專利名稱：一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種建筑物外立面清洗用設(shè)備，該設(shè)備可自動完成建筑物外立面
清洗。
背景技術(shù)：
目前，建筑物外立面清洗在國內(nèi)外普遍采用人工作業(yè)。尤其是高層建筑外立面清 洗需要人員自高空乘坐托板或吊籃向下至工作面進行操作。這些方法不僅安全隱患大，而 且人員在高空作業(yè)的效率低下。近些年來，陸續(xù)有針對高層建筑外立面清洗工作設(shè)計的自 動化設(shè)備、機器人等，但都存在下列共同問題①強調(diào)設(shè)計理念中的自動化，但沒有簡潔有 效的解決方案，造成設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，成本高昂；②在設(shè)計理念中沒有注重設(shè)備的通用性，對 于現(xiàn)代建筑外立面形狀變化適應(yīng)能力差；③在設(shè)計中忽視了高空作業(yè)設(shè)備的重量控制，造 成設(shè)備本身及懸掛、系留裝置笨重，在沒有預(yù)先設(shè)置吊放裝置的已有建筑物上無法使用； 在設(shè)計中沒有突出設(shè)備替代人工作業(yè)所應(yīng)有的高效率和經(jīng)濟性，在當前國內(nèi)勞動力成本低 廉的背景下缺乏市場推廣價值。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的不足，本實用新型提出一種自動化外立面清洗設(shè)備，針 對建筑物外立面清洗工作的特性。同時為克服上述設(shè)備、機器人等出現(xiàn)的設(shè)計問題，本實用 新型可以由人工遠程可視遙控。該設(shè)備不僅可以達到人工作業(yè)的工作質(zhì)量，而且工作效率 和使用經(jīng)濟廉價性也大大高于人工作業(yè)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種建筑物外立面自動清洗設(shè)
備，包括懸吊巻揚機構(gòu)和在建筑物外立面即工作面上懸掛作業(yè)的清洗小車，懸吊巻揚機構(gòu)
的吊索在PC機控制下收、放，清洗小車懸掛在建筑物外立面上，清洗小車工型車架中部偏
下安裝螺旋槳、噴水泵和吸水泵，工型車架上部安裝的執(zhí)行機構(gòu)有毛刷和刮水器兩條伸縮
工作臂，工型車架兩側(cè)安裝供回水箱和涵道風(fēng)扇，工型車架最下部安裝動力鋰電池組。 執(zhí)行機構(gòu)主要包括3段組合式電動毛刷輥子、帶廢水回收裝置的刮水器、同步帶、
輪驅(qū)動的伸縮工作臂； 3段組合式電動毛刷輥子，電機內(nèi)藏，無減速和傳動機構(gòu)，內(nèi)藏的驅(qū)動電機為一長 一短兩端超長出軸，軸上開有定位孔。在出軸較短一端，電機端座固定在片狀支架上；在出 軸較長一端，對稱位置安裝有另一片狀支架，安裝在支架上軸承座內(nèi)的軸承支撐長軸。在兩 個片狀支架之間(一長)及兩個支架的外側(cè)(兩短)，再套上內(nèi)部中空、外部植塑料刷毛的 ABS圓管，管壁在相應(yīng)位置開孔，用對穿螺栓穿過軸上定位孔，與電機轉(zhuǎn)軸固定連接，毛刷輥 子端部沒有直聯(lián)電機或者傳動輪，沿長向通體為有效的工作面，組合中較短的兩段輥子可 以根據(jù)需要調(diào)整長度，兩個片狀支架與洗刷面接觸的方向固定了柔性橡膠條。 