一種高層建筑表面清洗的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高層建筑表面清洗機(jī)，清洗機(jī)采用壓縮空氣為動(dòng)力源，其具備三個(gè)功能：第一，工作時(shí)吸附在高層建筑表面，第二，設(shè)備具有清潔的機(jī)構(gòu)，第三，設(shè)備通過(guò)控制單元控制沿建筑表面移動(dòng)。其中，第三個(gè)功能中的移動(dòng)包括沿豎直方向的向上移動(dòng)和向下移動(dòng)以及沿水平方向的移動(dòng)，采用的原理是將每個(gè)運(yùn)動(dòng)分解為空間三個(gè)正交的方向，在簡(jiǎn)單的程序控制下，分別有三個(gè)正交布置的氣缸執(zhí)行。清洗機(jī)機(jī)體輕便、制作工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，并且可多臺(tái)同時(shí)使用實(shí)現(xiàn)高效率清潔，實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)清理。
【專利說(shuō)明】一種高層建筑表面清洗機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高層建筑清洗裝置，具體地說(shuō)，涉及一種高層建筑表面清洗機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展高層建筑也不斷增多，而且建筑表面多采用鋼化玻璃等較平整的材料裝飾，需要定期清理。長(zhǎng)期以來(lái)，都是以吊車和懸掛的形式進(jìn)行人工清洗，工作危險(xiǎn)。近年來(lái)，逐漸出現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)清洗設(shè)備，但所采用的大多為是吊裝卷?yè)P(yáng)形式，需要在建筑物頂部安裝吊具，并且機(jī)構(gòu)中多采用齒輪、凸輪零部件，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0003]發(fā)明專利200810044382.2中公開(kāi)了一種高層建筑外墻自動(dòng)清洗機(jī)，由空中行走機(jī)和固定操作機(jī)組成，工作時(shí)需要預(yù)先在建筑物頂部安置卷?yè)P(yáng)裝置使空中行走機(jī)上下移動(dòng)，通過(guò)行走機(jī)上固定的刷子和噴水裝置實(shí)現(xiàn)清洗。該清洗機(jī)并未給出水平方向移動(dòng)的方案，不能實(shí)現(xiàn)建筑物表面全部區(qū)域的清洗；清洗的刷子是固定在行走機(jī)上的，只是隨著行走機(jī)構(gòu)的移動(dòng)對(duì)建筑物表面進(jìn)行清理，清洗效率較低。
[0004]近些年，真空吸附型仿生爬壁機(jī)器人發(fā)展迅速?，F(xiàn)有公開(kāi)的文獻(xiàn)《一種多吸盤(pán)爬壁機(jī)器人原型的的研制》(機(jī)械設(shè)計(jì)，第20卷第8期)中介紹了一種仿坦克的爬壁機(jī)器人原型設(shè)計(jì)。該機(jī)器人新穎之處在于采用多個(gè)吸盤(pán)組成的吸附機(jī)構(gòu)和單鏈條爬行及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，可以在墻面上連續(xù)爬行，并有一定的越障能力。該機(jī)器人由于采用單鏈條形式，轉(zhuǎn)彎是通過(guò)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)在轉(zhuǎn)向氣缸的驅(qū)動(dòng)下，使鏈條上鉸接的最靠前的一組吸盤(pán)轉(zhuǎn)換一個(gè)很小的角度，轉(zhuǎn)彎半徑較大。在《豎直玻璃幕墻清洗機(jī)器人的設(shè)計(jì)》(中國(guó)科技信息，2011年底8期)一文中提出了十字交叉式多吸盤(pán)自行走機(jī)器人。該機(jī)器人的行走部分中兩個(gè)氣缸由中間連接板連接，構(gòu)成十字交叉式的行走；十字架兩端分別連接一組吸盤(pán)，每組吸盤(pán)由三個(gè)吸盤(pán)組成，每組吸盤(pán)均帶有雙作用氣缸，在機(jī)器人行走時(shí)使吸盤(pán)組抬起或落下，以達(dá)到緊貼玻璃或越障的功能。