專利名稱：壁面清洗機器人噴水清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種幕墻壁面清洗機器人，具體講是涉及一種應(yīng)用于高層建筑壁 面清洗的壁面清洗機器人噴水清洗裝置。屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市中高層建筑如雨后春筍般的涌現(xiàn)，但是， 由于城市空氣污染，高層建筑的外墻容易粘上各種污跡，特別是對于玻璃幕墻的建筑物，污 跡更加明顯，影響外觀。現(xiàn)有的高層建筑物外墻的清洗主要依靠人工清潔方式，清潔工人坐 在吊車上從樓頂?shù)跸聛磉M行清洗，這種方式不僅效率低，而且對清潔工人及樓下行人均存 在危險。隨著機器人技術(shù)研究的不斷深入，研究人員已提出由機器人進行高層建筑的外墻 清洗工作，而機器人清潔外墻過程中產(chǎn)生的清潔液噴灑和處理問題是這項技術(shù)推向應(yīng)用需 要解決的問題之一。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能可靠完成 壁面清洗過程中的噴水、刷洗、刮擦與污水回收的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，從而把機 器人清潔建筑物外墻的技術(shù)推向應(yīng)用。為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于包括噴水裝置、刷洗機構(gòu)和刮擦 裝置；所述的噴水裝置包括直線移動單元組件、噴頭，直線移動單元組件包括主連桿、次 連桿、滑塊、噴水驅(qū)動電機組件、直線導(dǎo)軌、左導(dǎo)軌支架、右導(dǎo)軌支架和橫梁，所述左、右導(dǎo)軌 支架固定在橫梁的兩端，直線導(dǎo)軌的兩端固定在左、右導(dǎo)軌支架上，所述噴水驅(qū)動電機組件 固定在橫梁上方，主連桿的一端固聯(lián)在噴水驅(qū)動電機組件的輸出軸上，次連桿的一端可轉(zhuǎn) 動地安裝在主連桿的末端，所述滑塊可轉(zhuǎn)動地安裝在次連桿的末端，滑塊可沿直線導(dǎo)軌水 平移動地套裝在直線導(dǎo)軌上，噴頭安裝在滑塊上，主連桿和次連桿的長度相等；所述的刷洗機構(gòu)包括刷洗驅(qū)動電機、電機支架和滾刷；所述電機支架固定在橫梁 上方，所述刷洗驅(qū)動電機固定在電機支架上，滾刷的兩端分別可轉(zhuǎn)動地安裝在左、右導(dǎo)軌支 架上，刷洗驅(qū)動電機通過傳動裝置連接滾刷；所述的刮擦裝置包括刮板支架、刮板、刮板蓋板；所述刮板支架連接在左、右導(dǎo)軌 支架的末端，刮板安裝在刮板支架上，并與刮板支架之間緊密貼合，刮板蓋板安裝在刮板支 架的上方，與刮板、刮板支架緊密貼合，在刮板蓋板上設(shè)有污水回收孔。前述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的噴水裝置還包括噴水同 步帶組件，所述的噴水同步帶組件包括主同步帶輪、次同步帶輪和噴水同步帶，主同步帶輪 固定在橫梁的下方，位于主連桿與橫梁的結(jié)合處，次同步帶輪可轉(zhuǎn)動地安裝在主連桿的末 端，次連桿與次同步帶輪固聯(lián)，噴水同步帶連接主同步帶輪和次同步帶輪。
3[0010]前述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的傳動裝置為刷洗同步帶 組件，所述刷洗同步帶組件包括上同步帶輪、下同步帶輪和滾刷同步帶，上同步帶輪固聯(lián)在 刷洗驅(qū)動電機輸出軸上，下同步帶輪固聯(lián)在滾刷的一端，滾刷同步帶連接上同步帶輪和下 同步帶輪。前述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的噴頭可轉(zhuǎn)動地安裝在滑 塊上。前述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的滾刷的中間為轉(zhuǎn)軸，在 轉(zhuǎn)軸的外周設(shè)有成螺旋狀分布的滾刷頭。本實用新型的有益效果是本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，通過機構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了噴頭往復(fù) 運動，在保證壁面清潔要求的基礎(chǔ)上，減輕了控制任務(wù)。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、清潔能力強， 配合壁面清洗機器人能完成一般的樓宇外墻清洗任務(wù)，在自動化壁面清洗領(lǐng)域有廣泛的應(yīng) 用前景。

