TWI655925B - Adjustable wall washing device - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可調式洗牆裝置，包括一機體上配置一配重桿，該機體內樞置一刷輪，二抗力滾輪分別經由一線性滑軌而配置於該刷輪的雙側，所述二抗力滾輪的輪心與抗力點分別坐落於一法線方向，該刷輪接觸所述牆面之前，該著力點和該抗力點於所述法線方向上共線，且所述二線性滑軌能伸縮式的移動以控制該刷輪的著力深度，並使得該配重桿與所述二抗力滾輪之間的一力臂長度可調；藉此，改善刷輪的著力點和抗力滾輪的抗力點於所述法線方向上未共線的問題，以及改善配重桿對刷輪及述二抗力滾輪所施加之力矩調整不便的問題。

Description

可調式洗牆裝置

本發明涉及建築物外牆(包含玻璃)的自動清洗技術，特別有關一種可調式洗牆裝置。

周知，一般房舍或大樓等建築物的外牆，大都是由水泥、磚瓦、金屬、非金屬、玻璃等構築而成，因長時間遭受環境空氣、塵垢及日曬雨淋的影響，皆需定期清洗，以維護外觀之潔淨。

已知目前建築物外牆的清洗工作，已由人力逐漸地朝向自動或半自動化方向發展，以減少人為施工上所易造成的諸多危險。但是，由於建築物的外牆多半都是垂立於地表，且垂立的牆面上還經常存在有凹凸的輪廓，例如大樓的玻璃牆面間都存在有凸顯的條框，這些凹凸的外牆輪廓(以下以外牆上凸顯的條框為例)，經常會增加自動或半自動化清洗作業上的困難。

舉如台灣專利公告M327752、M407717、M442887、M509691等所揭露的洗牆機技術而言，都是於一機體上同時配置兩刷輪，並且利用兩刷輪滾動接觸牆面來進行刷洗。由於兩刷輪於接觸垂立平整的牆面時，會於兩刷輪上各自形成接觸牆面的著力點，兩著力點之間構成一著力線，並且由著力線而框圍成一著力平面，在該著力平面有效範圍內，兩刷輪的著力點可以分別施予相同的旋切力接該觸垂立平整的牆面；但是，當兩刷輪的著力點遭遇到垂立平整的牆面中所形成的凸肋、角槽等凹凸外牆輪廓(以下以外牆玻璃之間凸顯的條框為例)時，兩刷輪必須逐一的接觸或攀爬越過該凸顯的條框，此時難免造成一刷輪接觸垂立平整的 牆面，而另一刷輪接觸凸顯條框，造成兩刷輪的著力點所遭遇到的牆面阻力不相同的現象，進而於外牆清洗過程中，易於牆面上凸顯的條框周邊形成斑馬狀的水垢紋路(以下簡稱斑馬紋)，而影響外牆清洗後的美觀。

必須進一步說明的是，上述台灣專利公告M407717、M442887、M509691技術中，雖然揭露於兩刷輪的上、下端分別配置有多個輔助支撐輪，可於兩刷輪的外圍建構出一接觸外牆的虛擬平面，進而控制兩刷輪的輪面接觸外牆時的著力深度；但是，所述多個輔助支撐輪所建構出的虛擬平面，只能於接觸垂立平整的牆面時控制兩刷輪的著力深度，當所述多個輔助支撐輪中有部分輔助支撐輪沒有接觸垂立平整的牆面而是去攀爬接觸凸顯條框時，仍將迫使上述兩刷輪所遭遇到的刷洗阻力不相同，而於牆面形成斑馬紋的窘境發生。

因此，本發明人日前已公開一種洗牆機之刷輪著力深度控制方法及其裝置，詳見台灣專利第I603701案，其使用單一刷輪的輪面提供一著力點接觸牆面，並且由一自由的抗力滾輪在該刷輪朝向所述牆面的至少一法線方向提供一抗力點接觸牆面，以控制該抗力點沿所述法線方向延伸至該刷輪輪面的距離，作為該刷輪輪面接觸牆面時的著力深度，以改善傳統洗牆機於洗牆過程中容易在牆面上生成斑馬狀水垢紋路的問題。

