，从而将玻璃吸牢，让装置固定在玻璃墙面上。

其中铝合金吸附盘采用了真空原理，即用真空负压来“吸附”工件以达到夹持工件的目的。如图1所示：通气口与真空发生装置相接，当真空发生装置启动后，通气口通气，吸盘内部的空气被抽走，形成了压力为P2的真空状态。此时，吸盘内部的空气压力低于吸盘外部的大气压力P1，即P2＜P1，工件在外部压力的作用下被吸起。吸盘内部的真空度越高，吸盘与工件之间贴的越紧。

3、控制芯片发布指令(2)，擦洗墙面命令，擦洗动作开始；右上触角喷清洁液，左上触角喷水。

4、控制芯片发布指令(3)，左右触角开始由左向右同步擦拭，如同汽车挡风玻璃前的刮雨刷工作原理一样。再由右向左同步擦拭；这样，就完成了一个擦拭周期。

5、连续完成5个周期(可以调整次数)，左右两个触角回到初始位置。

6、控制芯片发布指令(4)，擦洗动作结束。真空设备开始接受指令，平稳地充气进入真空吸盘内，使真空吸盘内由负气压变成零气压或稍为正的气压，真空吸盘就脱离玻璃墙面，从而完成了吸附固定任务。

“蜘蛛”六只脚(吸盘)由机械转轴控制同时离开玻璃墙面；具体过程由PLC机械手实现如下：

(1)机械手开始右旋，状态开/关动作，抓紧动作结束。

(2)机械手开始回缩，回缩到初始位置，状态开/关动作，回缩动作结束。

(3)机械手臂开始后退，机械手右旋到右限位置，状态开/关动作，右旋动作结束。

(4)机械手臂后退到后退位置，机械手开始放松，一个工作循环过程完毕。

7、电葫芦控制，使微型双梁行车向右移动1米；

8、控制芯片发布指令(5)，“蜘蛛”六只脚(吸盘)由机械转轴控制再次同时吸附在玻璃墙面；

9、重复以上动作，完成3、4、5、6、7、8，直到10米处的右端。完成由左向右的擦洗任务；

10、这时，控制芯片发布指令，电葫芦下放1米，“蜘蛛”装置随之下行1米；

11、重复以上动作，完成3、4、5、6、7、8，直到10米处的左端。完成由右向左的擦洗任务；

12、此时已经完成一个10米周期的任务——矩阵式运行轨迹如图5所示。(说明：1、横向间隔均为1米，开始从左向右，完成5个周期的摆动擦拭后，继续下一个间隔，直至完成10米的任务；2、此时，“蜘蛛”下潜1米，再从右向左，完成5个周期的摆动擦拭后，继续下一个间隔，直至完成10米的任务；3、此时，一个大的清洁周期完成；4、再次从左向右开始，重复以上步骤；5、此种运行轨迹就像一个矩阵，所以称之为“矩阵式”轨迹)。

其中PLC控制器的I/O接线图如图6所示，为了将将机械手的控制关系用PLC控制器实现，PLC需要10个输入点(启动按钮、停止按钮和八个控制开关)，4个输出点。为了使用方便，所以选择了FX2N-64MT型 的PLC。

机械手控制流程图如图7所示。

实施例1：完成一个10米的周期任务后，及时加注清洁剂。

如图8、图9、图10和图11所示，

自动加水原理：储水罐的容量为一个来回周期的用剂量。

2、当清洁剂快用完时，大木块拉紧细绳拽开小木塞，公式：

f_弹簧＜G_大木塞+G_小木塞+F_水压

那么在楼顶放置的清洁剂会自动加注到容器中；

3、当清洁剂足够多、能浮起大木块时，小木塞会在自身弹簧的作用、外加大木块的浮力作用下，重新塞回注水孔。公式：

F_浮+f_弹簧＞G_大木塞+G_小木塞。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求 保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，其特征在于，包括固定装置(1)和蜘蛛式高空清洁装置(2)，固定装置(1)通过挂钩与蜘蛛式高空清洁装置(2)相连，所述的固定装置(1)包括微型双梁行吊(101)、旋转式固定支架(102)和电葫芦(103)，微型双梁行吊(101)的两端分别与两个旋转式固定支架(102)通过膨胀螺丝与建筑物顶部墙体固定连接，微型双梁行吊(101)上设置有电葫芦(103)，电葫芦(103)上设置有挂钩(104)；所述的蜘蛛式高空清洁装置(2)包括清洁喷头(201)、清洁刷(202)、控制装置(203)、钢丝缆绳(204)、数据线(205)、蓄水管(206)、PLC控制器(207)、摄像机(208)、转轴(209)、小木塞(210)、细弹簧(211)、大木块(212)、硬质保温层(213)、梯形支撑木块(214)、铝合金吸附盘(215)和蓄水口(216)，储水柜(217)外侧设置有硬质保温层(213)，硬质保温层(213)外部连接有多个铝合金吸附盘(215)，硬质保温层(213)内设置有多个梯形支撑木块(214)，储水柜(217)内部注有清洁剂，储水柜(217)顶部一侧设置有蓄水口(216)，蓄水口(216)分别与蓄水管(206)和注水容器(218)连接，注水容器(218)内设置有小木塞(210)，小木塞(210)上端连接细弹簧(211)，小木塞(210)下端通过不锈钢钢丝绳(219)与漂浮在清洁剂上的大木块(212)相连，注水容器(218)中上部侧壁上设置有网状出水口(220)，储水柜(217)顶部设置有控制装置(203)，控制装置(203)上方连接有钢丝缆绳(204)，控制装置(203)上设置有PLC控制器(207)和摄像机(208)，且控制装置(203)上设置有转轴(209)，储水柜(217)的前端连接有清洁刷(202)，清洁喷头(201)与清洁刷(202)配合设置，清洁喷头(201)的后端与储水柜(217)连接。

2.根据权利要求1所述的仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，其特征在于，所述的清洁刷(202)包括电机(2021)、擦盘杆(2022)和卡槽(2023)，清洁喷头(201)与擦盘相配合，擦盘杆(2022)上设置有卡槽(2023)，清洁喷头(201)通过卡槽(2023)与擦盘卡接，擦盘杆(2022)通过擦盘支撑架与电机(2021)相连。

3.根据权利要求1所述的仿蜘蛛高空作业矩阵式自动清洁装置，其 特征在于，所述的铝合金吸附盘(215)设置有六个。