一種高層建筑表面清洗的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種高層建筑表面清洗機，清洗機采用壓縮空氣為動力源，其具備三個功能：第一，工作時吸附在高層建筑表面，第二，設備具有清潔的機構，第三，設備通過控制單元控制沿建筑表面移動。其中，第三個功能中的移動包括沿豎直方向的向上移動和向下移動以及沿水平方向的移動，采用的原理是將每個運動分解為空間三個正交的方向，在簡單的程序控制下，分別有三個正交布置的氣缸執行。清洗機機體輕便、制作工藝簡單、結構強度較高，并且可多臺同時使用實現高效率清潔，實現無人自動清理。
【專利說明】一種高層建筑表面清洗機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高層建筑清洗裝置，具體地說，涉及一種高層建筑表面清洗機。
【背景技術】
[0002]當前，隨著經濟發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。長期以來，都是以吊車和懸掛的形式進行人工清洗，工作危險。近年來，逐漸出現無人自動清洗設備，但所采用的大多為是吊裝卷揚形式，需要在建筑物頂部安裝吊具，并且機構中多采用齒輪、凸輪零部件，導致結構復雜。
[0003]發明專利200810044382.2中公開了一種高層建筑外墻自動清洗機，由空中行走機和固定操作機組成，工作時需要預先在建筑物頂部安置卷揚裝置使空中行走機上下移動，通過行走機上固定的刷子和噴水裝置實現清洗。該清洗機并未給出水平方向移動的方案，不能實現建筑物表面全部區域的清洗；清洗的刷子是固定在行走機上的，只是隨著行走機構的移動對建筑物表面進行清理，清洗效率較低。
[0004]近些年，真空吸附型仿生爬壁機器人發展迅速。現有公開的文獻《一種多吸盤爬壁機器人原型的的研制》(機械設計，第20卷第8期)中介紹了一種仿坦克的爬壁機器人原型設計。該機器人新穎之處在于采用多個吸盤組成的吸附機構和單鏈條爬行及轉向機構，可以在墻面上連續爬行，并有一定的越障能力。該機器人由于采用單鏈條形式，轉彎是通過旋轉關節在轉向氣缸的驅動下，使鏈條上鉸接的最靠前的一組吸盤轉換一個很小的角度，轉彎半徑較大。在《豎直玻璃幕墻清洗機器人的設計》(中國科技信息，2011年底8期)一文中提出了十字交叉式多吸盤自行走機器人。該機器人的行走部分中兩個氣缸由中間連接板連接，構成十字交叉式的行走；十字架兩端分別連接一組吸盤，每組吸盤由三個吸盤組成，每組吸盤均帶有雙作用氣缸，在機器人行走時使吸盤組抬起或落下，以達到緊貼玻璃或越障的功能。該機器人在整個過程中，兩組吸盤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，這樣會使氣缸伸出部分發生變形，長時間工作會使氣缸磨損以及漏氣，縮短氣缸使用壽命。
【發明內容】
[0005]為避免現有技術的不足之處，本發明提出一種高層建筑表面清洗機。清洗機采用制作工藝簡單的桿件和小功率的雙向氣壓缸實現自行移動功能。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括清洗機構、前進機構、提升機構、平移機構和輔助機構，其中清洗機構實現清洗機的清洗功能；前進機構實現清洗機沿豎直方向的移動，平移機構實現清洗機沿水平方向的移動，提升機構實現清洗機相對建筑物表面的遠離及靠近；各移動機構分別由三個正交分布的第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸執行，移動機構在氣缸的驅動下，通過多組桿件相互配合實現清洗機的兩個方向的移動?’沿豎直方向的移動，由水平方向和豎直方向分布的氣缸驅動，移動的軌跡由支腿導軌控制；沿水平方向的移動，由兩個水平方向分布的氣缸配合完成；運動傳遞鏈為氣缸帶動拉桿，拉桿帶動支腿，支腿在支腿導軌的引導下移動；負壓吸盤采用交錯式，在每個支腿上面固連四個負壓吸盤，兩兩對稱斜著排布；清洗機以氣動馬達作為動力源帶動滾刷旋轉進行擦拭，滾刷套裝在旋轉支撐臂上，支撐臂在回轉彈簧的作用下使滾刷緊貼建筑表面，在清洗機移動的過程中使滾刷不間斷地清洗。
[0007]有益效果