其中，上述專利中的抗力滾輪是經由擺臂而配置於洗牆機的機體上，利用擺臂來調整移動抗力滾輪位於擺臂之旋擺路徑上的位置，進而調整刷輪接觸牆面時的著力深度；然而，由於擺臂之旋擺路徑為弧線路徑，當抗力滾輪經由擺臂來調整移動位置之後，很容易造成抗力滾輪的輪心偏離刷輪朝向所述牆面的法線方向，使得抗力滾輪的抗力點未坐落於刷輪朝向所述牆面的法線方向，也就是刷輪的著力點和抗力滾輪的抗力點於所述法線方向上未共線，因此有待改進。

此外，由於洗牆是利用機體內的刷輪滾轉，來接觸 暨清洗外牆上的塵垢，但是，洗牆機隨著繩索在高樓層外牆間的升降控制，被繩索吊掛的洗牆機除了必須承受風力等外在因素的影響之外，還必須承受牆面之垂立、凹凸等輪廓表面施予刷輪的反作用力，使得該刷輪在洗牆程過程中能否能否充分的滾動接觸外牆，亦即緊貼牆面的穩定性是否足夠，便成了外牆清洗效果是否理想的重要技術課題。

為此，本發明人日前已公開一種吊掛式洗牆裝置，詳見台灣專利M548164案，其利用該配重桿對刷輪及二抗力滾輪分別施加的力矩，來維持刷輪在貼牆滾洗時的穩定性。

然而，上述專利中的配重桿與刷輪及二抗力滾輪之間的力臂長度固定，要改變配重桿對刷輪及述二抗力滾輪所施加的力矩，就需要準備不同重量的重物掛設在配重桿上，因此有待改進。

有鑑於此，本發明之目的，旨在改善抗力滾輪因沿弧線路徑來調整移動其所在位置，很容易造成刷輪的著力點和抗力滾輪的抗力點於所述法線方向上未共線的問題，以及改善配重桿因與刷輪及二抗力滾輪之間的力臂長度固定，需要準備不同重量的重物掛設在配重桿上，來調整配重桿對刷輪及述二抗力滾輪所施加之力矩的問題，進而提供一種可調式洗牆裝置，包括：一作為固定端使用的機體，接受纜繩吊掛而懸持於一牆面的端側，該機體雙側分別配置一線性滑軌；一配重桿，配置於該機體上；一刷輪，樞置於該機體內，該刷輪的輪面提供一著力點用於接觸所述牆面；二抗力滾輪，分別自由的樞設於所述線性滑軌上，使得所述二抗力滾輪坐落於該刷輪的雙側，且所述二抗力滾輪的輪面分別提供一抗力點用於接觸所述牆面；其中，所述二抗力滾輪的輪心與抗力點分別坐落於該刷輪朝向所述牆面的一法線方向，該刷輪接觸所述牆面之前，該著力點和該抗力點於所述法線方向上共線，且所述二線性滑軌能伸縮式的移動並且固定所述二抗力 滾輪的抗力點與該刷輪的著力點之間位在所述法線方向上的間距，用以控制該刷輪的著力深度，並使得該配重桿與所述二抗力滾輪之間的一力臂長度可調。

在進一步實施中，該刷輪的輪心與所述二抗力滾輪的輪心在所述法線方向上共線。其中所述法線方向建構形成一垂直於牆面的法線。

在進一步實施中，所述二線性滑軌分別由一軌座上滑組一軌桿組成，所述二軌座分別固定於機體雙側，所述二抗力滾輪分別自由的樞設於所述二軌桿上。其中所述二線性滑軌分別坐落於所述法線方向上。所述二軌座與所述二軌桿上分別開設若干個栓孔，所述若干個栓孔能對位穿組一梢栓，用以固定該刷輪的著力深度。

在進一步實施中，該配重桿上掛設有至少一重物。

在進一步實施中，該機體上還配置有朝向所述牆面的至少一電荷耦合元件。其中所述電荷耦合元件為多個且以等間距線性排列或成陣列配置。所述電荷耦合元件配置於該機體的頂部、底部或雙側。