帶廢水回收裝置刮水器，上面一片較柔軟，利用外翻的直角邊為韌，完成刮水功 能；下面一片硬度較高，同樣有外翻的斜角邊。兩片上下粘合后，其橫斷面為反C型，形成具有上下兩韌的空腔結(jié)構(gòu)，空腔后部開設(shè)兩個抽水孔，通過膠皮管與真空吸水泵相聯(lián)。 同步帶、輪驅(qū)動的伸縮工作臂由兩套直線軸承平行安裝在執(zhí)行機構(gòu)盒體上，兩根
端部套絲的光軸從直線軸承中穿過，端部穿過兩個鋁合金連接件上的定位孔，用螺母緊固
后形成口型一體結(jié)構(gòu)。在執(zhí)行機構(gòu)盒體上兩套平行的直線軸承之間，是呈品型安裝的一個
同步帶輪，兩個導(dǎo)向輪。將同步帶一端，固定在口型一體結(jié)構(gòu)的其中一個連接件上，經(jīng)一個
導(dǎo)向輪后，繞1/2圈同步帶輪并嚙合，再經(jīng)下一個導(dǎo)向輪，最終穿過另一個連接件拉緊并固定。 毛刷臂、刮水器臂及盒體組成的執(zhí)行機構(gòu)，刮水器伸縮臂端部與刮水器固定，毛刷 伸縮臂端部與毛刷輥子固定。兩套伸縮工作臂分別安裝在執(zhí)行機構(gòu)盒體的兩端。 本實用新型采用的工作臂交替伸縮越障的工作模式是清洗小車由巻揚機構(gòu)提 升，先自下而上運動，前端安裝電動毛刷輥子和噴水橫管的伸縮工作臂(以下簡稱毛刷臂) 伸出，使清洗小車車身與建筑物外立面保持適當距離。電動螺旋槳持續(xù)產(chǎn)生推力，壓迫毛刷 與建筑物外立面即工作面充分接觸，噴水橫管噴水，內(nèi)藏電機帶動毛刷輥子高速旋轉(zhuǎn)，從而 實現(xiàn)清洗。前端安裝刮水器的伸縮工作臂(以下簡稱刮水器臂)處于收回至緊貼車身的狀 態(tài)。在邊上升邊噴水并清洗的過程中，遇到突出或凹陷的障礙時，清洗小車模擬人雙腿跨越 障礙物的動作原理，以刮水器臂為臨時支撐臂，協(xié)助毛刷臂跨越障礙。即當遇到障礙時，巻 揚機構(gòu)停止提升并把持，由已經(jīng)通過障礙位置的刮水器臂伸出踏實在工作面上，然后收起 毛刷臂，待巻揚機構(gòu)提升清洗小車上升相應(yīng)距離，毛刷臂已通過障礙位置后，伸出毛刷臂踏 實在工作面上，最后再次收起刮水器臂，如此交替實現(xiàn)快速跨越凸起和凹陷。清洗工作至建 筑物最上部結(jié)束后，伸出并踏實刮水器臂，收起毛刷臂。清洗小車由巻揚機構(gòu)吊放，自上而 下在工作面刮水，同時開啟吸水泵，回收收集至刮水器空腔內(nèi)的廢水。同理，在邊下行邊刮 水過程中，以毛刷臂為臨時支撐臂，協(xié)助刮水器臂跨越障礙。 當清洗小車同時收回毛刷和刮水器工作臂，并且需要在工作面上下移動時，螺旋 槳反向轉(zhuǎn)動產(chǎn)生推力，保證小車與工作面脫離，并保持適當距離。同時安裝在小車兩側(cè)的電 動涵道風(fēng)扇在電子指南針的控制下，各自調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生相應(yīng)偏轉(zhuǎn)力矩，從而使小車懸吊時 保持一定的指向，而不會受到吊索自旋和外界風(fēng)力影響進行偏轉(zhuǎn)。 本實用新型的有益效果是電動毛刷輥子和具備廢水收集功能的刮水器分別安裝 在兩套可伸縮的工作臂上，根據(jù)工作程序獨立、高效完成各自的清洗工作。同時，在通過窗 臺、窗框等障礙時，兩套工作臂又相互配合，交替跨越。上述機構(gòu)設(shè)計的輕量化使整體清洗 小車的重量控制在IO公斤以內(nèi)(不帶水)，從而使搬運、吊放等非常易于實施；小車整體功 耗也控制在200瓦以內(nèi)，從而使電池驅(qū)動方案得以實施。