[0008]本發明提出的一種高層建筑表面清洗機，采用壓縮空氣為動力源，具備三個功能:第一，能夠吸附在高層建筑表面，第二，設備具有清潔的機構，第三，設備應當能夠沿建筑表面移動。其中，第三個功能中的移動包括沿豎直方向的向上移動和向下移動以及沿水平方向的移動，采用的原理是將每個運動分解為空間三個正交的方向，在簡單的程序控制下，分別有三個正交布置的氣缸執行。清洗機機體輕便、制作工藝簡單、結構強度較高，并且可以多臺同時使用以實現高效率清潔，實現無人自動清理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施方式對本發明一種高層建筑表面清洗機作進一步的詳細說明。
[0010]圖1為本發明高層建筑表面清洗機示意圖。
[0011]圖2為本發明高層建筑表面清洗機去除外殼體示意圖。
[0012]圖3為本發明高層建筑表面清洗機的前進機構、提升機構示意圖。
[0013]圖4為本發明高層建筑表面清洗機的平移機構示意圖。
[0014]圖中:
[0015]1.滾刷2.第一傳動帶3.轉筒4.回轉彈簧5.前臂6.第二傳動帶7.氣動馬達8.前橫臂9.限位塊10.滾刷支架11.第一氣缸12.前進拉桿13.前進滑桿14.提升架15.提升導塊16.前進導桿17.前進導軌18.后支腿19.后支腿吸盤20.前進支撐桿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31.高壓氣管32.負壓氣管
【具體實施方式】
[0016]本實施例子是一種高層建筑表面清洗機。
[0017]參閱圖1、圖2、圖3圖4，本發明高層建筑表面清洗機由清洗機構、前進機構、提升機構、平移機構和輔助機構組成，其中清洗機構實現清洗機的清洗功能；前進機構實現清洗機沿豎直方向的移動，平移機構實現清洗機沿水平方向的移動，提升機構實現清洗機相對建筑物表面的遠離及靠近。
[0018]清洗機構包括滾刷1、第一傳動帶2、轉筒3、回轉彈簧4、前臂5、第二傳動帶6、氣動馬達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，在第一傳動帶2的帶動下繞著滾刷支架10旋轉。滾刷支架10安裝在前橫臂8上并可以繞前橫臂8旋轉，在回轉彈簧4的作用下盡可能的貼近建筑物表面，其擺動的最低位由限位塊9設定并且在限位塊9的引導下只做擺動。氣動馬達7和前臂5通過螺栓固定在殼體上，限位塊固定在前臂5上。在清洗過程中，氣動馬達7經第二傳動帶6帶動轉筒3旋轉，轉筒3經第一傳動帶2帶動滾刷I轉動，實現清洗建筑物表面的功能。
[0020]前進機構包括第一氣缸11、前進拉桿12、前進滑桿13、前進導桿16、前進導軌17、后支腿18、前進支撐桿20、后支腿吸盤19 ；
[0021]第一氣缸11固定在清洗機的殼體上。前進拉桿12中間豎起的立板通過螺栓與第一氣缸11上的伸縮桿固連，前進拉桿12兩端穿在前進滑桿13中間的兩個短橫桿上固定。前進滑桿13通過自身兩個長桿安裝在殼體上，并在第一氣缸11的帶動下沿殼體上的孔中前后滑動。四個前進導桿16套裝在前進滑桿13的兩個長桿上，兩者可以相對滑動。前進導桿朝上的一端為半球型，該端安裝在前進導軌上，并可以沿軌道滑動。前進導桿16的另一端套裝在后支腿18的橫桿上，前進導桿16在前進導軌17中滑動時帶動后支腿18做上下、前后的運動。后支腿18的橫桿上連接前進支撐桿20，通過前進支撐桿20將兩個后支腿18連接在一起。后支腿吸盤19在控制單元的控制下形成負壓或者與空氣接通。第一氣缸11經過前進拉桿12和前進滑桿13帶動前進導桿16，前進導桿16帶動后支腿18相對于殼體做豎直方向的運動。
[0022]提升機構包括第二氣缸21、第二氣缸支座22、提升架14、提升導塊15 ；
[0023]第二氣缸21通過氣第二氣缸支座22固定在殼體上,氣缸的伸縮桿與提升架14固連。提升導塊15固定在殼體上，提升架14沿著提升導塊15上下滑動。提升架14兩端與前進支撐桿20連接，通過前進支撐桿20帶動后支腿做上下運動。第二氣缸21的伸縮桿帶動提升架14通過前進支撐桿20帶動后支腿18相對于殼體做上下運動。
[0024]平移機構包括第三氣缸23、平移拉桿24、側拉桿25 ；