該機(jī)器人在整個(gè)過(guò)程中，兩組吸盤(pán)上的雙作用氣缸的伸出部分以懸臂梁的形式支撐著所有的重量，這樣會(huì)使氣缸伸出部分發(fā)生變形，長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)使氣缸磨損以及漏氣，縮短氣缸使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種高層建筑表面清洗機(jī)。清洗機(jī)采用制作工藝簡(jiǎn)單的桿件和小功率的雙向氣壓缸實(shí)現(xiàn)自行移動(dòng)功能。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:包括清洗機(jī)構(gòu)、前進(jìn)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)，其中清洗機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)的清洗功能；前進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)沿豎直方向的移動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)沿水平方向的移動(dòng)，提升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)相對(duì)建筑物表面的遠(yuǎn)離及靠近；各移動(dòng)機(jī)構(gòu)分別由三個(gè)正交分布的第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸執(zhí)行，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在氣缸的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)多組桿件相互配合實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)的兩個(gè)方向的移動(dòng)?’沿豎直方向的移動(dòng)，由水平方向和豎直方向分布的氣缸驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)的軌跡由支腿導(dǎo)軌控制；沿水平方向的移動(dòng)，由兩個(gè)水平方向分布的氣缸配合完成；運(yùn)動(dòng)傳遞鏈為氣缸帶動(dòng)拉桿，拉桿帶動(dòng)支腿，支腿在支腿導(dǎo)軌的引導(dǎo)下移動(dòng)；負(fù)壓吸盤(pán)采用交錯(cuò)式，在每個(gè)支腿上面固連四個(gè)負(fù)壓吸盤(pán)，兩兩對(duì)稱斜著排布；清洗機(jī)以氣動(dòng)馬達(dá)作為動(dòng)力源帶動(dòng)滾刷旋轉(zhuǎn)進(jìn)行擦拭，滾刷套裝在旋轉(zhuǎn)支撐臂上，支撐臂在回轉(zhuǎn)彈簧的作用下使?jié)L刷緊貼建筑表面，在清洗機(jī)移動(dòng)的過(guò)程中使?jié)L刷不間斷地清洗。
[0007]有益效果
[0008]本發(fā)明提出的一種高層建筑表面清洗機(jī)，采用壓縮空氣為動(dòng)力源，具備三個(gè)功能:第一，能夠吸附在高層建筑表面，第二，設(shè)備具有清潔的機(jī)構(gòu)，第三，設(shè)備應(yīng)當(dāng)能夠沿建筑表面移動(dòng)。其中，第三個(gè)功能中的移動(dòng)包括沿豎直方向的向上移動(dòng)和向下移動(dòng)以及沿水平方向的移動(dòng)，采用的原理是將每個(gè)運(yùn)動(dòng)分解為空間三個(gè)正交的方向，在簡(jiǎn)單的程序控制下，分別有三個(gè)正交布置的氣缸執(zhí)行。清洗機(jī)機(jī)體輕便、制作工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，并且可以多臺(tái)同時(shí)使用以實(shí)現(xiàn)高效率清潔，實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)清理。