一种墙面清洗机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于机械制造技术领域，具体地说，设及一种墙面清洗装置，更具体地 说，设及一种墙面清洗机器人。
【背景技术】
[0002] 高楼随着城市现代化的发展，变得越来越普遍。随着楼层数量的增大，对于高楼墙 壁的清洗却成为了一项繁重而危险工作。目前国内外常采用升降平台或者吊篮承载清洗人 员来完成对高楼墙壁的清洗。而此种清洗方法不仅效率低下，费用昂贵，而且安全系数低， 常有清洁人员坠落事故的发生。因此急需利用机器来替代人工进行高楼墙面的清洗工作。
[0003] 目前对于高楼墙面清洗机器人已有相关研究。如对比文件1:授权公告号为CN 101513336B，申请日为2009年3月28日，公开了名称为一种高层建筑清洗装置的专利文件， 包括装有发电机和计算机系统的机动车，机动车上设有由两个可升降并前后移动的吊臂支 撑连接的清洗装置，清洗装置可随吊臂与其之间所设的吊臂绞盘连接输出的牵引钢缆的牵 引伸缩而调整其位置，机动车上部还设与高压水累连接的高压水箱，高压水箱上设有通过 水箱线轴调节输出的、与清洗装置连通的供水管;清洗装置包括设有毛刷、喷水孔及刮板的 清洗框架，毛刷由电动机连接带动旋转，毛刷上部设喷水孔，喷水孔上部为刮板。该发明主 要依靠一刷二冲Ξ刮的物理方式清洗玻璃幕墙，结构简单，清洗过程安全省力，有效减少了 工人劳动强度，提高了工作效率，减少了清洗成本。但该发明在工作过程中，其与墙面的压 力随着装置的下降而逐渐减小，从而使得清洗效果逐渐变差，尤其当高楼达到一定高度后， 利用该装置清洗时，低楼层的墙面因为正压力过低而造成清洗效果过差，同时该装置在意 外断电时，不能紧急制动，从而造成装置坠楼事故的发生事故。
[0004] 对比文件2:授权公告号为CN 1265756C，申请日为2004年7月29日，公开了名称为 高楼玻璃幕墙清洗机系统的专利文件，包括楼顶安全装置、清洗机本体、楼下便携监控装置 及电气控制装置。清洗机本体在楼顶卷扬机的牵引作用下，依靠密封机构，利用双吸盘负压 吸附机构同时或交替吸附于玻璃壁面，并协调清洗机本体自身重力至上而下移动，同时在 其清洗机构、水循环回收机构、障碍检测机构、洁面机构的配合下完成对玻璃壁面的清洗W 及跨越窗框类障碍等功能;楼顶安全装置确保本体完成清洗和越障任务，并供给本体电源、 气源和水源;楼下便携监控装置W无线监控方式发出动作指令，并通过无线视频监视器实 时监视壁面清洗效果，由电气控制装置控制各执行装置完成整个清洗任务。该发明能够很 好地实现避障，并且可W完成一系列的清洗任务。但该发明由于意外断电时缺乏自我保护 机制，从而存在装置坠楼的危险，进而造成相关事故的发生。
[0005] 对比文件3:授权公告号为CN 101422344 B，申请日为2007年11月2日，公开了名称 为一种外墙清洗机的拉绳装置的专利文件，包括卷扬机、滑轮、升降缆绳、承重机架、滑道、 清洗机架、连接架、清洗配件、配重物、稳固绳、支撑架、缆绳孔、拉绳、转盘和有撑脚的小车， 稳固绳和配重物相连接，配重物连接有支撑架，支撑架尾部下方连接有一滑轮，升降缆绳通 过滑轮一端与卷扬机相连接，另一端与承重机架相连接，支撑架连接有一拉绳，拉绳通过连 接架尾部的缆绳孔与转盘相连接，转盘安装在有撑脚的小车上，连接架安装在清洗机架右 侧尾部，承重机架通过两侧腰部滑道和清洗机架相连接，清洗机架左侧连接有清洗配件，回 拉绳一端与承重机架右侧相连接，回拉绳另一端与清洗机架左侧相连接，承重机架上设有 一电机，当卷扬机拉动升降缆绳，带动清洗机架上下移动，转盘拉紧拉绳，将清洗机架紧贴 墙壁。该发明很好地解决了在清洗墙面时与墙面正压力过低而导致清洗效果差的问题，但 由于装置复杂，实施困难，尤其是在楼层较高或高楼处于繁华地带时，则无法正常完成清洗 任务。
[0006] 综上所述，目前的清洗机器人存在W下问题：（1)清洗机器人与墙面的压力随着装 置的下降而逐渐减小，从而使得清洗效果逐渐变差，尤其当高楼达到一定高度后，低楼层的 墙面因为正压力过低而造成清洗效果过差；（2)清洗机器人在高空作业，在意外断电时，缺 乏保护装置，不能紧急制动，从而造成装置坠楼事故的发生；（3)清洗机器人的清洗模式固 定，不能根据墙面具体的污损程度选择不同的模式，W增加清洗效率，提高清洗效果，并降 低对墙面的损伤。
[0007] 对于上述问题，目前的清洗机器人并没有解决，或者只解决了部分问题，因此急需 将上述问题全部解决，W提高清洗机器人的清洗效果和工作的安全性。 【实用新型内容】
[000引1.实用新型要解决的技术问题
