CN2272786Y - 高层建筑墙面自动清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种高层建筑墙面自动清洗装置,属清洗设备领域,由主机、随动机构和控制系统组成。主机包括以正、负分配头组成的负压同步分配器为主件的吸附机构,以驱动电机和驱动轮构成的传动机构以及以具有三层嵌套骨架的可伸缩转刷为主体的清洗机构;随动机构包括电机、缆绳等,支持和配合主机运动,控制系统包括单片机、A/D、D/A、I/O接口、传感器组等,控制主机与随动机构,本装置能因主机真空吸附停留于墙面并运动,能有效清洗凹凸字体及转角侧面,且能实现在任意高度自动清洗。

Description

高层建筑墙面自动清洗装置

本实用新型涉及一种高层建筑墙面自动清洗装置，属清洗设备领域。

清除风沙、烟雾、尘土对建筑物表面的污染，保持城市整洁，清洗墙面是经常必要的，传统方法是搭脚手架人工清洗，以后逐步采用车、升降平台高压水冲洗，这对层数不高的建筑物是可行的，随着建筑物高层化，清洗作业劳动强度增大，清洗难度也加大，成本加高，尤其是对于凹凸字面、墙面转角的清洗更为困难。

本专利的目的在于针对高层建筑清洗的上述困难，设计一种可吸附停留于墙面并且可使清洗刷自动伸缩旋转刷洗，不受层高限制，体型小、结构简单的高层建筑自动清洗装置。

为实现上述目的，本实用新型高层建筑墙面自动清洗装置设计了主机、随动机构和控制系统。

主机由吸附机构、传动机构以及清洗机构组成，安装于主机壳体内和主机侧板上。它的吸附机构是一以负压同步分配器为主要部件的主机真空耦合传递系统，包括吸盘、连接管、负压同步分配器、真空管。负压同步分配器固定在机身侧板上，由通过同步轴装的正分配头和负分配头组成，正分配头开有弧形真空沟道，与耦合真空管连通，耦合真空管再连接主真空管；负分配头沿园周的均匀分布与吸盘数相等的穿孔，穿孔插接连接管，连接管的另一头则连通各吸盘，吸盘均匀分布于履带上。主机的传动机构包括驱动电机、同步轮和驱动轮，驱动电机设置于主机内，同轴连接主同步轮和主驱动轮，主同步轮由同步带与从同步轮相连，从同步轮与负压同步分配器的负分配头再由同步轴连接；负压同步分配器外圈设承带轮，它们之间设尼龙滑动轴承垫起承带轮轴承作用和容纳耦合真空管穿过。主、从驱动轮底部各设有一压轮，主驱动轮、承带轮和从驱动轮传动履带。

主机的清洗部分包括可伸缩转刷和后刷，可伸缩转刷由刷体、刷臂、刷架、前刷转臂电机、前刷电机、雨板组成，刷臂用轴承与刷架装配，装在主机内的前刷转臂电机再由软轴连接刷臂，雨板的一端固定在刷架上，刷体骨架一端固定在刷架上，后刷轴承一端连接主机侧板，另一端安装后刷电机。

该可伸缩转刷的刷体骨架具有三层嵌套结构，内层管内壁对称粘贴两根内层钢丝导轨，它的一端插装在螺杆套筒小端的滑环套上；中层管内壁对称粘贴两根中层钢丝导轨，中层管一端固定在安装前刷电机的刷臂上，另一端粘挡块垫圈悬空，外层管靠电机端悬空，另一端经塑套圈固定套装在内层管悬臂端上；螺杆套筒的两环状部分轴向对称开导向槽与钢丝导轨配合，螺杆顶端粘接一开对称槽的垫圈，与同层钢丝导轨配合。