圖1是本實用新型清洗小車的正視圖； 圖2是清洗小車的側(cè)視圖； 圖3是微型電動毛刷輥子的零件組裝圖； 圖4是帶廢水回收裝置刮水器剖面圖； 圖5是同步帶、輪驅(qū)動的伸縮工作臂零件組裝圖(以毛刷臂為例)； 圖6是毛刷臂、刮水器臂及盒體組成的執(zhí)行機構(gòu)；[0019] 圖7是懸吊巻揚機構(gòu)示意圖。 圖中1.清洗小車鋁合金車架，2.刮水器，3.毛刷輥子，4.執(zhí)行機構(gòu)盒體，5.4葉 螺旋槳，6.圓桶型水箱，7.噴水泵，8.吸水泵，9.電池組，IO.電動涵道風(fēng)扇，ll.刮水器伸 縮臂，12.毛刷伸縮臂，13.軸承座，14.片狀支架，15.超長出軸電機，16.較長一段ABS圓 管，17.較短兩段ABS圓管，18.刷毛，19.刮水器上片，20.刮水器抽水孔，21.刮水器下片， 22.固定刮水器的鋁合金方管，23.鋁合金連接件，24.光軸，25.同步帶，26.導(dǎo)向輪，27.噴 水橫管，28.同步帶輪，29.控制用PC機，30.PC機托盤，31.電控箱，32.巻揚機，33.腳輪， 34.吊臂，35.吊索，36.設(shè)備托架，37.吊索導(dǎo)輪。
以下結(jié)合附圖和實施 例對實用新型進一步說明。
具體實施方式
實施例1 : 在圖1和圖2所示清洗小車的實施例中，鋁合金方管打孔后，通過螺栓連接形成工 型車架1，執(zhí)行機構(gòu)的盒體4固定在車架1上部，噴水泵7、吸水泵8， 4葉螺旋槳5固定在車 架1中部偏下的位置，電池組9固定在車架1最下部，圓桶型水箱6固定在車架1兩側(cè)，涵 道風(fēng)扇10安裝在圓桶型水箱6的外側(cè)。 圖3所示微型電動毛刷輥子的實施例中，超長出軸電機15出軸較短方向的端座固 定在一個片狀支架14上，較短一段ABS圓管17表面植刷毛18，套在較短出軸上，并用螺栓 與軸上定位孔固定。較長一段ABS圓管16表面植刷毛18，從出軸較長方向套入，并將電機 身套入管中，同樣用螺栓與軸上定位孔固定。軸承座13安裝在另一個片狀支架14上，軸承 座13中的軸承，與超長出軸電機15出軸較長方向的出軸固定，并保留較短一段出軸露出。 較短另一段ABS圓管17表面植刷毛18，從露出短軸套入，同樣用螺栓與軸上定位孔固定。 從而形成三段組合而成的毛刷輥子3。噴水橫管27在輥子上方與片狀支架14通過管卡固 定。 圖4所示帶廢水回收裝置刮水器實施例中，刮水器上片19由硅橡膠鑄造，硫化硬 度較低而柔軟，具有外翻的直角韌，可緊密貼合工作面。刮水器下片21同樣由硅橡膠鑄造， 硫化硬度較高而堅硬，并且在刮水器下片21后部鑄有兩個刮水器抽水孔20。上、下兩片長 度同組合完成的毛刷輥子，用專用橡膠粘合劑粘合并封閉端頭，形成中空的，橫斷面為反C 型的刮水器2。成型后刮水器2與固定刮水器的鋁合金方管22用專用橡膠粘合劑粘合。 