CN2538498Y

CN2538498Y - 一种吸板风扇式擦窗机器人

Info

Publication number: CN2538498Y
Application number: CN 01204490
Authority: CN
Inventors: 张启先; 阎德元; 唐世明; 傅少敏; 任治国; 赵志文; 赵辉; 钱洪选; 陈建平; 吴作海; 李瑞玲
Original assignee: 张宇; 吴用; 张益东
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2011-02-28

Abstract

一种用于对高楼进行自动擦洗的吸板风扇式遥控湿带擦窗机器人，其主要由擦洗机器人本体和缆车系统组成。安装在本体框架中部的涵道风扇和底部吸板使得机器人本体吸附于待擦洗壁面上，并主体框架上安装有纵横向行走四轮机构，由安装在该涵道上下两侧的湿带布液机构和橡胶刮片机构把清洁液均布在擦洗壁面上并将污液刮下；楼顶的“Z”形缆车主体中的缆绳卷绕鼓轮和随动滑车机构通过一组导向轮垂下缆绳，用以牵引所述机器人本体沿擦洗壁面上下运动完成擦洗作业。

Description

一种吸板风扇式擦窗机器人

技术领域

本实用新型涉及一种用于对高楼的外墙玻璃及壁面进行擦洗的吸板风扇式擦窗机器人，尤其是涉及一种吸板风扇式遥控湿带擦窗机器人。

背景技术

目前在国内外，对高楼外墙玻璃及壁面所进行的擦洗工作主要是借助于电动吊篮由洗楼工进行人工擦洗。进行高楼人工擦洗不仅费用高、效率低，而且十分危险，由此所造成的伤亡事故时有发生。此外，在借助于吊篮进行擦洗时通常需要在高楼设计建造之初，就要考虑在楼顶安装升降机构的因素，从而限制了在已有高层建筑上使用。近年来，国内外竞相展开了利用具有吸盘和喷嘴(喷孔)的高楼擦洗机器人进行高楼擦洗的研究，即利用壁面吸盘中的强大负压使得该擦洗机器人吸附于壁面上，但工作可靠性不高，也难适用于有窗框的壁面；另外，利用均布喷嘴(喷孔)进行喷液，不仅耗费大量的清洁液，而且难于对所喷出的过多清洁液进行处理；正是这些技术及经济上的因素一直限制了在高楼擦洗机器人方面的发展和应用。

发明内容

本实用新型中的吸板风扇式擦窗机器人主要是为了解决现有擦窗机器人工作可靠性不高及清洁液浪费严重等问题。

本实用新型中的吸板风扇式遥控湿带擦窗机器人主要包括有可贴压在外墙玻璃或壁面上的擦洗机器人本体和可在楼顶上行走的缆车系统两部分。其中，在擦洗机器人本体的框架中部安装有涵道风扇，在擦洗机器人涵道上下两侧的主体框架上安装有两套湿带布液机构、橡胶刮片机构，并且在本体框架竖梁上安装有控制湿带布液机构和刮片机构抬起或放下的抬起机构，在涵道四周的主体框架上安装有擦洗机器人本体纵横向行走的四轮机构，在擦洗机器人本体顶部装有姿态调整机构，在擦洗机器人本体上下两端装有CCD摄像头。缆车系统主要由横梁、立柱、底盘通过螺栓连接而构成呈“Z”形的缆车主体，缆绳卷绕鼓轮通过支架安装在底盘上，并由与鼓轮平行安装在底盘上的随动小车机构来保证缆绳在鼓轮上整齐排列；所述横梁伸出于楼顶护墙之外，并通过一组导向轮垂下所述缆绳，用于吊起或放下擦洗机器人本体；缆绳中央包裹有导线，用于对擦洗机器人本体进行供电和传输信号，而擦洗机器人本体所需的清洁液通过缆绳外表面的导引作用进行供给。