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種高層建筑表面清洗機(jī)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]圖1為本發(fā)明高層建筑表面清洗機(jī)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明高層建筑表面清洗機(jī)去除外殼體示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明高層建筑表面清洗機(jī)的前進(jìn)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4為本發(fā)明高層建筑表面清洗機(jī)的平移機(jī)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:
[0015]1.滾刷2.第一傳動(dòng)帶3.轉(zhuǎn)筒4.回轉(zhuǎn)彈簧5.前臂6.第二傳動(dòng)帶7.氣動(dòng)馬達(dá)8.前橫臂9.限位塊10.滾刷支架11.第一氣缸12.前進(jìn)拉桿13.前進(jìn)滑桿14.提升架15.提升導(dǎo)塊16.前進(jìn)導(dǎo)桿17.前進(jìn)導(dǎo)軌18.后支腿19.后支腿吸盤(pán)20.前進(jìn)支撐桿21.第二氣缸22.第二氣缸支座23.第三氣缸24.平移拉桿25.側(cè)拉桿26.前支腿固定桿27.殼體28.控制單元29.前支腿30.前支腿吸盤(pán)31.高壓氣管32.負(fù)壓氣管
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)施例子是一種高層建筑表面清洗機(jī)。
[0017]參閱圖1、圖2、圖3圖4，本發(fā)明高層建筑表面清洗機(jī)由清洗機(jī)構(gòu)、前進(jìn)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)組成，其中清洗機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)的清洗功能；前進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)沿豎直方向的移動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)沿水平方向的移動(dòng)，提升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)相對(duì)建筑物表面的遠(yuǎn)離及靠近。
[0018]清洗機(jī)構(gòu)包括滾刷1、第一傳動(dòng)帶2、轉(zhuǎn)筒3、回轉(zhuǎn)彈簧4、前臂5、第二傳動(dòng)帶6、氣動(dòng)馬達(dá)7、前橫臂8、限位塊9、滾刷支架10 ；
[0019]滾刷I安裝在滾刷支架10上，在第一傳動(dòng)帶2的帶動(dòng)下繞著滾刷支架10旋轉(zhuǎn)。滾刷支架10安裝在前橫臂8上并可以繞前橫臂8旋轉(zhuǎn)，在回轉(zhuǎn)彈簧4的作用下盡可能的貼近建筑物表面，其擺動(dòng)的最低位由限位塊9設(shè)定并且在限位塊9的引導(dǎo)下只做擺動(dòng)。氣動(dòng)馬達(dá)7和前臂5通過(guò)螺栓固定在殼體上，限位塊固定在前臂5上。在清洗過(guò)程中，氣動(dòng)馬達(dá)7經(jīng)第二傳動(dòng)帶6帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒3旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)筒3經(jīng)第一傳動(dòng)帶2帶動(dòng)滾刷I轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)清洗建筑物表面的功能。
[0020]前進(jìn)機(jī)構(gòu)包括第一氣缸11、前進(jìn)拉桿12、前進(jìn)滑桿13、前進(jìn)導(dǎo)桿16、前進(jìn)導(dǎo)軌17、后支腿18、前進(jìn)支撐桿20、后支腿吸盤(pán)19 ；