藉此，本發明之技術效果在於：利用線性滑軌來調整移動抗力滾輪的位置，進而調整刷輪接觸牆面時的著力深度，能避免抗力滾輪的輪心偏離刷輪朝向所述牆面的法線方向，使得抗力滾輪的抗力點坐落於刷輪朝向所述牆面的法線方向，也就是刷輪的著力點和抗力滾輪的抗力點於所述法線方向上共線，並利用可調整力臂長度的配重桿來控制對該刷輪及所述二抗力滾輪所施加的力矩。

此外，本發明之另一實施例，還提供一種可調式洗牆裝置，包括：一作為固定端使用的機體，接受纜繩吊掛而懸持於一牆面的端側；一刷輪，樞置於該機體內，該刷輪的輪面提供一著力點用於接觸所述牆面；二抗力滾輪，分別自由的樞設於該刷輪的雙側，且所述二抗力滾輪的輪面分別提供一抗力點用於接 觸所述牆面，所述二抗力滾輪的輪心與抗力點分別坐落於該刷輪朝向所述牆面的一法線方向，該刷輪接觸所述牆面之前，該著力點和該抗力點於所述法線方向上共線，且所述二抗力滾輪能沿所述法線方向調整抗力點與該刷輪的著力點之間的間距，用以控制該刷輪的著力深度；及一配重桿，經由一伸縮桿而連結於該機體上，且該配重桿平行於該刷輪及所述二抗力滾輪的輪心，該配重桿對該刷輪及所述二抗力滾輪分別施加一力矩，且該配重桿經由伸縮桿而調整對該刷輪及所述二抗力滾輪所施加的力矩。

在進一步實施中，該刷輪的輪心與所述二抗力滾輪的輪心在所述法線方向上共線。其中所述法線方向建構形成一垂直於牆面的法線。

在進一步實施中，該伸縮桿由二桿件穿套而成，該伸縮桿一端固定於該機體上，該伸縮桿另一端與該配重桿相連結。其中所述二桿件上分別設有若干個栓孔，所述若干個栓孔能對位穿組一梢栓，用以固定該配重桿對該刷輪及該抗力滾輪所施加的力矩。該配重桿上掛設有至少一重物。

在進一步實施中，該機體上還配置有朝向所述牆面的至少一電荷耦合元件。其中所述電荷耦合元件為多個且以等間距線性排列或成陣列配置。

在此所揭露的各實施例的特徵及技術效果將呈現於下方的描述與圖示中。

10‧‧‧機體

11‧‧‧吊架

12‧‧‧吊孔

13‧‧‧動力纜繩

14‧‧‧皮帶

15‧‧‧馬達

16‧‧‧給液管

17‧‧‧排風扇

18‧‧‧排流管

20‧‧‧牆面

30‧‧‧刷輪

31‧‧‧刷輪軸

40‧‧‧抗力滾輪

41‧‧‧線性滑軌

42‧‧‧軌座

43‧‧‧軌桿

44‧‧‧栓孔

45‧‧‧梢栓

50‧‧‧配重桿

51‧‧‧伸縮桿

52、53‧‧‧桿件

54‧‧‧栓孔

55‧‧‧梢栓

60‧‧‧電荷耦合元件

H‧‧‧著力深度

L1、L2‧‧‧力臂長度

P1‧‧‧著力點

P2‧‧‧抗力點

R‧‧‧法線

M1、M2‧‧‧力矩

W‧‧‧重物

圖1是本發明可調式洗牆裝置的立體示意圖；圖1a是圖1中抗力滾輪與線性滑軌的立體配置示意圖；圖2是圖1的前視圖；圖3是圖1的側視圖；圖4是配重桿對刷輪及抗力滾輪之間的力臂長度示意圖；圖5及圖6分別是電荷耦合元件之不同位置的配置示意圖。

首先，請合併參閱圖1至圖3，揭露本發明所提供之一種可調式洗牆裝置的較佳實施形態，說明該可調式洗牆裝置包括一機體10、一刷輪30、二抗力滾輪40及一配重桿50，其中：