圖1為本實用新型實施例的噴水裝置的俯視圖；圖2是本實用新型實施例的噴水裝置的立體圖；圖3是本實用新型實施例的噴水裝置的主視圖；圖4為本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)的主視圖；圖5是本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖6是本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖7為本實用新型實施例的使用狀態(tài)側(cè)視圖。圖中主要標(biāo)記的含義1、左導(dǎo)軌支架，2、橫梁，3、次連桿，4、次同步帶輪，5、噴水同步帶，6、主連桿，7、噴 水驅(qū)動電機組件，8、噴頭，9、滑塊，10、直線導(dǎo)軌，11、主同步帶輪，12、右導(dǎo)軌支架，13、上同 步帶輪，14、下同步帶輪，15、刷洗同步帶，16、滾刷，17、板蓋板，18、刮板，19、刮板支架，20、 刷洗驅(qū)動電機，21、電機支架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖舉例對本實用新型作更詳細的描述。圖1為本實用新型實施例的噴水裝置的俯視圖；圖2是本實用新型實施例的噴水 裝置的立體圖；圖3是本實用新型實施例的噴水裝置的主視圖；圖4為本實用新型實施例 的整體結(jié)構(gòu)的主視圖；圖5是本實用新型實施例的整體結(jié)構(gòu)的立體圖；圖6是本實用新型 實施例的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。如圖1-6所示，本實用新型的壁面清洗機器人噴水清洗裝置包括噴水裝置、刷洗 機構(gòu)、刮擦裝置等。噴水裝置包括直線移動單元組件、噴頭等。直線移動單元組件包括主連桿6、次連 桿3、滑塊9、噴水驅(qū)動電機組件7、直線導(dǎo)軌10、左導(dǎo)軌支架1、右導(dǎo)軌支架12和橫梁2等， 左導(dǎo)軌支架1、右導(dǎo)軌支架12固定在橫梁2的兩端，直線導(dǎo)軌10的兩端固定在左導(dǎo)軌支架 1和右導(dǎo)軌支架12上。噴水驅(qū)動電機組件7固定在橫梁2上方，主連桿6的一端固聯(lián)在噴
4水驅(qū)動電機組件7的輸出軸上，并可在電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。次連桿3的一端安裝在主連桿6 的末端，并可繞主連桿6轉(zhuǎn)動。滑塊9安裝在次連桿3的末端，并可繞次連桿3旋轉(zhuǎn)；滑塊 9套裝在直線導(dǎo)軌10上，可沿直線導(dǎo)軌11水平移動，噴頭8安裝在滑塊9上，主連桿6和次 連桿3長度相等。噴水驅(qū)動電機組件7帶動主連桿6轉(zhuǎn)動，由于滑塊9可以沿直線導(dǎo)軌10 水平滑動，因此主連桿6會帶動次連桿3的上端向一個方向移動，次連桿3同時帶動滑塊9 和噴頭8—起移動，從而實現(xiàn)噴頭8的水平移動，實現(xiàn)均勻噴水。在此過程中，主連桿6和 次連桿3的轉(zhuǎn)動方向是相反的。刷洗機構(gòu)包括刷洗驅(qū)動電機20、電機支架21、滾刷16，電機支架21固定在橫梁2 上方，刷洗驅(qū)動電機20固定在電機支架21上，滾刷16的兩端分別安裝在左、右導(dǎo)軌支架1、 12上，并可轉(zhuǎn)動，刷洗驅(qū)動電機20通過傳動裝置連接并驅(qū)動滾刷16轉(zhuǎn)動。刷洗驅(qū)動電機 20通過傳動裝置驅(qū)動滾刷16轉(zhuǎn)動，對墻壁進行刮擦清洗。刮擦裝置包括刮板支架19、刮板18、刮板蓋板17等，刮板支架19安裝在左、右導(dǎo) 軌支架1、12的末端，與左、右導(dǎo)軌支架1、12固定連接，刮板18安裝在刮板支架19上，并與 刮板支架19之間緊密貼合。刮板蓋板17固定安裝在刮板支架19的上方，與刮板18、刮板 蓋板17緊密貼合，防止清洗液滲漏。