[0021]第一氣缸11固定在清洗機(jī)的殼體上。前進(jìn)拉桿12中間豎起的立板通過(guò)螺栓與第一氣缸11上的伸縮桿固連，前進(jìn)拉桿12兩端穿在前進(jìn)滑桿13中間的兩個(gè)短橫桿上固定。前進(jìn)滑桿13通過(guò)自身兩個(gè)長(zhǎng)桿安裝在殼體上，并在第一氣缸11的帶動(dòng)下沿殼體上的孔中前后滑動(dòng)。四個(gè)前進(jìn)導(dǎo)桿16套裝在前進(jìn)滑桿13的兩個(gè)長(zhǎng)桿上，兩者可以相對(duì)滑動(dòng)。前進(jìn)導(dǎo)桿朝上的一端為半球型，該端安裝在前進(jìn)導(dǎo)軌上，并可以沿軌道滑動(dòng)。前進(jìn)導(dǎo)桿16的另一端套裝在后支腿18的橫桿上，前進(jìn)導(dǎo)桿16在前進(jìn)導(dǎo)軌17中滑動(dòng)時(shí)帶動(dòng)后支腿18做上下、前后的運(yùn)動(dòng)。后支腿18的橫桿上連接前進(jìn)支撐桿20，通過(guò)前進(jìn)支撐桿20將兩個(gè)后支腿18連接在一起。后支腿吸盤(pán)19在控制單元的控制下形成負(fù)壓或者與空氣接通。第一氣缸11經(jīng)過(guò)前進(jìn)拉桿12和前進(jìn)滑桿13帶動(dòng)前進(jìn)導(dǎo)桿16，前進(jìn)導(dǎo)桿16帶動(dòng)后支腿18相對(duì)于殼體做豎直方向的運(yùn)動(dòng)。
[0022]提升機(jī)構(gòu)包括第二氣缸21、第二氣缸支座22、提升架14、提升導(dǎo)塊15 ；
[0023]第二氣缸21通過(guò)氣第二氣缸支座22固定在殼體上,氣缸的伸縮桿與提升架14固連。提升導(dǎo)塊15固定在殼體上，提升架14沿著提升導(dǎo)塊15上下滑動(dòng)。提升架14兩端與前進(jìn)支撐桿20連接，通過(guò)前進(jìn)支撐桿20帶動(dòng)后支腿做上下運(yùn)動(dòng)。第二氣缸21的伸縮桿帶動(dòng)提升架14通過(guò)前進(jìn)支撐桿20帶動(dòng)后支腿18相對(duì)于殼體做上下運(yùn)動(dòng)。
[0024]平移機(jī)構(gòu)包括第三氣缸23、平移拉桿24、側(cè)拉桿25 ；
[0025]第三氣缸23通過(guò)螺栓固定在殼體上，氣缸的伸縮桿與平移拉桿24緊固。倒T形的側(cè)拉桿25下端伸在平移拉桿上U形槽中，上端與兩個(gè)后支腿的橫桿固定。第三氣缸23的伸縮桿做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)平移拉桿24和側(cè)拉桿25帶動(dòng)后支腿18相對(duì)于殼體做平移運(yùn)動(dòng)。
[0026]輔助機(jī)構(gòu)包括前支腿固定桿26、殼體27、控制單元28、前支腿29、前支腿吸盤(pán)30、高壓氣管31、負(fù)壓氣管32;
[0027]控制單元28和前支腿29固定在殼體上。前支腿29固定桿間兩個(gè)前支腿連接起來(lái)形成整體，前支腿29的末端固定有前支腿吸盤(pán)30，前支腿吸盤(pán)30與前支腿29為中空，在控制單元28的控制下使前支腿吸盤(pán)30中形成負(fù)壓或者與空氣接通。其中，高壓氣管31和負(fù)壓氣管32分別接在控制單元28中，控制單元28通過(guò)氣管接通所有氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)7。
[0028]前進(jìn)機(jī)構(gòu)與提升機(jī)構(gòu)配合完成清洗機(jī)豎直方向的移動(dòng)。前支腿吸盤(pán)30接通負(fù)壓吸附在建筑物表面，后支腿吸盤(pán)19接通空氣，第二氣缸21的伸縮桿伸出，后支腿18遠(yuǎn)離建筑物表面；到位后，第一氣缸11的伸縮桿伸出，使殼體沿豎直方向向上移動(dòng)；到位后，第二氣缸21的伸縮桿縮回，后支腿吸盤(pán)19貼緊建筑物表面，后支腿吸盤(pán)19接通負(fù)壓，前支腿吸盤(pán)19接通空氣，伸縮桿繼續(xù)回縮，迫使前支腿29帶動(dòng)殼體離開(kāi)建筑表面；到位后，第一氣缸11的伸縮桿回縮，殼體沿豎直方向向上移動(dòng)；第二氣缸21的伸縮桿回縮，前支腿吸盤(pán)30貼緊建筑物表面，前支腿吸盤(pán)30接通負(fù)壓，后支腿吸盤(pán)19接通空氣，伸縮桿繼續(xù)回縮，后支腿18遠(yuǎn)離建筑物表面；完成一個(gè)循環(huán)，清洗機(jī)沿豎直方向移動(dòng)一段距離。