該機體10為本發明洗牆裝置的本體，可由金屬或非金屬框殼圍製而成，使該機體10內、外形成有容置刷輪30、抗力滾輪40、配重桿50及其它構件的空間，並以該機體10作為固定端使用。該機體10的頂部設有吊架11，該吊架11在實施上可為二支分別固定於該機體10頂部雙側的角鋼，該吊架11上等距開設若干個吊孔12，用以接受動力纜繩13的吊掛而使機體10懸持於牆面20的端側，該動力纜繩13附予容置有刷輪30的機體10能沿著牆面20上、下移動的能力；此外，且該機體10上並設有給液管16，用以銜接外部供應之清水或清洗液的供應管，該給液管16在實施上是坐落於刷輪30的上方，能對刷輪30或牆面20噴注式的供應清水或清洗液；該機體10背對牆面20之一側配置有多個成列狀排列的排風扇17，所述排風扇17運轉時能於機體10內產生抽吸作用力而使洗牆裝置相對於牆面20提供一負壓吸力，用以吸取牆面20刷洗過程所殘留的水垢，而且該負壓吸力還可經由機體10推引包含該刷輪30的輪面及所述抗力滾輪40的輪面接觸牆面20，以提升洗牆過程中機體10的穩定性並清除牆面水垢；再者，該機體10底部設有一排流管18，使囤積於機體10內的牆面水垢自排流管18排放至外界。

該刷輪30可由若干條軟性刷毛以例如是呈現放射狀的形式設置於刷輪30的圓周表面，使刷輪30的輪面具備可撓曲壓觸牆面20的能力。該刷輪30可利用刷輪軸31樞接於機體10內，且該刷輪30一側的刷輪軸31上可並且利用皮帶14連接一裝設於機體10內的馬達15，使刷輪30具備旋轉動力；依此，使該刷輪30輪面可提供著力點P1接觸牆面20。

所述二抗力滾輪40是樞置於該刷輪30的雙側，並 使所述二抗力滾輪40能於刷輪30接觸牆面20時提供抗力點P2接觸牆面20，而且所述二抗力滾輪40的輪心與抗力點P2必須坐落於刷輪30朝向所述牆面20的一法線方向(R→)，也就是說，該刷輪30的輪心與所述二抗力滾輪40的輪心在所述法線方向(R→)上共線，使刷輪30之輪面在接觸牆面20之前，可以有效控制該抗力點P2沿所述法線方向(R→)延伸至該刷輪30之輪面的距離，以作為當該刷輪30之輪面和抗力點P2依序接觸牆面之後，該刷輪30之輪面滾觸牆面20的著力深度H；再者，當刷輪30尚未接觸牆面20的狀態下，該著力點P1和抗力點P2係於所述法線方向(R→)上共線，更具體的說，所述法線方向(R→)建構形成一垂直於牆面20的法線R，著力點P1和抗力點P2係分別坐落於該法線R上。

請合併參閱圖1a及圖3，說明所述二抗力滾輪40的配置方式，所述二抗力滾輪40是分別自由的樞設於一線性滑軌41上，所述二線性滑軌41是坐落於該刷輪30朝向所述牆面20的法線方向(R→)，進而使所述二抗力滾輪40的輪心與抗力點P2坐落於該刷輪30朝向所述牆面20的法線方向(R→)；所述二線性滑軌41是分別由一軌座42上滑組一軌桿43組成，所述二軌座42是分別固定於該機體10雙側，所述二抗力滾輪40分別自由的樞設於所述二軌桿43上，所述二軌桿43分別經由所述二軌座42的導引而沿該刷輪30朝向所述牆面20的法線方向(R→)位移，使該抗力滾輪40在調整刷輪30之輪面滾觸牆面20的著力深度H時，能確保該抗力滾輪40的輪心與抗力點P2坐落於該刷輪30朝向所述牆面20的法線方向(R→)。進一步的說，所述二軌座42與二軌桿43上分別開設若干個栓孔44，當所述二抗力滾輪40在調整刷輪30之輪面滾觸牆面20的著力深度H時，能對準二軌座42與二軌桿43的栓孔44，並分別穿組一梢栓45，進而固定刷輪30之輪面滾觸牆面20時的著力深度H，且便於操作人員卸除梢栓45來調整刷輪30之輪面滾觸牆面20時的著力深度H。