在刮板蓋板17上設(shè)有回收清洗液的污水回收孔。在 清洗作業(yè)過程中，刮板支架19、刮板18、刮板蓋板17與待清洗幕墻構(gòu)成一半圓形腔體，清洗 幕墻上流下的污水通過刮板18的作用，收集到半圓形腔體中，并通過刮板蓋板上的回收孔 流到污水箱，進行回收。為了使次連桿3和主連桿6的動作同步，并使得此連桿3的動作靈活，在噴水裝置 中設(shè)置噴水同步帶組件。噴水同步帶組件包括主同步帶輪11、次同步帶輪4和噴水同步帶 5，主同步帶輪11固定在橫梁2的下方，位于主連桿6與橫梁2的結(jié)合處。次同步帶輪4安 裝在主連桿6的末端，可以繞主連桿6轉(zhuǎn)動，次連桿3與次同步帶輪4固定連接，噴水同步 帶5連接主同步帶輪11和次同步帶輪4。主連桿6在噴水驅(qū)動電機組件7的帶動下轉(zhuǎn)動 時，由于主同步帶輪11固定在橫梁2上，而次同步帶輪4可以轉(zhuǎn)動，因此在噴水同步帶5的 作用下，次同步帶輪4被驅(qū)動轉(zhuǎn)動，帶動次連桿3發(fā)生轉(zhuǎn)動。此動作與主連桿6帶動次連桿 3的轉(zhuǎn)動動作共同作用，使滑塊9的移動更順暢。同時，連接刷洗驅(qū)動電機20和滾刷16的傳動裝置也可以采用同步帶組件、齒輪組 或其他的形式。在附圖所示的實施例中，采用的是同步帶組件，但并不限定于此。同步帶組 件包括上同步帶輪13、下同步帶輪14和滾刷同步帶15，上同步帶輪13固聯(lián)在刷洗驅(qū)動電 機20的輸出軸上，下同步帶輪14固聯(lián)在滾刷16的一端，上同步帶輪13和下同步帶輪14 由滾刷同步帶15連接。另外，為了使噴頭8可以將清洗液噴到更大范圍的幕墻上，將噴頭8設(shè)置為可轉(zhuǎn)動 式，可以繞滑塊9轉(zhuǎn)動。而滾刷16也可以有多種形式，在本實施例中顯示的是采用中間為 轉(zhuǎn)軸、在轉(zhuǎn)軸的外周設(shè)有成螺旋狀分布的滾刷頭的形式。圖7為本實用新型實施例的使用狀態(tài)側(cè)視圖。本實用新型的工作原理是利用噴 水驅(qū)動電機組件7轉(zhuǎn)動帶動主連桿6轉(zhuǎn)動，次連桿3通過次同步帶輪4與主同步帶輪11連 接，因此當(dāng)主連桿6轉(zhuǎn)動時，次連桿3繞主連桿6轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)動方向相反，主連桿6與次連 桿3的尺寸相同，因此主、次連桿的運動疊加后安裝在此連桿末端的滑塊9的運動為直線運 動，即實現(xiàn)了滑塊9上的噴頭8的往復(fù)運動，從而噴頭8可以沿著直線導(dǎo)軌10噴水。刷洗驅(qū)動電機20帶動滾刷16轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)滾刷16與玻璃幕墻之間的相對運動，完成幕墻污染物 的機械清除。清除下來的污染物在水流和重力的作用下流向刮擦裝置，并通過回收孔流到 污水箱。刮擦裝置貼緊玻璃幕墻，整個清洗裝置在機器人的驅(qū)動下沿幕墻壁面垂直向上運 動，將清洗后的幕墻刮干凈并收集、回收污水。本實用新型具有如下優(yōu)點1.結(jié)構(gòu)簡單、功能完善。本實用新型將幕墻清洗作業(yè)分解為噴水、刷洗和刮擦三個 基本環(huán)節(jié)，分別設(shè)計各環(huán)節(jié)的實現(xiàn)裝置，結(jié)構(gòu)簡單，功能完善，清洗效果良好；2個驅(qū)動電機 可以根據(jù)實際需求改為單個電機驅(qū)動，節(jié)約成本。2.安全可靠。本實用新型在應(yīng)用過程中，機械運動部件運動空間獨立，即使是在失 控的狀態(tài)已不會出現(xiàn)機械部件干涉受損的可能性。3.控制簡單。本實用新型通過巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為直線運動，僅需調(diào)整 驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動速度即可實現(xiàn)噴嘴的往復(fù)運動，控制過程簡單。4.擴展性好。本實用新型再稍加改動后即可應(yīng)用于地面、建筑物外墻等其他環(huán)境 的清洗作業(yè)。