一种高层建筑表面清洗的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高层建筑表面清洗机，清洗机采用压缩空气为动力源，其具备三个功能：第一，工作时吸附在高层建筑表面，第二，设备具有清洁的机构，第三，设备通过控制单元控制沿建筑表面移动。其中，第三个功能中的移动包括沿竖直方向的向上移动和向下移动以及沿水平方向的移动，采用的原理是将每个运动分解为空间三个正交的方向，在简单的程序控制下，分别有三个正交布置的气缸执行。清洗机机体轻便、制作工艺简单、结构强度较高，并且可多台同时使用实现高效率清洁，实现无人自动清理。
【专利说明】一种高层建筑表面清洗机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高层建筑清洗装置，具体地说，涉及一种高层建筑表面清洗机。
【背景技术】
[0002]当前，随着经济发展高层建筑也不断增多，而且建筑表面多采用钢化玻璃等较平整的材料装饰，需要定期清理。长期以来，都是以吊车和悬挂的形式进行人工清洗，工作危险。近年来，逐渐出现无人自动清洗设备，但所采用的大多为是吊装卷扬形式，需要在建筑物顶部安装吊具，并且机构中多采用齿轮、凸轮零部件，导致结构复杂。
[0003]发明专利200810044382.2中公开了一种高层建筑外墙自动清洗机，由空中行走机和固定操作机组成，工作时需要预先在建筑物顶部安置卷扬装置使空中行走机上下移动，通过行走机上固定的刷子和喷水装置实现清洗。该清洗机并未给出水平方向移动的方案，不能实现建筑物表面全部区域的清洗；清洗的刷子是固定在行走机上的，只是随着行走机构的移动对建筑物表面进行清理，清洗效率较低。
[0004]近些年，真空吸附型仿生爬壁机器人发展迅速。现有公开的文献《一种多吸盘爬壁机器人原型的的研制》(机械设计，第20卷第8期)中介绍了一种仿坦克的爬壁机器人原型设计。该机器人新颖之处在于采用多个吸盘组成的吸附机构和单链条爬行及转向机构，可以在墙面上连续爬行，并有一定的越障能力。该机器人由于采用单链条形式，转弯是通过旋转关节在转向气缸的驱动下，使链条上铰接的最靠前的一组吸盘转换一个很小的角度，转弯半径较大。在《竖直玻璃幕墙清洗机器人的设计》(中国科技信息，2011年底8期)一文中提出了十字交叉式多吸盘自行走机器人。该机器人的行走部分中两个气缸由中间连接板连接，构成十字交叉式的行走；十字架两端分别连接一组吸盘，每组吸盘由三个吸盘组成，每组吸盘均带有双作用气缸，在机器人行走时使吸盘组抬起或落下，以达到紧贴玻璃或越障的功能。该机器人在整个过程中，两组吸盘上的双作用气缸的伸出部分以悬臂梁的形式支撑着所有的重量，这样会使气缸伸出部分发生变形，长时间工作会使气缸磨损以及漏气，缩短气缸使用寿命。
【发明内容】
[0005]为避免现有技术的不足之处，本发明提出一种高层建筑表面清洗机。清洗机采用制作工艺简单的杆件和小功率的双向气压缸实现自行移动功能。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括清洗机构、前进机构、提升机构、平移机构和辅助机构，其中清洗机构实现清洗机的清洗功能；前进机构实现清洗机沿竖直方向的移动，平移机构实现清洗机沿水平方向的移动，提升机构实现清洗机相对建筑物表面的远离及靠近；各移动机构分别由三个正交分布的第一气缸、第二气缸、第三气缸执行，移动机构在气缸的驱动下，通过多组杆件相互配合实现清洗机的两个方向的移动?’沿竖直方向的移动，由水平方向和竖直方向分布的气缸驱动，移动的轨迹由支腿导轨控制；沿水平方向的移动，由两个水平方向分布的气缸配合完成；运动传递链为气缸带动拉杆，拉杆带动支腿，支腿在支腿导轨的引导下移动；负压吸盘采用交错式，在每个支腿上面固连四个负压吸盘，两两对称斜着排布；清洗机以气动马达作为动力源带动滚刷旋转进行擦拭，滚刷套装在旋转支撑臂上，支撑臂在回转弹簧的作用下使滚刷紧贴建筑表面，在清洗机移动的过程中使滚刷不间断地清洗。
[0007]有益效果