为配合主机在任意高度作业，本装置还设计了随动机构，由活动支架、导轨、带电机的绞车和支杆构成，导轨安装于活动支架上，两端止位，绞车一端连接导轨，另一端通过缆绳连接支杆，缆绳中部设调节电机，通过调节仰角钢丝连接支杆，支杆与主机由转向轴承连接。支杆尾部装有平衡锤及尾扇，用以调节主机方位角。

整个主机和随动机构的工作都由控制系统来控制，控制系统由单片微机、A/D、D/A、I/O接口组件、键盘、显示器和传感器组组成。传感器组包括一垂直传感器、真空泵漏气过载测试电路和障碍物限位传感器。控制系统通过控制电缆分别连接主机与随动机构各电机和开关。

本实用新型在刷臂上还安装有一障碍物传感开关。

本装置的控制电缆、主真空管和水管均从主机顶部连接进主机。

本实用新型设计的高层建筑自动清洗装置，由于设计了以运动链负压同步分配器为主要部件的主机真空耦合传递系统，使主机能因真空吸附停留于墙面，运动并产生刷洗压力；由于设计了具有三层嵌套结构的可伸缩旋转刷，能实现刷洗幕墙上的凹凸字体及转角侧面；随动机构和控制系统的设计，使本装置能在任意高度实现自动清洗。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

附图1为本实用新型主机外形图；

附图2为本实用新型的负压同步分配器正视图；

附图3为本实用新型传动机构图；

附图4为本实用新型负压同步分配器与传动链装配图；

附图5为本实用新型可伸缩转刷骨架剖视图；

附图6为本实用新型随动机构图。1.从驱动轮     17.滑动轴承垫    33.螺杆2.后刷电机     18.主机侧板      34.中层管3.履带         19.吸盘          35.活动支架4.承带轮       20.弧形真空沟道  36.绞车5.负分配头     21.穿孔          37.绞车电机6.从同步轮     22.同步轴        38.缆绳7.同步带       23.连接管        39.调节电机8.主驱动轮     24.耦合真空管    40.调节仰角钢丝9.主同步轮     25.外层管        41.平衡锤及尾扇10.驱动电机    26.中层钢丝导轨  42.支杆11.前刷臂电机     27.滑环套        43.主真空管12.刷体           28.内层钢丝导轨  44.水管13.雨板           29.塑套圈        45.控制电缆14.前刷电机       30.导向垫圈      46.主机15.软轴           31.内层管        47.导轨16.正发配头       32.螺杆套筒      48.建筑物窗口49.控制系统       50.转向轴承      51.刷臂52.障碍传感开关   53.压轮          54.刷架55.刷臂轴承   56.后刷轴承  57挡块垫圈  58.后刷

实施例：本实用新型为实现清洗装置的主机在墙面的停留，运动并产生刷洗压力，设计了如图1所示的主机，它由吸附机构、随动机构和清洗机构三大部分组成。吸附机构的关键在设计了一负压同步分配器和传运链，见图2和图4，负压同步分配器由正分配头(16)和负分配头(5)组成，正分配头开有弧形真空沟道(20)，负分配头沿园周均匀分布与吸盘(19)数相等的穿孔(21)，正分配(16)与负分配头(5)由同步轴(22)安装于主机侧板(18)上，正分配头(16)的弧形真空沟道(20)连接耦合真空管(24)，耦合真空管(24)再连接主真空管(43)，负分配头(5)园周的穿孔(21)则插接连接管(23)，连接管(23)的另一头分别连通各吸盘(19)，吸盘均匀分布在履带(3)上。其工作过程是：机外真空泵产生的负压经主真空管(43)，耦合真空管(24)引入正分配头(16)的弧形真空沟道(20)，当均匀分布在负分配头(5)上的某个穿孔(21)转入正分配头(16)弧形真空沟道(20)的位置时，负压便由弧形真空沟道(20)进入穿孔(21)，再经连接管(23)进入到对应的吸盘(19)中，吸盘便可吸附于墙面，当该穿孔(21)转出弧形真空沟道(20)位置时，相应吸盘真空截止，依次周而复始，始终有一部分吸盘处于吸附状态，而另一部分处于非吸附状态，这样就实现了清洗装置在墙面停留并自动爬行。