[0025]第三氣缸23通過螺栓固定在殼體上，氣缸的伸縮桿與平移拉桿24緊固。倒T形的側拉桿25下端伸在平移拉桿上U形槽中，上端與兩個后支腿的橫桿固定。第三氣缸23的伸縮桿做往復運動時，通過平移拉桿24和側拉桿25帶動后支腿18相對于殼體做平移運動。
[0026]輔助機構包括前支腿固定桿26、殼體27、控制單元28、前支腿29、前支腿吸盤30、高壓氣管31、負壓氣管32;
[0027]控制單元28和前支腿29固定在殼體上。前支腿29固定桿間兩個前支腿連接起來形成整體，前支腿29的末端固定有前支腿吸盤30，前支腿吸盤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30中形成負壓或者與空氣接通。其中，高壓氣管31和負壓氣管32分別接在控制單元28中，控制單元28通過氣管接通所有氣缸和氣動馬達7。
[0028]前進機構與提升機構配合完成清洗機豎直方向的移動。前支腿吸盤30接通負壓吸附在建筑物表面，后支腿吸盤19接通空氣，第二氣缸21的伸縮桿伸出，后支腿18遠離建筑物表面；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；到位后，第二氣缸21的伸縮桿縮回，后支腿吸盤19貼緊建筑物表面，后支腿吸盤19接通負壓，前支腿吸盤19接通空氣，伸縮桿繼續回縮，迫使前支腿29帶動殼體離開建筑表面；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；第二氣缸21的伸縮桿回縮，前支腿吸盤30貼緊建筑物表面，前支腿吸盤30接通負壓，后支腿吸盤19接通空氣，伸縮桿繼續回縮，后支腿18遠離建筑物表面；完成一個循環，清洗機沿豎直方向移動一段距離。
[0029]平移機構與提升機構配合完成清洗機豎直方向的移動。前支腿29和后支腿18吸附在建筑物表面，前支腿吸盤30接通空氣，第二氣缸21的伸縮桿伸出，迫使殼體帶動前支腿29遠離建筑物表面；到位后，第三氣缸23的伸縮桿伸出，使殼體沿水平方向移動；到位后，第二氣缸21的伸縮桿縮回，前支腿吸盤30貼緊建筑物表面并接通負壓，后支腿吸盤19接通空氣，伸縮桿繼續回縮，使后支腿18離開建筑表面；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；到位后，第二氣缸21的伸縮桿回縮，后支腿吸盤19貼緊建筑物表面并接通負壓，前支腿吸盤30接通空氣，伸縮桿繼續回縮，迫使殼體帶動前支腿29遠離建筑物表面；完成一個循環，清洗機沿水平方向移動一段距離。
[0030]通過控制單元中編制好的程序，先鎖緊第三氣缸，打開第一氣缸和第三氣缸，使清洗機沿豎直方向移動進行清洗。到頂端后，鎖緊第一氣缸，打開第二氣缸，使清洗機沿水平方向移動。到設定位置后，鎖緊第二氣缸，打開第一氣缸，使清洗機沿豎直方向向下移動。滾刷一直緊貼建筑物表面進行清洗。直至清洗結束。
【權利要求】
1.一種高層建筑表面清洗機，其特征在于:包括清洗機構、前進機構、提升機構、平移機構和輔助機構，其中清洗機構實現清洗機的清洗功能；前進機構實現清洗機沿豎直方向的移動，平移機構實現清洗機沿水平方向的移動，提升機構實現清洗機相對建筑物表面的遠離及靠近；各移動機構分別由三個正交分布的第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸執行，移動機構在氣缸的驅動下，通過多組桿件相互配合實現清洗機的兩個方向的移動；沿豎直方向的移動，由水平方向和豎直方向分布的氣缸驅動，移動的軌跡由支腿導軌控制；沿水平方向的移動，由兩個水平方向分布的氣缸配合完成；運動傳遞鏈為氣缸帶動拉桿，拉桿帶動支腿，支腿在支腿導軌的引導下移動；負壓吸盤采用交錯式，在每個支腿上面固連四個負壓吸盤，兩兩對稱斜著排布；清洗機以氣動馬達作為動力源帶動滾刷旋轉進行擦拭，滾刷套裝在旋轉支撐臂上，支撐臂在回轉彈簧的作用下使滾刷緊貼建筑表面，在清洗機移動的過程中使滾刷不間斷地清洗。
【文檔編號】A47L11/38GK103462566SQ201310385941
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】藺小軍, 王志偉, 張新鴿, 郭研, 崔棟鵬, 吳廣 申請人:西北工業大學