一种玻璃幕墙清洗机器人的制作方法

2021-01-15 17:01:30|

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本实用新型涉及一种玻璃幕墙清洗机器人，属清洁设备及机器人设备技术领域。

背景技术：

随着城市现代化发展，特别是高层建筑的兴起，建筑物外侧采用玻璃幕墙装饰结构越来越多，在对玻璃幕墙进行表面清理中，基于爬墙机器人设备专业清洗设备得到了广泛的应用，但在实际使用中，当前所施工的爬墙机器人设备往往是通过负压风机系统、吸盘系统等结构实现机器人设备爬墙行走，虽然可以一定程度满足对玻璃幕墙清洁运行的需要，但一方面导致机器人机身设备结构复杂，使用灵活性便捷性差且运行能耗大、运行效率低下，另一方面在运行中，无法有效调节清洁作用力，同时也只能在玻璃覆盖面积极大的建筑物上进行清洁，在遇到有较多向外突起的障碍物的建筑物壁、边楞等结构时，往往无法实现有效的跨越，或仅能满足对凸起高度不大的小型障碍物进行翻越，从而严重影响了对玻璃幕墙清洁作业的稳定性和可靠性，以及清洁作业的通用性和清洁效率。

此外，当前的清洁机器人设备在实际运行中，对建筑物表面清洁作用力相对固定，无法根据使用需要灵活调节，从业也影响了对玻璃幕墙的清洁质量和效率。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新幕墙清洁设备，以满足实际使用的需要。

技术实现要素：

本实用新型目的就在于克服上述不足，提供一种玻璃幕墙清洗机器人。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种玻璃幕墙清洗机器人，包括上定位座、下定位座、清洁机器人、牵引绳、导向绳、导向架、卷扬机、增压泵、储液罐及控制电路，其中上定位座和下定位座均横断面为矩形的框架结构，且上定位座位与下定位座上方并平行分布，导向绳共两条，以上定位座、下定位座轴线对称分布，其两端分别与导向架、下定位座连接，分布在同一平面内并与上定位座、下定位座轴线平行分布，牵引绳位于两导向绳之间中线位置并与导向绳平行分布，牵引绳一端与清洁机器人连接，另一端通过导向架与卷扬机连接，导向架与上定位座前端面连接，卷扬机、增压泵、储液槽及控制电路均与上定位座连接，其中增压泵通过导流管分别与清洁机器人和储液罐连通，控制电路分别与清洁机器人、卷扬机、增压泵电气连接。

进一步的，所述清洁机器人包括机身、负压风机、三角轮、刮水器、喷淋管、转台机构、导向管、控制器，所述机身为横断面呈矩形的框架结构，所述负压风机嵌于机身内，负压风机轴线与机身轴线垂直并相交，所述三角轮至少三个，环绕机身轴线均布在机身外侧面，所述刮水器通过转台机构与机身前端面铰接，所述喷淋管位于刮水器后方并与机身前端面连接，所述喷淋管与刮水器平行分布，且喷淋管和刮水器间间距不大于20厘米，所述喷淋管通过控制阀与导流管连通，喷淋管上均布若干喷水口，且喷水口轴线与刮水器轴线垂直分布并与刮水器下端面呈30°—60°夹角，所述导向管共两条，以机身轴线对称分布在机身两侧，且导向管包覆在导向绳外并与导向绳滑动连接，所述控制器嵌于机身内，分别与负压风机、转台机构、控制阀及控制电路电气连接。

进一步的，所述三角轮为三个时，各三角轮呈“品”字形结构分布；所述三角轮为四个及四个以上时，各三角轮以机身轴线对称分布，所述三角轮下端面超出机身下端面3—10毫米；所述三角轮与机身间通过驱动电机连接，所述驱动电机与机身间通过弹簧伸缩杆连接，且弹簧伸缩杆两端分别与机身及驱动电机铰接，且驱动电机与控制器电气连接。

进一步的，所述刮水器与转台机构连接位置处设压力传感器；所述导向管上设一个位移传感器，且位移传感器与导向绳滑动连接，所述压力传感器及位移传感器均与控制器电气连接，同时，所述导向管与机身间通过转台机构铰接，且导向管轴线与机身轴线呈0°—90°夹角。

进一步的，所述导向架包括承载机架、导向滑轮，其中所述承载机架为横断面呈“匚”字形操状结构，所述导向滑轮若干，环绕承载机架轴线均布在承载机架外侧面，所述牵引绳分别与各导向滑轮滑动连接。

进一步的，所述导向绳两端，一端与导向架、下定位座中其中一个通过定位扣连接，另一端与导向架、下定位座中一个通过收线器连接。

本实用新型结构简单，使用灵活方便，通用性好，使用灵活方便，一方面可有效满足不同结构类型玻璃幕墙清洁作业的需要，使用灵活性及通用性好，且具有良好的运行稳定性和可靠性；另一方面在具体运行中，可有效的提高清洁作业中清洁作业面清洁作用力稳定性和调节灵活性，并可有效克服玻璃幕墙等建筑结构表面的凸起边楞及凹陷隔离槽等结构造成清洗障碍，极大的提高了清洗作业的工作效率和质量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为上定位座及导向架连接关系局部结构示意图；