当该擦窗机器人工作时，楼顶缆车先将擦洗机器人本体吊离地面，并调整缆车横梁上滑车的位置，以使得擦洗机器人本体靠近玻璃墙面，启动电机使得涵道风扇高速旋转，这样在风扇、涵道及吸板共同产生的吸力和推力复合作用下，使得擦洗机器人本体紧贴在玻璃壁面上；此时，擦洗机器人本体上的四个行走轮也紧压在玻璃壁面上，在缆车缆绳的拖动下，该擦洗机器人本体将会沿玻璃壁面向上行走，此向上行走的过程为空行程；当擦洗机器人本体向上行走到达玻璃壁面顶端时，可通过对抬起机构进行遥控操作来使得布液皮带和橡胶刮片压靠在玻璃壁面上，然后缆车向下松放缆绳，在重力作用下，擦洗机器人本体将开始沿玻璃壁面向下行走，从而开始进行擦洗工作。在向下工作行程中，布液湿带在电机和辊子的带动下循环运动，首先将储液槽中的清洁液均匀地涂抹到玻璃壁面上，同时又将多余的擦洗液带回到储液槽中，随后，压靠在玻璃壁面上的橡胶刮片将在向下运动过程中将已涂布清洁液的玻璃壁面上的污垢污液刮下。当擦洗机器人本体下行到达玻璃壁面底端时，缆车停止向下松放缆绳，橡胶刮片和布液湿带也将会被抬离玻璃壁面，而后，擦洗机器人本体的四个行走轮同步转过90度，并横向行走一定的距离，同时楼顶缆车也横向行走相同的距离，然后由缆车再将擦洗机器人本体吊起，继续进行对相邻玻璃壁面的擦洗。

储液槽中的清洁液由缆车上的供液器将清洁液沿缆绳外表面靠表面附着力和液体重力的作用进行供给，并通过储液槽中的液位传感器自动控制楼顶供液泵的工作。楼顶缆车系统的无级调速电机可使擦洗机器人本体能够以不同的速度进行擦洗及升降动作；擦洗机器人本体的姿态调整机构可保证擦洗机器人本体在上下运动时不会发生偏斜；楼顶缆车系统的缆绳整齐排列机构将保证两根缆绳整齐地排列缠绕在鼓轮上。此外，安装在该擦洗机器人本体上的CCD摄像头和楼顶监视器可方便操作人员对该擦洗机器人本体的工作效果和周围环境进行观察。

采用本实用新型中的擦洗机器人，不仅便于拆卸搬运，即只需1～2个人员即可进行操作，而且工作灵活、效率高、造价低廉、安全可靠，同时使用、维护均非常方便，具有非常广阔的应用前景。

附图说明

下面将结合附图对本实用新型的一具体实施例作进一步详细说明：

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是擦洗机器人本体的侧面结构示意图。

图3是擦洗机器人本体的正面结构示意图(未包括湿带布液机构和橡胶刮片机构等辅助结构)。

图4是缆车系统的总体结构示意图。

具体实施方式

如图1中所示，本实用新型中的吸板风扇式遥控湿带擦窗机器人主要包括位于楼顶的缆车系统(I)和紧贴在玻璃壁面上的擦洗机器人本体(II)，缆车系统(I)通过缆绳将擦洗机器人本体吊起。