为实现吸盘、负分配头和正分配头同步转动，本实用新型设计了如图3所示的传动机构，驱动电机(10)设置于主机内，同轴连接主同步轮(9)和主驱动轮(8)，主同步轮(9)由同步带(7)与从同步轮(6)相连，从同步轮(6)再与负分配头(5)通过同步轴(22)连接，负压同步分配器外圈设承带轮(4)，它们之间设尼龙滑动轴承垫(17)起承带轮轴承作用和容纳耦合真空管(24)穿过，主驱动轮(9)、承带轮(4)和从驱动轮(1)上配履带(3)，这样，驱动电机(10)同轴驱动主同步轮(9)和主驱动轮(8)，主同步轮(9)经同步带(7)、从同步轮(6)、同步轴(22)带动负分配头(5)旋转，而主驱动轮(8)带动从驱动轮(1)、履带(3)旋转，由于履带与负分配头轮沿的线速度不同，承带轮(4)便可起到支撑履带并将履带与分配器隔离，使履带与负分配头的运转互不干扰的作用。

为了实现刷洗墙面上的凹凸字体及转角侧面，本实用新型的刷设计成可伸缩转刷，如图1，该刷刷臂(51)用轴承与刷架(54)装配，再由软轴(15)连接主机内前刷转臂电机(11)，刷的骨架一端固定在刷(51)上，并与固定在刷臂上的前刷电机(14)连接。雨板(13)一端固定在刷架(54)上。该伸缩转刷的骨架具有三层嵌套结构，如图5所示，内层管(31)内壁对称粘贴两根内层钢丝导轨(28)，它的一端插装在螺杆套筒(32)小端的滑环套(27)上，滑环套可相对于螺杆套筒(32)转动；中层管(34)内壁对称粘贴两根钢丝导轨(26)，中层管一端固定在安装前刷电机(14)的刷臂(51)上，另一端粘挡块垫圈(61)悬空，以对螺杆(33)伸长时限位；外层管(25)靠电机端悬空，另一端经塑套圈(29)固定套装在内层管悬臂端上，由前刷电机(14)驱动螺杆(33)与螺杆套筒(32)配合，该螺杆套筒(32)两环状部分轴向对称开导向槽与钢丝导轨配合，螺杆顶端粘接一开对称槽的垫圈(30)，该垫圈槽与内层钢丝导轨(23)配合，起导向和拨动内层管旋转的作用。这样，当电机驱动螺杆正转时，螺杆套筒沿中层管的钢丝导轨向顶端伸长运动，带动在其端上的内层管伸长，同时螺杆顶端的垫圈槽拨动内层管钢丝导轨使内层管旋转；同理，当电机反转时，内层管缩短并反转，这样与内层管在顶端装配一体的外层管随之作伸缩转动。

本实用新型在主机的刷臂(51)上还安装有一障碍传感开关(52)，

起传感障碍物信号，控制主机开关作用。

本实用新型还设计了随动机构来配合主机工作，见图6所示，随动机构设计了活动支架(19)，可从建筑物窗口(48)中或从屋顶平台伸出，活动支架(19)上安装可撤卸的导轨(47)，两端止位，导轨连接绞车(36)，绞车(36)上装配有绞车电机(38)，可驱动绞车在导轨内运动，绞车(36)通过缆绳(37)吊起钢管支杆(42)以支持主真空管(43)、水管(44)、电缆(45)等的重量，支杆(42)与主机顶端用转向轴承(50)(图1)连接，缆绳中部设调节电机(39)，通过调节仰角钢丝(40)连接支杆(42)，支杆尾端还装有平衡锤及尾扇(41)，用以调节主机方位角，以上调节仰角和方位角都是在主机运行初始阶段进行。