[0029]平移機(jī)構(gòu)與提升機(jī)構(gòu)配合完成清洗機(jī)豎直方向的移動(dòng)。前支腿29和后支腿18吸附在建筑物表面，前支腿吸盤(pán)30接通空氣，第二氣缸21的伸縮桿伸出，迫使殼體帶動(dòng)前支腿29遠(yuǎn)離建筑物表面；到位后，第三氣缸23的伸縮桿伸出，使殼體沿水平方向移動(dòng)；到位后，第二氣缸21的伸縮桿縮回，前支腿吸盤(pán)30貼緊建筑物表面并接通負(fù)壓，后支腿吸盤(pán)19接通空氣，伸縮桿繼續(xù)回縮，使后支腿18離開(kāi)建筑表面；到位后，第三氣缸23的伸縮桿回縮，后支腿18沿水平方向向右移動(dòng)；到位后，第二氣缸21的伸縮桿回縮，后支腿吸盤(pán)19貼緊建筑物表面并接通負(fù)壓，前支腿吸盤(pán)30接通空氣，伸縮桿繼續(xù)回縮，迫使殼體帶動(dòng)前支腿29遠(yuǎn)離建筑物表面；完成一個(gè)循環(huán)，清洗機(jī)沿水平方向移動(dòng)一段距離。
[0030]通過(guò)控制單元中編制好的程序，先鎖緊第三氣缸，打開(kāi)第一氣缸和第三氣缸，使清洗機(jī)沿豎直方向移動(dòng)進(jìn)行清洗。到頂端后，鎖緊第一氣缸，打開(kāi)第二氣缸，使清洗機(jī)沿水平方向移動(dòng)。到設(shè)定位置后，鎖緊第二氣缸，打開(kāi)第一氣缸，使清洗機(jī)沿豎直方向向下移動(dòng)。滾刷一直緊貼建筑物表面進(jìn)行清洗。直至清洗結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.一種高層建筑表面清洗機(jī)，其特征在于:包括清洗機(jī)構(gòu)、前進(jìn)機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)，其中清洗機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)的清洗功能；前進(jìn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)沿豎直方向的移動(dòng)，平移機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)沿水平方向的移動(dòng)，提升機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)相對(duì)建筑物表面的遠(yuǎn)離及靠近；各移動(dòng)機(jī)構(gòu)分別由三個(gè)正交分布的第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸執(zhí)行，移動(dòng)機(jī)構(gòu)在氣缸的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)多組桿件相互配合實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)的兩個(gè)方向的移動(dòng)；沿豎直方向的移動(dòng)，由水平方向和豎直方向分布的氣缸驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)的軌跡由支腿導(dǎo)軌控制；沿水平方向的移動(dòng)，由兩個(gè)水平方向分布的氣缸配合完成；運(yùn)動(dòng)傳遞鏈為氣缸帶動(dòng)拉桿，拉桿帶動(dòng)支腿，支腿在支腿導(dǎo)軌的引導(dǎo)下移動(dòng)；負(fù)壓吸盤(pán)采用交錯(cuò)式，在每個(gè)支腿上面固連四個(gè)負(fù)壓吸盤(pán)，兩兩對(duì)稱斜著排布；清洗機(jī)以氣動(dòng)馬達(dá)作為動(dòng)力源帶動(dòng)滾刷旋轉(zhuǎn)進(jìn)行擦拭，滾刷套裝在旋轉(zhuǎn)支撐臂上，支撐臂在回轉(zhuǎn)彈簧的作用下使?jié)L刷緊貼建筑表面，在清洗機(jī)移動(dòng)的過(guò)程中使?jié)L刷不間斷地清洗。
【文檔編號(hào)】A47L11/38GK103462566SQ201310385941
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】藺小軍, 王志偉, 張新鴿, 郭研, 崔棟鵬, 吳廣 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)