請合併參閱圖1及圖3，說明該配重桿50在實施上是經由一伸縮桿51而配置於機體10上，該配重桿50平行於該刷輪30及該抗力滾輪40的輪心，該配重桿50上掛設有至少一重物W，所述重物W可由金屬或非金屬的材料製成，例如是砝碼或水泥塊等。進一步的說，該伸縮桿51係由二桿件52、53相互穿套而成，該伸縮桿51一端(也就是桿件52)固定於該機體10上，該伸縮桿51另一端(也就是桿件53)與該配重桿50相連結，所述二桿件52、53為中空的矩形管體形態，並且藉由相互之穿套而能實施展伸及收合的操作，使操作人員能輕易的變換伸縮桿51的總長度。其中，所述二桿件52、53上可等距開設若干個栓孔54；當展伸或收合二桿件52、53而變換伸縮桿51至所需長度時，能對準相穿套銜接之二桿件52、53間的栓孔54，並分別穿組一梢栓55，進而固定展伸後的二桿件52、53，以防止伸縮桿51於荷重時二桿件52、53之間相互滑動，並且便於操作人員卸除梢栓55而展伸或收合該伸縮桿51。

請合併參閱圖3及圖4，說明由於本發明之洗牆裝置是以該吊架11為支點，該配重桿50為施力端，該配重桿50與該刷輪30之間的力臂長度L1，該配重桿50與所述二抗力滾輪40之間的力臂長度L2，該配重桿50對刷輪30施加一力矩M1，該配重桿50對二抗力滾輪40分別施加一力矩M2，也就是說，該配重桿50因重物W的重量而以吊架11為支點向下方旋移，會使刷輪30之輪面與二抗力滾輪40之輪面分別貼緊牆面20，進而使得刷輪30在貼牆滾洗過程中不但能控制著力深度，還能夠更加的不受風力等外在因素以及牆面20之垂立、凹凸等輪廓表面的影響而提升穩定性，而且刷輪20之輪面的貼牆性更加的卓越；並且，還能以調整伸縮桿51總長度的方式來改變該配重桿50與該刷輪30及所述二抗力滾輪之間的力臂長度L1、L2，進而控制配重桿50對刷輪30所施加的力矩M1及對二抗力滾輪所施加力矩M2之大小，來提升洗牆裝置清洗牆面20時的穩定性及貼牆性。此外，還 能利用線性滑軌41來調整所述二抗力滾輪40與該配重桿50之間的力臂長度L2，以控制配重桿50對二抗力滾輪所施加力矩M2之大小。

該機體10在實施上還配置有朝向所述牆面10的至少一電荷耦合元件60，所述電荷耦合元件60在實施上可為多個且以等間距線性排列或成陣列配置；該電荷耦合元件60是配置於該機體10的周圍，更具體的說，該電荷耦合元件60可以是坐落於該機體10的頂部，也可以是坐落於該機體10的底部(如圖5所示)，或者是該機體10的雙側(如圖6所示)，以便於操作人員在洗牆裝置清洗牆面的過程中，可現場立即檢視牆面20的清洗狀況。

以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

Claims (19)

