CN2413808Y

CN2413808Y - 外墙自动清洗机

Info

Publication number: CN2413808Y
Application number: CN 99252601
Authority: CN
Inventors: 张朝吟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-31
Filing date: 1999-10-31
Publication date: 2001-01-10
Anticipated expiration: 2009-10-31

Abstract

外墙自动清洗机是现代高层建筑外墙清洗的专用设备,是机电一体化的高科技产品,由清洗头、吊栏、大臂、底盘、机架、行走机构、转向机构、变幅机构、卷扬机构和电控系统等部分组成。它的主要用途是,自动清洗现代高层建筑的外墙,将传统的吊栏载人洗刷,变为无人、自动、遥控、高效、优质、机械化作业,杜绝了吊栏载人作业所发生的断绳、坠落、机毁人亡等恶性事故,号称“外墙清洗机器人”。

Description

外墙自动清洗机

外墙自动清洗机是现代高层建筑外墙清洗的专用设备，是机电一体化的高科技产品，由清洗头、吊栏、大臂、底盘、机架、行走机构、转向机构、变幅机构、卷扬机构和电控系统等部分组成。它的主要用途是，自动清洗现代高层建筑的外墙，将传统的吊栏载人洗刷，变为无人、自动、遥控、高效、优质、机械化作业，杜绝了吊栏载人作业所发生的断绳、坠落、机毁人亡等恶性事故，号称“外墙清洗机器人”。

目前，国内外现代高层建筑的外墙清洗，平均每季度进行一次，全部采用人工高空作业，一般施工采用卷扬机升降吊栏，操作工人站在吊栏内，提一桶清水，拿一把刷子，从上而下，边洗刷边放绳，水越洗越脏，人越干越累，夏顶烈日，冬熬寒风，其工作环境之恶劣和危险，是一般人难以想象的。特别是一些条件较差的外墙清洗施工队，连最起码的卷扬机和吊栏都没有，而是用麻绳下端绑一块木板，麻绳上端绕过固定在楼顶上的滑轮，工人坐在木板上，挂一桶水，手拿刷子，边刷墙边放绳，一不小心，就会发生坠落和断绳事故，严重威胁工人生命财产的安全。即使是在发达的西方国家，林立的高楼大厦，外墙清洗仍然是采用人工高空作业，不同之处只是在楼顶安装一台价格十分昂贵的擦窗机，由吊车放下吊栏，吊栏中仍然站着工人，靠水桶和刷子手工完成外墙清洗任务，高空坠落和断绳事故时有发生，未能从根本上解决高空施工的安全问题。例如：荷兰生产的HZT—4型天面擦窗机、德国生产的DEMAG2—710型擦窗机和日本产的F250—DX型擦窗机等，均属于上述的模式。经查新检索得知，到目前为止，世界上还没有人真正解决现代高层建筑外墙清洗机械化和自动化的问题。

本发明的目的在于，研制一种无人、自动、遥控、高效、优质、机械化作业的外墙自动清洗机，取代国内外广泛使用的载人高空作业的卷扬机升降吊栏和擦窗机，把工人从危险而繁重的高空作业中解放出来。

如图1、外墙自动清洗机主视图，图2、外墙自动清洗机侧视图和图3、外墙自动清洗机俯视图所示，外墙自动清洗机由清洗头1、吊栏2、大臂3、底盘4、机架5、行走机构6、转向机构7、变幅机构8、卷扬机构9、电控系统10等部分组成。清洗头1安装在吊栏2上，吊栏和清洗头可以单段使用，也可以多段组合，图2所示的吊栏和清洗头即为三段组合型式。卷扬机构9通过钢丝绳11使吊栏2上升和下降，吊栏靠墙一侧装有导向轮12，避免吊栏和墙面碰撞，吊栏内装有双轴输出的清洗电机13，它的前端输出轴通过链轮和链条14，将动力传递给清洗轴15，带动装配在清洗轴前端的刷盘16，在被清洗的墙面17上作旋转运动，刷盘上装有压力传感器18，当刷盘对墙面的工作压力超过设计值范围时，刷盘会自动退刀，以减轻对墙面的工作压力，当刷盘对墙的工作压力小于设计值范围时，刷盘会自动进刀，使其对墙面的工作压力符合设计值范围；清洗轴15为空心轴，吊栏2的下部设有小水箱19和加压泵20，工作时小水箱内的清洗液，通过加压泵从空心的清洗轴15喷向墙面，配合刷盘16的旋转运动，和卷扬机构9的升降转动，将墙面清洗干净。