圖5所示同步帶、輪驅(qū)動的伸縮工作臂實施例中，兩套直線軸承平行安裝在執(zhí)行 機構(gòu)盒體4上，兩根端部套絲的光軸24從直線軸承中穿過，端部穿過兩個鋁合金連接件23 上的定位孔，用螺母緊固后形成口型一體結(jié)構(gòu)。在執(zhí)行機構(gòu)盒體4上兩套平行的直線軸承 之間，是呈品型安裝的一個同步帶輪28，兩個導(dǎo)向輪26。將同步帶25 —端，固定在口型一 體結(jié)構(gòu)的其中一個鋁合金連接件23上，經(jīng)一個導(dǎo)向輪26后，繞1/2圈同步帶輪28并嚙合， 再經(jīng)下一個導(dǎo)向輪26，最終穿過另一個鋁合金連接件23拉緊并固定。同步帶輪28轉(zhuǎn)動，帶 動同步帶25直線運動，最終通過鋁合金連接件23帶動光軸24在直線軸承中往復(fù)運動，形 成伸縮工作臂。 圖6所示毛刷臂、刮水器臂及盒體組成的執(zhí)行機構(gòu)實施例中，刮水器伸縮臂11端部與刮水器2固定，毛刷伸縮臂12端部與毛刷輥子3固定。兩套伸縮工作臂分別安裝在執(zhí) 行機構(gòu)盒體4的兩端。 圖7所示懸吊機構(gòu)實施例中，由型鋼焊接成一體化的機架，其中設(shè)備托架36 —層 上安裝了電控箱31，巻揚機32，下面安裝了 4個腳輪33， PC機托盤30安放控制用PC機29， 吊臂34上安裝兩套吊索導(dǎo)輪37，吊索35自巻揚機引出經(jīng)過吊索導(dǎo)輪37折反向下。 建筑物頂部懸吊巻揚機構(gòu)，該部分為型鋼焊接而成，設(shè)備托架和吊臂一體化設(shè)計。 設(shè)備托架分為上下兩層，下面一層安裝電動巻揚機、電氣控制箱以及四個腳輪，上面一層為 控制用PC機托盤。吊臂上安裝了巻揚機吊索導(dǎo)輪和數(shù)據(jù)、視頻無線通訊用天線。 建筑物外立面即工作面上懸掛作業(yè)的清洗小車。小車安裝有執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu) 為盒體結(jié)構(gòu)，盒體上、下各安裝一套可伸縮的工作臂。其中一套工作臂前端安裝了電動毛刷 輥子、噴水橫管；另一套工作臂前端安裝了刮水器及廢水回收裝置。此外小車安裝了配套的 供、回水箱；噴水泵和吸水泵；一套電動螺旋槳以及兩套電動涵道風(fēng)扇。小車車架上安裝了 監(jiān)控攝像頭，還安裝了與控制用PC機進行無線通訊的數(shù)據(jù)和視頻通訊天線。小車由附帶的 動力鋰電池供電。 實施例2 : 本實用新型為了控制設(shè)備重量，簡化傳動機構(gòu)，采用新穎的電機內(nèi)藏，無減速和傳 動機構(gòu)的毛刷輥子。內(nèi)藏的驅(qū)動電機為一長一短兩端超長出軸，軸上開有定位孔。在出軸 較短一端，電機端座固定在片狀支架上；在出軸較長一端，對稱位置安裝有另一片狀支架， 安裝在支架上軸承座內(nèi)的軸承支撐長軸。在兩個片狀支架之間(一長)及兩個支架的外側(cè) (兩短)，再套上內(nèi)部中空、外部植塑料刷毛的ABS圓管，管壁在相應(yīng)位置開孔，用對穿螺栓 穿過軸上定位孔，與電機轉(zhuǎn)軸固定連接，形成3段組合式電動毛刷輥子。 這一組合形成的毛刷輥子端部沒有直聯(lián)電機或者傳動輪，沿長向通體為有效的工 作面。并且組合中較短的兩段輥子可以根據(jù)需要調(diào)整長度，方便組合成長度可調(diào)的毛刷輥 子。兩個片狀支架與洗刷面接觸的方向固定了柔性橡膠條，起到減震支撐和防撞的作用。 