上述實施例不以任何方式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所 獲得的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于包括噴水裝置、刷洗機構(gòu)和刮擦裝置；所述的噴水裝置包括直線移動單元組件、噴頭，直線移動單元組件包括主連桿、次連桿、滑塊、噴水驅(qū)動電機組件、直線導(dǎo)軌、左導(dǎo)軌支架、右導(dǎo)軌支架和橫梁，所述左、右導(dǎo)軌支架固定在橫梁的兩端，直線導(dǎo)軌的兩端固定在左、右導(dǎo)軌支架上，所述噴水驅(qū)動電機組件固定在橫梁上方，主連桿的一端固聯(lián)在噴水驅(qū)動電機組件的輸出軸上，次連桿的一端可轉(zhuǎn)動地安裝在主連桿的末端，所述滑塊可轉(zhuǎn)動地安裝在次連桿的末端，滑塊可沿直線導(dǎo)軌水平移動地套裝在直線導(dǎo)軌上，噴頭安裝在滑塊上，主連桿和次連桿的長度相等；所述的刷洗機構(gòu)包括刷洗驅(qū)動電機、電機支架和滾刷；所述電機支架固定在橫梁上方，所述刷洗驅(qū)動電機固定在電機支架上，滾刷的兩端分別可轉(zhuǎn)動地安裝在左、右導(dǎo)軌支架上，刷洗驅(qū)動電機通過傳動裝置連接滾刷；所述的刮擦裝置包括刮板支架、刮板、刮板蓋板；所述刮板支架連接在左、右導(dǎo)軌支架的末端，刮板安裝在刮板支架上，并與刮板支架之間緊密貼合，刮板蓋板安裝在刮板支架的上方，與刮板、刮板支架緊密貼合，在刮板蓋板上設(shè)有污水回收孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的噴水裝置 還包括噴水同步帶組件，所述的噴水同步帶組件包括主同步帶輪、次同步帶輪和噴水同步 帶，主同步帶輪固定在橫梁的下方，位于主連桿與橫梁的結(jié)合處，次同步帶輪可轉(zhuǎn)動地安裝 在主連桿的末端，次連桿與次同步帶輪固聯(lián)，噴水同步帶連接主同步帶輪和次同步帶輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的傳動 裝置為刷洗同步帶組件，所述刷洗同步帶組件包括上同步帶輪、下同步帶輪和滾刷同步帶， 上同步帶輪固聯(lián)在刷洗驅(qū)動電機輸出軸上，下同步帶輪固聯(lián)在滾刷的一端，滾刷同步帶連 接上同步帶輪和下同步帶輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的噴頭可轉(zhuǎn) 動地安裝在滑塊上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壁面清洗機器人噴水清洗裝置，其特征在于所述的滾刷的中 間為轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸的外周設(shè)有成螺旋狀分布的滾刷頭。
專利摘要本實用新型涉及一種壁面清洗機器人噴水清洗裝置，噴水裝置的左、右導(dǎo)軌支架固定在橫梁和直線導(dǎo)軌兩端，噴水驅(qū)動電機組件固定在橫梁上，主連桿一端固聯(lián)在噴水驅(qū)動電機組件的輸出軸上，另一端連接次連桿，次連桿連接套裝在直線導(dǎo)軌上的滑塊，噴頭安裝在滑塊上；刷洗機構(gòu)的刷洗驅(qū)動電機固定在橫梁上方，滾刷安裝在左、右導(dǎo)軌支架上，通過傳動裝置連接刷洗驅(qū)動電機；刮擦裝置的刮板支架連接在左、右導(dǎo)軌支架上，刮板和刮板蓋板安裝在刮板支架上，在刮板蓋板上設(shè)有污水回收孔。本實用新型通過機構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)了噴頭往復(fù)運動，在保證壁面清潔要求的基礎(chǔ)上，減輕了控制任務(wù)；本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、清潔能力強，在自動化壁面清洗領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號A47L11/38GK201602718SQ20102002287
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者姚沖, 張建偉, 王魯單, 程勝, 趙廣志, 馬秀云 申請人:昆山市工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司