刷盘16的退刀或进刀的动作，由摩擦轮组驱动，主动摩擦轮21装在清洗电机12的后端输出轴上，通过中介摩擦轮22和反向摩擦轮23，将动力传递给从动摩擦轮24，中介摩擦轮和反向摩擦轮安装在同一底板上，该底板能绕主动摩擦轮21的轴心转动一定的角度；从动摩擦轮装在清洗轴15的后端，它转动时，带动长螺母25旋转，迫使与清洗轴15连成一体的螺杆26，作向前或向后的直线运动，带动清洗轴前进或后退，完成刷盘16的进刀或退刀的动作。刷盘16进刀或退刀的命令，信号取自于装在刷盘上的压力传感器18，当刷盘对墙面的工作压力大于设计值范围时，压力传感器18发出退刀信号，指挥正转电磁铁27动作，拉动中介摩擦轮22作逆时针转动，直接与主动摩擦轮21和从动摩擦轮24接触，此时，反向摩擦轮23空转，如图2所示的工作状态，长螺母25正转，迫使螺杆26后退，清洗轴15和装在其前端的刷盘16退刀，使其对墙面的工作压力降低到设计值范围内，稳定工作为止；反之，刷盘对墙面的工作压力小于设计值范围时，压力传感器18发出进刀信号，指挥反转电磁铁28动作，拉开中介摩擦轮22作顺时针转动，使之与从动摩擦轮24脱离接触，由于中介摩擦轮和反向摩擦轮安装在同一底板上，此时，反向摩擦轮23靠上，与从动摩擦轮24接触，参与中介反向传动，在主动摩擦轮21不改变转向的情况下，从动摩擦轮24反转，并带动长螺母25反转，迫使螺杆26前进，清洗轴15和装在其前端的刷盘16进刀，直到对墙面的工作压力上升到设计值范围内，稳定工作为止。吊栏2的上部装有若干监视器摄像探头29，通过光缆将工作面的图像传送到电控系统10的电视监控屏幕30上，工作人员可以通过屏幕监控工作面的情况，及时调整工作状态；若干照明灯31在夜间或光线昏暗时自动打开，确保外墙自动清洗工作昼夜均可正常地进行。

底盘4和机架5由主动转向轮32、从动转向轮33和行走轮34三点支撑，停放在楼顶平台35上，机架5上装有卷扬机36，通过导向滑轮组37，将钢丝绳11绕过大臂3最高点的主滑轮38，将吊栏2悬吊起来，卷扬机36正转，吊栏2上升，卷扬机反转，吊栏下降。变幅机构8，由变幅螺杆39和变幅螺母40组成，变幅螺杆下端，装有慢速的变幅电机41，当变幅电机带动变幅螺杆正转时，变幅螺母推动大臂绕支点0作顺时针变幅运动，悬吊在钢丝绳上的吊栏2靠近墙面，反之，当变幅电机反转时，吊栏离开墙面，工作结束时，利用大臂的变幅运动从A到B或C，可将吊栏从墙外越过楼顶女儿墙42，放在机架5上，或放在楼顶平台35上。转向机构7，由手轮43、长轴44、蜗杆45、扇形蜗轮46、拐轴47、转向轮32和33组成，蜗杆与扇形蜗轮啮合，扇形蜗轮装在拐轴的上端，转向轮装在拐轴的侧端，直线行走时，主动转向轮中心线D，从动转向轮中心线E和行走轮中心线M相互平行；；转弯时，首先改变主、从动转向轮中心线的夹角，由于两对蜗杆及其啮合的扇形蜗轮，齿数和模数相同，但螺旋角方向相反，所以，当转动手轮43，长轴44带动蜗杆45旋转时，扇形蜗轮带动两个转向轮相向转动，如图3所示，两个转向轮的轴线由D、E位置，变换到F、G位置，主动转向轮32上装有转向电机48、转向链轮49和转向链条50，转弯时启动转向电机，两个转向轮就会以静止不动的行走轮34为圆心，作圆弧运动，完成转弯动作，使整机在楼顶平台35上转弯，到达另一个工作位置。