1. 一種可調式洗牆裝置，包括：一作為固定端使用的機體，接受纜繩吊掛而懸持於一牆面的端側，該機體雙側分別配置一線性滑軌；一配重桿，配置於該機體上；一刷輪，樞置於該機體內，該刷輪的輪面提供一著力點用於接觸所述牆面；二抗力滾輪，分別自由的樞設於所述線性滑軌上，使得所述二抗力滾輪坐落於該刷輪的雙側，且所述二抗力滾輪的輪面分別提供一抗力點用於接觸所述牆面；其中，所述二抗力滾輪的輪心與抗力點分別坐落於該刷輪朝向所述牆面的一法線方向，該刷輪接觸所述牆面之前，該著力點和該抗力點於所述法線方向上共線，且所述二線性滑軌能伸縮式的移動並且固定所述二抗力滾輪的抗力點與該刷輪的著力點之間位在所述法線方向上的間距，用以控制該刷輪的著力深度，並使得該配重桿與所述二抗力滾輪之間的一力臂長度可調。
2. 如請求項1所述的可調式洗牆裝置，其中該刷輪的輪心與所述二抗力滾輪的輪心在所述法線方向上共線。
3. 如請求項1或2所述的可調式洗牆裝置，其中所述法線方向建構形成一垂直於牆面的法線。
4. 如請求項1所述的可調式洗牆裝置，其中所述二線性滑軌分別由一軌座上滑組一軌桿組成，所述二軌座分別固定於機體雙側，所述二抗力滾輪分別自由的樞設於所述二軌桿上。
5. 如請求項4所述的可調式洗牆裝置，其中所述二線性滑軌分別坐落於所述法線方向上。
6. 如請求項4所述的可調式洗牆裝置，其中所述二軌座與所述二軌桿上分別開設若干個栓孔，所述若干個栓孔能對位穿組 一梢栓，用以固定該刷輪的著力深度。
7. 如請求項1所述的可調式洗牆裝置，其中該配重桿上掛設有至少一重物。
8. 如請求項1所述的可調式洗牆裝置，其中該機體上還配置有朝向所述牆面的至少一電荷耦合元件。
9. 如請求項8所述的可調式洗牆裝置，其中所述電荷耦合元件為多個且以等間距線性排列或成陣列配置。
10. 如請求項8或9所述的可調式洗牆裝置，其中所述電荷耦合元件配置於該機體的頂部、底部或雙側。
11. 一種可調式洗牆裝置，包括：一作為固定端使用的機體，接受纜繩吊掛而懸持於一牆面的端側；一刷輪，樞置於該機體內，該刷輪的輪面提供一著力點用於接觸所述牆面；二抗力滾輪，分別自由的樞設於該刷輪的雙側，且所述二抗力滾輪的輪面分別提供一抗力點用於接觸所述牆面，所述二抗力滾輪的輪心與抗力點分別坐落於該刷輪朝向所述牆面的一法線方向，該刷輪接觸所述牆面之前，該著力點和該抗力點於所述法線方向上共線，且所述二抗力滾輪能沿所述法線方向調整抗力點與該刷輪的著力點之間的間距，用以控制該刷輪的著力深度；及一配重桿，經由一伸縮桿而連結於該機體上，且該配重桿平行於該刷輪及所述二抗力滾輪的輪心，該配重桿對該刷輪及所述二抗力滾輪分別施加一力矩，且該配重桿經由伸縮桿而調整對該刷輪及所述二抗力滾輪所施加的力矩。
12. 如請求項11所述的可調式洗牆裝置，其中該刷輪的輪心與所述二抗力滾輪的輪心在所述法線方向上共線。
13. 如請求項11或12所述的可調式洗牆裝置，其中所述法線方向建構形成一垂直於牆面的法線。
14. 如請求項11所述的可調式洗牆裝置，其中該伸縮桿由二桿件穿套而成，該伸縮桿一端固定於該機體上，該伸縮桿另一端與該配重桿相連結。
15. 如請求項14所述的可調式洗牆裝置，其中所述二桿件上分別設有若干個栓孔，所述若干個栓孔能對位穿組一梢栓，用以固定該配重桿對該刷輪及該抗力滾輪所施加的力矩。
16. 如請求項11、14或15所述的可調式洗牆裝置，其中該配重桿上掛設有至少一重物。
17. 如請求項11所述的可調式洗牆裝置，其中該機體上還配置有朝向所述牆面的至少一電荷耦合元件。
18. 如請求項17所述的可調式洗牆裝置，其中所述電荷耦合元件為多個且以等間距線性排列或成陣列配置。
19. 如請求項17或18所述的可調式洗牆裝置，其中所述電荷耦合元件配置於該機體的頂部、底部或雙側。