如图2中所示，涵道11及风扇29位于擦洗器人本体中部，风扇29由电机33带动进行高速旋转，以使得外界空气通过吸板30和壁面32之间所形成的通道31高速进入涵道11内，这样便在通道内形成了较强的负压吸力，同时风扇也对擦洗机器人本体产生压向壁面的推力，从而使得该擦洗机器人本体紧贴在玻璃壁面上。在涵道上下两侧的主体框架15上分别安装了一套相同的湿带布液机构20、35和一套相同的橡胶刮片机构23、36，布液带21由湿带布液机构20上的一组可转动的辊子张紧并由固定在主体框架15上的电机2和传动带3带动其循环运动，储液槽19中装有清洁液，橡胶刮片24固连在刮片机构23的末端，通过装在其转轴22上的扭转弹簧(未示出)使刮片24紧压在玻璃壁面上，同样，在橡胶刮片机构36和湿带布液机构20、35的转轴上也均装有扭转弹簧并使各自的橡胶刮片和布液带压在玻璃壁面上。固定在主体框架15上的抬起电机8带动小鼓轮7转动对钢丝绳5进行牵引，并通过固定在主体框架15上的四个钢丝绳导向滑轮4、6、14、16将两套湿带布液机构20、35和橡胶刮片机构23、36同时抬起。在主体框架中部的涵道四周分别安装有四个行走轮，其中轮子28、34为可驱动轮，其余两个轮子62、63(见图3)为从动轮。在图2所示出的行走轮处于横向行走状态，锥齿轮27与可驱动行走轮28同轴固连，锥齿轮26与电机25同轴固连，电机25又通过一对啮合的锥齿轮26、27驱动行走轮28进行转动，这样便可实现擦洗机器人本体的横向行走；

当擦洗机器人本体要转换为上下行走状态时，固定在主体框架15上的电机9通过一对直齿轮带动同步齿形带轮10和相固连的行走轮28支架一并转过90度，同时，齿形带轮10也通过同步齿形带12带动同步齿形带轮13及另外两个同步齿形带轮一起转过90度，这样四个行走轮便被同时转过90度而进入到上下行走状态，此时，驱动行走轮28、34的两对锥齿轮均脱离啮合状态，四个行走轮均处于从动状态。另外，将两个CCD摄像头1、18分别固定安装在主体框架15的上下两端。将一接水漏斗40固定在缆绳41的下端，用来收集沿缆绳外表面流下的清洁液。

如图3中所示，在擦洗机器人本体的姿态调整机构中，小滑车38安装在横梁37上，丝杠螺母59与小滑车38固连，受传感器控制的姿态调整电机61固定在横梁37上，而两端各系有一根缆绳的吊钩架39是通过两个垂直的铰链与小滑车38活动连接；调整电机61可通过丝杠60来拖动小滑车38沿横梁37来回滑动，以改变吊钩架39对擦洗机器人本体的拉力作用点，从而来对该擦洗机器人本体的姿态进行调整。

如图4所示，在缆车系统中，横梁47、立柱50、底盘57通过螺栓固定连接，从而构成了呈“Z”形的缆车主体。供液器44固定在避障弯架43上，将由供液泵(未示出)通过输液管送来的清洁液浇到穿过供液器44中的缆绳41上。鼓轮56由调速电机58通过三角皮带(未示出)的传动，可对绕过导向滑轮45及其它导向滑轮的缆绳41进行卷绕；鼓轮56通过同步带和同步带轮(未示出)带动左右旋丝杠53一起转动，在左右旋丝杠53的拖动下随动滑车54将沿导轨55来回滑动；在随动滑车54上还装有缆绳导向滑轮，以使得所述缆绳被整齐地卷绕到鼓轮56上。缆车底盘57上装有四个轮子49，可在楼顶进行移动。避障弯架43固定在横梁滑车46的下方，横梁滑车46安装在横梁47上，并在钢丝辊轴52上缠绕有钢丝绳48，通过导向滑轮42、51将其两端系到滑车46上，此时转动钢丝辊轴52即可通过钢丝绳的牵引作用使得横梁滑车46在横梁47上来回移动。