机架5上，安装有大水箱51，当吊栏上升至楼顶女儿墙42位置时，启动小水泵52加压，使大水箱中的清洗液，从注水管53的管口流出，注入吊栏2上的漏斗54，经水管55，流至小水箱19中，当水注满时，小水泵52自动停止，吊栏2带着清洗头1再继续向下工作，开始新一轮循环。大水箱51的水源，取自楼顶的建筑系统总水箱或上水管龙头，大水箱装满水以后，上水泵自动停机，大水箱可以兼作整机的配重，起到平衡大臂和吊栏的作用。

如图4和和图5所示，有的高楼大厦，在顶部或中部有一个伸出的帽沿，使吊栏2和清洗头1无法靠近待清洗的墙面，为了解决这一问题，可以在钢丝绳11下端L点处吊装一个特制的伸缩架56，伸缩架由两组伸缩杆57、拉杆58、油缸59、活塞和活塞杆60等部份组成，左、左伸缩杆铰接于H点，伸缩杆中点与拉杆相互较接于I点和J点，左右拉杆的另一端铰接在活塞杆下端K点处。

左伸缩杆上端装有平衡重锤61，右伸缩杆上端悬挂吊栏2，当伸缩架56下降到大厦帽沿62下部时，装在吊栏内的油泵系统63开始工作，高压油通过高压油管64进入油缸59的下部，推动活塞和活塞杆60向上运动，使伸缩架56由图4的收缩状态变为图5的张开状态，K点上升，伸缩杆57和拉杆58绕各自的铰接中心张开，使吊栏2靠近待清洗的墙面，清洗头1就可以按以上介绍的常规方法清洗墙面。在大厦帽沿下的清洗工作结束后，油泵系统63反向工作，高压油管64向油缸59的上部供油，将活塞和活塞杆60向下推，K点下降，伸缩架收缩，整个系统又恢复到张开前的收缩状态，以便转移场地或更换吊栏。

外墙自动清洗机是机电一体化的高科技产品，机械结构和电控系统比较复杂，技术含量较高，最好由具有一定实力的大、中型机械厂开发、试制和生产，要求接产工厂具有较强的铸造、铆焊、金加工能力和弱电、强电的安装调试能力，有较高水平的相关工程技术人员和技术工人，以及现代化管理的能力。

图1、外墙自动清洗机主视图

图2、外墙自动清洗机侧视图

图3、外墙自动清洗机俯视图

图4、伸缩架在大厦帽沿下收缩状态示意图。

图5、伸缩架在大厦帽沿下张开状态示意图1、清洗头， 2、吊栏， 3、大臂， 4、底盘，5、机架， 6、行走机构， 7、转向机构，8、变幅机构，9、卷扬机构， 10、电控系统， 11、钢丝绳， 12、导向轮，13、清洗电机， 14、链条， 15、清洗轴， 16、刷盘，17、墙面， 18、压力传感器， 19、小水箱，20、加压泵， 21、主动摩擦轮， 22、中介摩擦轮，23、反向摩擦轮，24、从动摩擦轮， 25、长螺母，26、螺杆， 27、正转电磁铁， 28、反转电磁铁，29、摄像探头， 30、监控屏幕， 31、照明灯，32、主动转向轮，33、从动转向轮， 34、行走轮，35、楼顶平台， 36、卷扬机， 37、导向滑轮组，38、主滑轮， 39、变幅螺杆， 40、变幅螺母，41、变幅电机， 42、楼顶女儿墙， 43、手轮，44、长轴， 45、蜗杆， 46、扇形蜗轮，47、拐轴， 48、转向电机， 49、转向链轮，50、转向链条， 51、大水箱， 52、小水泵，53、注水管， 54、漏斗， 55、水管，56、伸缩架， 57、伸缩杆， 58、拉杆，59、油缸， 60、活塞和活塞杆，61、平衡重锤，62、大厦帽沿， 63、油泵系统， 64、高压油管。