[0009] 针对现有墙面清洗机器人在清洗墙面时，因对墙面的正压力过小而导致清洗效果 差，W及随着清洗机器人下降距离的增大，对墙面的正压力逐步减小，而导致清洗不均匀， 不能根据具体墙面污损情况选择合理的清洗方式，W及在意外断电时，没有合理的保护机 构或保护机构的安全系数过低，而导致清洗机器人坠楼事故的发生等问题，本实用新型提 供了一种墙面清洗机器人，通过在清洗端设置连杆吸附机构，使得清洗刷对墙面压力能够 保持在较大的压力范围内，并且不随着机器人下降距离的增大而大幅变小，同时增加了转 动限制保护机构和多级增力保护机构，利用两套保护机构，使得机器人在意外断电时能够 安全制动，防止事故的发生。
[0010] 2.技术方案
[0011] 为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
[0012] -种墙面清洗机器人，包括升降控制端、清洗端，所述的升降控制端与清洗端通过 绳相连，所述的升降控制端由转动限制保护机构、多级增力保护机构组成，
[0013] 所述的转动限制保护机构由升降端机架、升降用电机、电磁超越离合器、漉筒、绳 组成，所述的升降用电机固连在升降端机架上，其轴与漉筒相连，所述的电磁超越离合器的 外圈与升降端机架相连，电磁超越离合器的内圈与漉筒轴相连，所述的电磁超越离合器在 断电时内外圈接合，通电时内外圈分离，所述的绳绕于漉筒外圈，并且绳的末端与漉筒固 连，
[0014] 所述的多级增力保护机构由偏屯、圆盘、杠杆、弹黃、电磁铁、模形板组成，所述的绳 穿过偏屯、圆盘与模形板组成的间隙，所述的偏屯、圆盘较接于升降端机架上，并与杠杆的一 端相连，所述的杠杆较接于升降端机架上，并在末端分别与弹黃、电磁铁的相连，所述的弹 黃与电磁铁的底端固连于升降端机架，
[0015] 所述的清洗端由清洗端机架、导向环、吸盘、连杆、蜗轮蜗杆机构、连杆用电机、导 管、气动驱动箱、气动用电机、清洗刷、减速器、清洗用电机、滚轮组成，所述的导向环、吸盘、 连杆、蜗轮蜗杆机构、连杆用电机、导管、气动驱动箱、气动用电机组成连杆吸附机构，
[0016] 所述的绳穿过导向环与清洗端机架相连，所述的导向环固连于吸盘上，所述的吸 盘的外壳与连杆相连，所述的连杆通过蜗轮蜗杆机构与连杆用电机相连，所述的连杆用电 机固定在清洗端机架上，所述的吸盘的内腔与导管相连，所述的导管的另一端连接在气动 驱动箱上，所述的气动驱动箱上设有气动用电机，所述的连杆为多级伸缩连杆，通过内部直 线电机控制其伸缩长度，
[0017] 所述的滚轮设置在清洗端机架上，所述的清洗刷通过轴承固定于清洗端机架上， 所述的减速器的输出轴与清洗刷的轴相连，所述的减速器的输入轴与清洗用电机的轴相 连。
[0018] 所述的偏屯、圆盘上与升降端机架、杠杆相较接的两点距离为
其中G 为墙面清洗机器人的重力，F为电磁铁的电磁力，Θ为模形板末端的角度，μ为绳与模形板之 间的摩擦系数，a为圆盘上与升降端机架的较接点到圆盘边缘的最小距离，C为杠杆与升降 端机架的较接点到杠杆与圆盘较接点的距离，b为杠杆与升降端机架的较接点到杠杆与电 磁铁连接点之间的距离。
[0019] 所述的减速器为摆线针轮减速器;所述的弹黃为拉弹黃;所述的连杆用电机为步 进电机。
[0020] 3.有益效果
[0021 ]与现有技术相比，本实用新型有W下显著优点：
[0022] (1)本实用新型通过设置连杆吸附机构，使得清洗机器人在下降过程中，清洗刷对 墙面的压力能够保持在较大的数值范围内，并且不随着机器人下降距离的增大而大幅变 小，从而提高了对墙面的清洗效果。
[0023] (2)本实用新型设计出了两套安全保护机构，能够在断电时完成对机器人的制动， 并且采用转动限制保护机构和多级增力保护机构相结合的方式，组成双重保护机构，提高 了安全系数，使得在机器人意外断电时能够安全制动，避免了机器人坠楼事故的发生。
[0024] (3)本实用新型结构简单，操作方便，加工成本低，使用寿命长。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0026] 图2为图1中Π 工作时的受力分析图；
[0027] 图3为图1中虹的结构图；
[0028] 图4为图1中IV的结构图；
[00巧]图5为图1中Π 的结构图。
[0030]附图中：I-升降控制端，Π -清洗端，虹一转动限制保护机构，IV-多级增力保护 机构，1-升降端机架，2-升降用电机，3-电磁超越离合器，4-漉筒，5-绳，6-偏屯、圆盘， 7-杠杆，8-弹黃，9-电磁铁，10-模形板，11 一清洗端机架，12-导向环，13-吸盘，14 一 连杆，15-蜗轮蜗杆机构，16-连杆用电机，17-导管，18-气动驱动箱，19-气动用电机， 20-清洗刷，21 -减速器，22-清洗用电机，23-辕轮，24-墙体。
【具体实施方式】
[0031 ] W下结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述。
[0032] 如图1、图3、图4、图5所示，一种墙面清洗机器人，包括升降控制端I、清洗端Π ，所 述的