当该擦窗机器人(II)工作时，楼顶缆车系统(I)先将擦洗机器人本体(II)吊离地面，并调整缆车横梁上滑车38的位置，以使得擦洗机器人本体(I)靠近玻璃墙面，启动电机61使得涵道风扇29高速旋转，这样在风扇29、涵道11及吸板31共同产生的吸力和推力复合作用下，使得擦洗机器人本体(I)紧贴在玻璃壁面上；此时，擦洗机器人本体(I)上的四个行走轮紧压在玻璃壁面上，在缆车缆绳48的拖动下，该擦洗机器人本体(I)将会沿玻璃壁面向上行走，此向上行走的过程为空行程；当擦洗机器人本体(I)向上行走到达玻璃壁面顶端时，可通过对抬起机构进行遥控操作来使得布液皮带和橡胶刮片压靠在玻璃壁面上，然后缆车向下松放缆绳，在重力作用下，擦洗机器人本体将开始沿玻璃壁面向下行走，从而开始进行擦洗工作。在向下行走的过程中，布液湿带在电机和辊子的带动下循环运动，首先将储液槽中的清洁液均匀地涂抹到玻璃壁面上，同时又将多余的擦洗液带回到储液槽中，随后，压靠在玻璃壁面上的橡胶刮片将在向下运动过程中将已涂布清洁液的玻璃壁面上的污垢污液刮下。当擦洗机器人本体下行到达玻璃壁面底端时，缆车停止向下松放缆绳，橡胶刮片和布液湿带也将会被抬离玻璃壁面，而后，擦洗机器人本体的四个行走轮同步转过90度，并横向行走一定的距离，同时楼顶缆车也横向行走相同的距离，然后由缆车再将擦洗机器人本体吊起，继续进行对相邻玻璃壁面的擦洗。

Claims

1.一种吸板风扇式擦窗机器人，由擦洗机器人本体(I)和楼顶缆车系统(II)两部分组成，其特征在于：

在擦洗机器人本体的主框架(15)中部装有涵道(11)及风扇(29)，在涵道底部装有吸板(30)，在涵道四周的主体框架上安装有可纵横向转换行走四轮机构，在涵道上下两侧的主体框架上分别装有一套相同的湿带布液机构(20、35)和橡胶刮片机构(23、36)，在主体框架顶部安装有姿态调整机构；

缆车系统包括由横梁(47)、立柱(50)和底盘(57)通过螺栓连接构成“Z”形缆车主体，在底盘上通过支架安装有缆绳卷绕鼓轮(56)，同时，在底盘上与鼓轮平行安装有由左右旋丝杠拖动以便保证缆绳在鼓轮上整齐排列的随动滑车机构(54)；

在立柱上安装有钢丝绕轴(52)，同时在横梁上安装有可通过钢丝绕轴和闭环钢丝绳的牵引来调整位置的横梁滑车(46)，在该横梁滑车上安装有向内弯曲的避障弯架(43)。

2.如权利要求1中所述的吸板风扇式擦窗机器人，其特征在于：所述湿带布液机构包括有通过一组可转动的辊子张紧并由固定在主体框架上的电机和传动带带动其循环运动的布液带。

3.如权利要求1中所述的吸板风扇式擦窗机器人，其特征在于：所述橡胶刮片机构包括有通过装在转轴(22)上的扭转弹簧而能够紧压在玻璃壁面上的橡胶刮片(24)，该橡胶刮片固连在刮片机构(23)的末端。

4.如权利要求1中所述的吸板风扇式擦窗机器人，其特征在于：所述姿态调整机构包括有安装在横梁(37)上小滑车(38)，并安装有丝杠螺母(59)，同时，在横梁(37)上固定有受传感器控制的姿态调整电机(61)，而两端各系有一根缆绳的吊钩架(39)通过两个垂直的铰链与小滑车(38)活动连接。

5.如权利要求1中所述的吸板风扇式擦窗机器人，其特征在于：所述四轮机构包括有可以同步转向的两个驱动轮(28、34)和两个从动轮(62、63)，其中驱动轮(28)与锥齿轮(27)同轴固连，而锥齿轮(26)与电机(25)同轴固连，擦窗机横向移动时锥齿轮(26、27)啮合，电机(25)驱动驱动轮(28)进行转动，擦窗机纵向移动时锥齿轮(26、27)脱离啮合，同时在四个行走轮(28、34、62、63)的轮架的转向轴上装有通过同步带(12)传动的同步带轮(10，13)。