Claims

1、一种外墙自动清洗机，由清洗头、吊栏、大臂、底盘、机架、行走机构、转向机构、变幅机构、卷扬机构和电控系统等部份组成，其特征在于：底盘下装有行走轮和转向轮，底盘上装有机架，机架上装有卷扬机和大臂，卷扬钢丝绳通过滑轮组绕过大臂顶端的主滑轮，将吊栏悬挂起来，卷扬升降：吊栏上装有清洗头，可以在清洗电机的驱动下，对墙面作旋转运转，吊栏和清洗头，可以单段使用，也可以多段组合；吊栏上有小水箱，经加压泵将清洗液从空心的清洗轴喷向墙面，配合清洗头的旋转运转和卷扬吊栏的升降运转，将墙面清洗干净；在大厦的帽沿下工作时，将特制的伸缩架悬挂在卷扬钢丝绳上，可以自动张开，吊栏上的清洗头就可以清洗大厦帽沿下的墙面。

2、根据权利要求1所述之外墙自动清洗机，其特征在于：吊栏上的清洗头装有双轴输出的清洗电机，它的前端输出轴装有链轮和链条，将动力传递给清洗轴，清洗轴的前端装有刷盘，刷盘上装有压力传感器，可自动检测洗刷墙面时的工作压力，并自动进行调整。

3、根据权利要求2所述之外墙自动清洗机，其特征在于：清洗电机的后端输出轴上，装有主动摩擦轮；中介摩擦轮和反向摩擦轮安装在同一底板上，该底板能绕主动摩擦轮的轴心转动一定角度，底板的下方装有正转和反转电磁铁，可以按照刷盘上压力传感器发出的命令，拉动底板绕主动摩擦轮的轴心作逆时针或顺时针转动，使中介摩擦轮或反向摩擦轮与从动摩擦轮接触，带动其正转或反转；从动摩擦轮装在清洗轴的后端，内有长螺母，可以带动与清洗轴连成一体的螺杆，作向前或向后的直线运动，完成刷盘的进刀或退刀动作。

4、根据权利要求1所述之外墙自动清洗机，其特征在于：变幅机构由变幅螺杆和变幅螺母组成，变幅螺杆下端装有慢速的变幅电机，变幅电机转动时，与变幅螺杆配合的变幅螺母推动大臂，绕其支点作顺时针或逆时针变幅运动。

5、根据权利要求1所述之外墙自动清洗机，其特征在于：转向机构由手轮转动长轴，长轴上有两对蜗杆和与之啮合的扇形蜗轮，两对蜗杆和蜗轮，齿数和模数相同，但螺旋角方向相板，扇形蜗轮的轴心，装有拐轴，拐轴侧端分别装有主动和从动转向轮；直线行走时，主动和从动转向轮中心线，以及行走轮中心线相互平行；转弯时，转动手轮和长轴，两对蜗杆和扇形蜗轮，带动拐轴转动，改变主、从动转向轮中心线夹角，启动转向电机，通过转向链轮和链条传动，完成转弯动作。

6、根据权利要求1所述之外墙自动清洗机，其特征在于：机架上装有大水箱，水源取自楼顶的建筑系统总水箱或上水管龙头，大水箱装满水以后，可以兼作整机的配重、起到平衡大臂和吊栏的作用；吊栏上装有小水箱，小水箱上有漏头，当吊栏上升到楼顶女儿墙位置时，大水箱的小水泵将清洗液加压，从注水管的管口流入漏斗，经水管流入小水箱；大、小水箱注满水后，其相应的水泵均可自动停机。

7、根据权利要求1所述之外墙自动清洗机，其特征在于：吊栏靠墙一侧装有导向轮，避免吊栏和墙面碰撞；吊栏上部装有若干监视器摄像探头，通过光缆将工作面的图像传送到电控系统的电视监控屏幕上；若干照明灯在夜间或光线昏暗时自动打开，确保外墙自动清洗工作昼夜均可正常地进行。

8、根据权利要求1所述之外墙自动清洗机，其特征在于：特制的伸缩架由两组伸缩杆、拉杆、油缸、活塞和活塞杆组成，左、右伸缩杆铰接于H点，伸缩杆中点与拉杆相互铰接于I点和J点，左、右拉杆的另一端铰接在活塞杆下端的K点处，左伸缩杆上端装有平衡重锤，右伸缩杆上端悬挂吊栏；；伸缩杆的张开和收缩，依靠吊栏上自动控制的油泵系统完成。