本实用新型主机和随动机构的工作都由控制系统(49)来实现控制，控制系统由单片微机、A/D、D/A、I/O接口组件、键盘、显示器和传感器组组成，控制系统(49)由控制电缆(48)连接主机与随动机构的各电机与开关，实现控制。

本装置的控制电缆(45)、主真空管(43)和水管(44)均从主机顶部连接进主机。

Claims (2)

1.一种高层建筑墙面自动清洗装置，由主机、随动机构和控制系统组成，其特征在于：

A、主机由吸附机构、传动机构以及清洗机构组成：

a.吸附机构：主体为负压同步分配器，固定于主机侧板(18)由通过同步轴(22)安装的正分配头(16)和负分配头(5)组成，正分配头(16)开有弧形真空沟道(20)，弧形真空沟道(20)连接耦合真空管(24)，耦合真空管(24)再与主真空管(43)连接；负分配头(5)沿园周均匀分布与吸盘(19)数量相等的穿孔(21)，穿孔(21)插接连接管(23)，连接管(23)的另一头则连通各吸盘(19)，吸盘(19)均匀分布在履带(3)上；

b.传动机构：驱动电机(10)设置于主机内，同轴连接主同步轮(9)和主驱动轮(8)，主同步轮(9)由同步带(7)与从同步轮(6)相连，从同步轮(6)与负分配头(5)由同步轴(22)连接；负压同步分配器外圈设承带轮(4)，它们之间设尼龙滑动轴承垫(17)并容纳耦合真空管(24)穿过，主驱动轮(8)和从驱动轮(1)底部各设一压轮(53)，主驱动轮、承带轮和从驱动轮传动履带；

c.清洗机构：包括可伸缩转刷和后刷，可伸缩转刷由刷体(12)、刷臂(51)、刷架(54)、前刷转臂电机(11)、前刷电机(14)以及雨板(13)组成，刷臂(51)由刷臂轴承(55)装配在刷架(54)上，刷臂再由软轴(15)与装在主机内的前刷转臂电机(11)连接，雨板(13)的一端固定在刷架(54)上，刷体(12)的骨架一端固定在刷臂(54)上，并与同样固定在刷臂上的前刷电机(14)连接；后刷(58)一端安装在后刷轴承(56)上，另一端安装后刷电机(2)轴上，后刷轴承(56)固定在主机侧板(18)上；

刷的骨架为三层嵌套结构，内层管(31)内壁对称粘贴两根内层钢丝导轨(28)，它的一端插装在螺杆套筒(32)小端的滑环套(27)上；中层管(34)内壁对称粘贴两根中层钢丝导轨(26)，中层管一端固定在安装前刷电机(14)的刷臂(51)上，另一端粘挡块垫圈(57)悬空；外层管(25)靠电机端是悬空，另一端经塑套圈(29)固定套装在内层管(21)悬臂端上；螺杆套筒(32)的两环状部分轴向对称开导向槽与钢丝导轨配合，螺杆(33)顶端粘接一开对称槽的导向垫圈(30)，与内层钢丝导轨(28)配合；

B、随动机构：包括活动支架(35)，导轨(47)、带绞车电机(37)的绞车(36)和可万向运动的支杆(42)，导轨(47)安装于活动支架(35)上，绞车(36)一端连接导轨(47)，另一端通过缆绳(38)连接支杆(42)，缆绳(38)中端设调节电机(39)，通过调节仰角钢丝(40)连接支杆(42)，支杆(42)一端与主机由转向轴承(50)连接，另一端安装平衡锤及尾扇(41)；

c、控制系统由单片微机、A/D、D/A、I/O接口组件、键盘、显示器和传感器组组成，控制系统由控制电缆(45)连接主机与随动机构的电机和开关。

2.根据权利要求1所述的高层建筑墙面自动清洗装置，其特征在于在主机的刷臂(31)上还安装有一障碍物传感开关(52)。

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