目前公眾所熟知的刮水器都是簡單固定在支架上的橡膠條，利用橡膠條上形式不 盡相同的韌刮水，沒有廢水收集的功能。 本實用新型采用了一種在刮水的同時進行廢水收集的新型刮水器。該刮水器采用 硅橡膠制作，與1條中毛刷輥子長度相同，并且可以根據(jù)需要調(diào)整長度。刮水器由不同硬度 的上下兩片粘合而成，固定在等長的鋁合金支架上。 組成刮水器的上面一片較柔軟，利用外翻的直角邊為韌，完成刮水功能；下面一片 硬度較高，同樣有外翻的斜角邊。兩片上下粘合后，其橫斷面為反C型，形成具有上下兩韌 的空腔結(jié)構(gòu)。上面的韌在建筑物外立面自上而下刮水，水匯集至一定程度后，被下面的韌收 集弓I導(dǎo)至空腔，空腔后部開設(shè)兩個抽水孔，通過膠皮管與真空吸水泵相聯(lián)。水泵開啟時，匯 集在空腔內(nèi)的水被隨時吸走，并且由于水泵具有較高的吸程，可以在空腔保持一定的真空 度，以確保廢水回收的順暢。 本實用新型為了實現(xiàn)伸縮臂動作快速、精確并保證足夠的定位轉(zhuǎn)矩，采用了同步 帶、輪與直線軸承配合動作的新型模式，與公眾所熟知的①同步帶、直線軸承傳動方式；② 滾珠絲杠、直線軸承傳動方式；③氣動傳動方式等相比較，最大限度減少了重量和占用空 間。[0039] 在執(zhí)行機構(gòu)盒體上下兩端，各自平行安裝了兩套直線軸承，配套的硬質(zhì)光軸端部 套絲。另有兩塊長條形鋁合金材質(zhì)的連接件，連接件上與光軸間距等寬位置開有定位孔。兩 根光軸端頭分別穿過兩個連接件的定位孔，并用螺母緊固，形成口型一體結(jié)構(gòu)，并且可以沿 直線軸承往復(fù)運動。在兩套平行的直線軸承之間，是呈品型安裝的一個同步帶輪，兩個導(dǎo)向 輪。將同步帶一端固定在口型一體結(jié)構(gòu)的其中一個連接件上，經(jīng)一個導(dǎo)向輪后，繞l/2圈同 步輪并嚙合，再經(jīng)下一個導(dǎo)向輪，最終穿過另一個連接件拉緊并固定。同步輪轉(zhuǎn)動時，帶動 同步帶向一個方向運動，而兩端固定在連接件上的同步帶則帶動口型一體結(jié)構(gòu)運動，同步 輪換向轉(zhuǎn)動，則實現(xiàn)整體工作臂往復(fù)運動伸縮。
權(quán)利要求一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備，包括懸吊卷揚機構(gòu)和在建筑物外立面即工作面上懸掛作業(yè)的清洗小車、3段組合式電動毛刷輥子，電機內(nèi)藏，無減速和傳動機構(gòu)、帶廢水回收裝置刮水器、同步帶、輪驅(qū)動的伸縮工作臂和毛刷臂、刮水器臂及盒體組成執(zhí)行機構(gòu)，其特征是懸吊卷揚機構(gòu)的吊索在PC機控制下收、放，清洗小車懸掛在建筑物外立面上，清洗小車工型車架中部偏下安裝螺旋槳、噴水泵和吸水泵，工型車架上部安裝的執(zhí)行機構(gòu)有毛刷和刮水器兩條伸縮工作臂，工型車架兩側(cè)安裝供、回水箱和涵道風(fēng)扇，工型車架最下部安裝動力鋰電池組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備，其特征是3段組合式電動 毛刷輥子，電機內(nèi)藏，無減速和傳動機構(gòu)，內(nèi)藏的驅(qū)動電機為一長一短兩端超長出軸，軸上 