[0008]本发明提出的一种高层建筑表面清洗机，采用压缩空气为动力源，具备三个功能:第一，能够吸附在高层建筑表面，第二，设备具有清洁的机构，第三，设备应当能够沿建筑表面移动。其中，第三个功能中的移动包括沿竖直方向的向上移动和向下移动以及沿水平方向的移动，采用的原理是将每个运动分解为空间三个正交的方向，在简单的程序控制下，分别有三个正交布置的气缸执行。清洗机机体轻便、制作工艺简单、结构强度较高，并且可以多台同时使用以实现高效率清洁，实现无人自动清理。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施方式对本发明一种高层建筑表面清洗机作进一步的详细说明。
[0010]图1为本发明高层建筑表面清洗机示意图。
[0011]图2为本发明高层建筑表面清洗机去除外壳体示意图。
[0012]图3为本发明高层建筑表面清洗机的前进机构、提升机构示意图。
[0013]图4为本发明高层建筑表面清洗机的平移机构示意图。
[0014]图中:
[0015]1.滚刷2.第一传动带3.转筒4.回转弹簧5.前臂6.第二传动带7.气动马达8.前横臂9.限位块10.滚刷支架11.第一气缸12.前进拉杆13.前进滑杆14.提升架15.提升导块16.前进导杆17.前进导轨18.后支腿19.后支腿吸盘20.前进支撑杆21.第二气缸22.第二气缸支座23.第三气缸24.平移拉杆25.侧拉杆26.前支腿固定杆27.壳体28.控制单元29.前支腿30.前支腿吸盘31.高压气管32.负压气管
【具体实施方式】
[0016]本实施例子是一种高层建筑表面清洗机。
[0017]参阅图1、图2、图3图4，本发明高层建筑表面清洗机由清洗机构、前进机构、提升机构、平移机构和辅助机构组成，其中清洗机构实现清洗机的清洗功能；前进机构实现清洗机沿竖直方向的移动，平移机构实现清洗机沿水平方向的移动，提升机构实现清洗机相对建筑物表面的远离及靠近。
[0018]清洗机构包括滚刷1、第一传动带2、转筒3、回转弹簧4、前臂5、第二传动带6、气动马达7、前横臂8、限位块9、滚刷支架10 ；
[0019]滚刷I安装在滚刷支架10上，在第一传动带2的带动下绕着滚刷支架10旋转。滚刷支架10安装在前横臂8上并可以绕前横臂8旋转，在回转弹簧4的作用下尽可能的贴近建筑物表面，其摆动的最低位由限位块9设定并且在限位块9的引导下只做摆动。气动马达7和前臂5通过螺栓固定在壳体上，限位块固定在前臂5上。在清洗过程中，气动马达7经第二传动带6带动转筒3旋转，转筒3经第一传动带2带动滚刷I转动，实现清洗建筑物表面的功能。
[0020]前进机构包括第一气缸11、前进拉杆12、前进滑杆13、前进导杆16、前进导轨17、后支腿18、前进支撑杆20、后支腿吸盘19 ；
[0021]第一气缸11固定在清洗机的壳体上。前进拉杆12中间竖起的立板通过螺栓与第一气缸11上的伸缩杆固连，前进拉杆12两端穿在前进滑杆13中间的两个短横杆上固定。前进滑杆13通过自身两个长杆安装在壳体上，并在第一气缸11的带动下沿壳体上的孔中前后滑动。四个前进导杆16套装在前进滑杆13的两个长杆上，两者可以相对滑动。前进导杆朝上的一端为半球型，该端安装在前进导轨上，并可以沿轨道滑动。前进导杆16的另一端套装在后支腿18的横杆上，前进导杆16在前进导轨17中滑动时带动后支腿18做上下、前后的运动。后支腿18的横杆上连接前进支撑杆20，通过前进支撑杆20将两个后支腿18连接在一起。后支腿吸盘19在控制单元的控制下形成负压或者与空气接通。第一气缸11经过前进拉杆12和前进滑杆13带动前进导杆16，前进导杆16带动后支腿18相对于壳体做竖直方向的运动。
[0022]提升机构包括第二气缸21、第二气缸支座22、提升架14、提升导块15 ；
[0023]第二气缸21通过气第二气缸支座22固定在壳体上,气缸的伸缩杆与提升架14固连。提升导块15固定在壳体上，提升架14沿着提升导块15上下滑动。提升架14两端与前进支撑杆20连接，通过前进支撑杆20带动后支腿做上下运动。第二气缸21的伸缩杆带动提升架14通过前进支撑杆20带动后支腿18相对于壳体做上下运动。