開有定位孔，在出軸較短一端，電機端座固定在片狀支架上；在出軸較長一端，對稱位置安 裝有另一片狀支架，安裝在支架上軸承座內(nèi)的軸承支撐長軸，在兩個片狀支架之間及兩個 支架的外側(cè)，再套上內(nèi)部中空、外部植塑料刷毛的ABS圓管，管壁在相應(yīng)位置開孔，用對穿 螺栓穿過軸上定位孔，與電機轉(zhuǎn)軸固定連接，毛刷輥子端部沒有直聯(lián)電機或者傳動輪，沿長 向通體為有效的工作面，組合中較短的兩段輥子可以根據(jù)需要調(diào)整長度，兩個片狀支架與 洗刷面接觸的方向固定了柔性橡膠條。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備，其特征是帶廢水回收裝 置刮水器，上面一片較柔軟，利用外翻的直角邊為韌，完成刮水功能；下面一片硬度較高，同 樣有外翻的斜角邊，兩片上下粘合后，其橫斷面為反C型，形成具有上下兩韌的空腔結(jié)構(gòu)， 空腔后部開設(shè)兩個抽水孔，通過膠皮管與真空吸水泵相聯(lián)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備，其特征是同步帶、輪驅(qū)動 的伸縮工作臂由兩套直線軸承平行安裝在執(zhí)行機構(gòu)盒體上，兩根端部套絲的光軸從直線軸 承中穿過，端部穿過兩個鋁合金連接件上的定位孔，用螺母緊固后形成口型一體結(jié)構(gòu)，在執(zhí) 行機構(gòu)盒體上兩套平行的直線軸承之間，是呈品型安裝的一個同步帶輪，兩個導(dǎo)向輪，將同 步帶一端，固定在口型一體結(jié)構(gòu)的其中一個連接件上，經(jīng)一個導(dǎo)向輪后，繞l/2圈同步帶輪 并嚙合，再經(jīng)下一個導(dǎo)向輪，最終穿過另一個連接件拉緊并固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備，其特征是毛刷臂、刮水器 臂及盒體組成執(zhí)行機構(gòu)，刮水器伸縮臂端部與刮水器固定，毛刷伸縮臂端部與毛刷輥子固 定，兩套伸縮工作臂分別安裝在執(zhí)行機構(gòu)盒體的兩端。
專利摘要一種建筑物外立面自動清洗設(shè)備。包括懸吊卷揚機構(gòu)和在建筑物外立面即工作面上懸掛作業(yè)的清洗小車，懸吊卷揚機構(gòu)在PC機控制下收、放吊索，將清洗小車懸掛在建筑物外立面上，清洗小車工型車架中部偏下安裝螺旋槳，噴水泵和吸水泵，工型車架上部安裝的執(zhí)行機構(gòu)有毛刷和刮水器兩條伸縮工作臂，工型車架兩側(cè)安裝供、回水箱和涵道風(fēng)扇，工型車架最下部安裝動力鋰電池組。清洗小車由懸吊卷揚機構(gòu)吊索收、放，在工作面上、下運動，電動螺旋槳旋轉(zhuǎn)，持續(xù)推動小車壓向工作面，執(zhí)行機構(gòu)上的毛刷、刮水器伸縮工作臂，根據(jù)清洗程序以及跨越障礙時的需要，伸出并支撐在工作面上，分別完成噴水清洗和刮水、回收廢水的工作，從而完成建筑物外立面的自動清洗。
文檔編號A47L11/38GK201529092SQ20092010566
公開日2010年7月21日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者彭敢, 方正 申請人:方正;彭敢