[0024]平移机构包括第三气缸23、平移拉杆24、侧拉杆25 ；
[0025]第三气缸23通过螺栓固定在壳体上，气缸的伸缩杆与平移拉杆24紧固。倒T形的侧拉杆25下端伸在平移拉杆上U形槽中，上端与两个后支腿的横杆固定。第三气缸23的伸缩杆做往复运动时，通过平移拉杆24和侧拉杆25带动后支腿18相对于壳体做平移运动。
[0026]辅助机构包括前支腿固定杆26、壳体27、控制单元28、前支腿29、前支腿吸盘30、高压气管31、负压气管32;
[0027]控制单元28和前支腿29固定在壳体上。前支腿29固定杆间两个前支腿连接起来形成整体，前支腿29的末端固定有前支腿吸盘30，前支腿吸盘30与前支腿29为中空，在控制单元28的控制下使前支腿吸盘30中形成负压或者与空气接通。其中，高压气管31和负压气管32分别接在控制单元28中，控制单元28通过气管接通所有气缸和气动马达7。
[0028]前进机构与提升机构配合完成清洗机竖直方向的移动。前支腿吸盘30接通负压吸附在建筑物表面，后支腿吸盘19接通空气，第二气缸21的伸缩杆伸出，后支腿18远离建筑物表面；到位后，第一气缸11的伸缩杆伸出，使壳体沿竖直方向向上移动；到位后，第二气缸21的伸缩杆缩回，后支腿吸盘19贴紧建筑物表面，后支腿吸盘19接通负压，前支腿吸盘19接通空气，伸缩杆继续回缩，迫使前支腿29带动壳体离开建筑表面；到位后，第一气缸11的伸缩杆回缩，壳体沿竖直方向向上移动；第二气缸21的伸缩杆回缩，前支腿吸盘30贴紧建筑物表面，前支腿吸盘30接通负压，后支腿吸盘19接通空气，伸缩杆继续回缩，后支腿18远离建筑物表面；完成一个循环，清洗机沿竖直方向移动一段距离。
[0029]平移机构与提升机构配合完成清洗机竖直方向的移动。前支腿29和后支腿18吸附在建筑物表面，前支腿吸盘30接通空气，第二气缸21的伸缩杆伸出，迫使壳体带动前支腿29远离建筑物表面；到位后，第三气缸23的伸缩杆伸出，使壳体沿水平方向移动；到位后，第二气缸21的伸缩杆缩回，前支腿吸盘30贴紧建筑物表面并接通负压，后支腿吸盘19接通空气，伸缩杆继续回缩，使后支腿18离开建筑表面；到位后，第三气缸23的伸缩杆回缩，后支腿18沿水平方向向右移动；到位后，第二气缸21的伸缩杆回缩，后支腿吸盘19贴紧建筑物表面并接通负压，前支腿吸盘30接通空气，伸缩杆继续回缩，迫使壳体带动前支腿29远离建筑物表面；完成一个循环，清洗机沿水平方向移动一段距离。
[0030]通过控制单元中编制好的程序，先锁紧第三气缸，打开第一气缸和第三气缸，使清洗机沿竖直方向移动进行清洗。到顶端后，锁紧第一气缸，打开第二气缸，使清洗机沿水平方向移动。到设定位置后，锁紧第二气缸，打开第一气缸，使清洗机沿竖直方向向下移动。滚刷一直紧贴建筑物表面进行清洗。直至清洗结束。
【权利要求】
1.一种高层建筑表面清洗机，其特征在于:包括清洗机构、前进机构、提升机构、平移机构和辅助机构，其中清洗机构实现清洗机的清洗功能；前进机构实现清洗机沿竖直方向的移动，平移机构实现清洗机沿水平方向的移动，提升机构实现清洗机相对建筑物表面的远离及靠近；各移动机构分别由三个正交分布的第一气缸、第二气缸、第三气缸执行，移动机构在气缸的驱动下，通过多组杆件相互配合实现清洗机的两个方向的移动；沿竖直方向的移动，由水平方向和竖直方向分布的气缸驱动，移动的轨迹由支腿导轨控制；沿水平方向的移动，由两个水平方向分布的气缸配合完成；运动传递链为气缸带动拉杆，拉杆带动支腿，支腿在支腿导轨的引导下移动；负压吸盘采用交错式，在每个支腿上面固连四个负压吸盘，两两对称斜着排布；清洗机以气动马达作为动力源带动滚刷旋转进行擦拭，滚刷套装在旋转支撑臂上，支撑臂在回转弹簧的作用下使滚刷紧贴建筑表面，在清洗机移动的过程中使滚刷不间断地清洗。
【文档编号】A47L11/38GK103462566SQ201310385941
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】蔺小军, 王志伟, 张新鸽, 郭研, 崔栋鹏, 吴广 申请人:西北工业大学