图3为清洁机器人一种结构局部示意图；

图4为清洁机器人另一种结构局部示意图。

具体实施方式

如图1—4所示，一种玻璃幕墙清洗机器人，包括上定位座1、下定位座2、清洁机器人3、牵引绳4、导向绳5、导向架6、卷扬机7、增压泵8、储液罐9及控制电路10，其中上定位座1和下定位座2均横断面为矩形的框架结构，且上定位座位1与下定位座2上方并平行分布，导向绳5共两条，以上定位座1、下定位座2轴线对称分布，其两端分别与导向架6、下定位座2连接，分布在同一平面内并与上定位座1、下定位座2轴线平行分布，牵引绳4位于两导向绳5之间中线位置并与导向绳5平行分布，牵引绳4一端与清洁机器人3连接，另一端通过导向架6与卷扬机7连接，导向架6与上定位座1前端面连接，卷扬机7、增压泵8、储液槽9及控制电路10均与上定位座1连接，其中增压泵8通过导流管11分别与清洁机器人3和储液罐9连通，控制电路10分别与清洁机器人3、卷扬机7、增压泵8电气连接。

重点说明的，所述清洁机器人3包括机身31、负压风机32、三角轮33、刮水器34、喷淋管35、转台机构36、导向管37、控制器38，所述机身31为横断面呈矩形的框架结构，所述负压风机32嵌于机身31内，负压风机32轴线与机身31轴线垂直并相交，所述三角轮33至少三个，环绕机身31轴线均布在机身31外侧面，所述刮水器34通过转台机构36与机身31前端面铰接，所述喷淋管35位于刮水器34后方并与机身31前端面连接，所述喷淋管35与刮水器34平行分布，且喷淋管35和刮水器34间间距不大于20厘米，所述喷淋管35通过控制阀351与导流管11连通，喷淋管35上均布若干喷水口352，且喷水口352轴线与刮水器34轴线垂直分布并与刮水器34下端面呈30°—60°夹角，所述导向管37共两条，以机身31轴线对称分布在机身31两侧，且导向管37包覆在导向绳5外并与导向绳5滑动连接，所述控制器38嵌于机身31内，分别与负压风机32、转台机构36、控制阀及控制电路电气连接。

进一步优化的，所述三角轮33为三个时，各三角轮33呈“品”字形结构分布；所述三角轮33为四个及四个以上时，各三角轮33以机身31轴线对称分布，所述三角轮33下端面超出机身31下端面3—10毫米；所述三角轮33与机身31间通过驱动电机331连接，所述驱动电机331与机身31间通过弹簧伸缩杆332连接，且弹簧伸缩杆332两端分别与机身31及驱动电机331铰接，且驱动电机331与控制器38电气连接。

此外，当三角轮33呈“品”字形结构分布时，其中一个三角轮33位于机身31正前方轴线位置处，剩余两个三角轮33对称分布在机身31两侧。

进一步优化，当机身31正前方设一个三角轮33时，该三角轮33嵌于机身31内。

与此同时，所述刮水器34与转台机构36连接位置处设压力传感器39；所述导向管37上设一个位移传感器30，且位移传感器30与导向绳5滑动连接，所述压力传感器39及位移传感器30均与控制器38电气连接；同时，所述导向管37与机身31间通过转台机构36铰接，且导向管37轴线与机身31轴线呈0°—90°夹角。

进一步优化的，所述转台机构为电动机驱动的三维转台及二维转台中的任意一种。

本实施例中，所述导向架6包括承载机架61、导向滑轮62，其中所述承载机架61为横断面呈“匚”字形槽状结构，所述导向滑轮62若干，环绕承载机架61轴线均布在承载机架61外侧面，所述牵引绳4分别与各导向滑轮62滑动连接。

本实施例中，所述导向绳5两端，一端与导向架1、下定位座2中其中一个通过定位扣51连接，另一端与导向架1、下定位座2中一个通过收线器52连接。

本新型在具体实施种，按以下步骤进行：

s1，设备装配，首先将下定位座安装到待清洗建筑物侧表面对应的地平面位置，将上定位座安装在待清洗建筑物顶部，并将导向架与上定位座连接并包覆在待清洁建筑表面对应的房檐外侧，然后将导向绳两端分别与上定位座、下定位座及清洁机器人机身连接，然后将卷扬机、增压泵、储液罐及控制电路安装在上定位座上，并将牵引绳通过导向架分别与卷扬机及清洁机器人机身连接；将增压泵通过导流管与清洁机器人喷淋管的控制阀连通，同时向储液罐中灌注清洁液，最后将控制电路分别与清洁机器人、卷扬机、增压泵电气连接；

s2，设备预制，完成s1步骤后，首先驱动卷扬机运行，通过牵引绳将清洁机器人提升到建筑物最高位置，使清洁机器人通过三角轮与待清洁建筑物表面相抵，然后一方面通过驱动清洁机器人的负压风机运行，利用负压增加清洁机器人与建筑物接触面的压力，提高运行稳定性；另一方面驱动清洁机器人的转台机构运行，调整清洁机器人刮水器与建筑物待清洁表面相抵，并根据压力传感器驱动刮水器与建筑物待清洁表面的压力值，使刮水器与建筑物表面间压力值达到清洁作业的需要即可；

s3，清洁作业，完成s2步骤后，在保持s2步骤压力值稳定的的同时，一方面驱动增压泵对储液罐内清洁液增压，并在增压后直接输送至清洁机器人的喷淋管处，再通过喷淋管喷淋到建筑物表面上；另一方面驱动卷扬机对牵引绳进行下放使清洁机器人在自身重力作用下沿着建筑物待清洁表面自上而下匀速运行，在运行过程中由刮水器对喷淋管喷淋在建筑物表面的清洁液进行刮除，实现对建筑物表面进行清洁，其中清洁机器人自上而下运行过程中，通过位于清洁机器人两侧的导向绳对清洁机器人运行轨迹进行强化定位，在清洁机器人自上向下运行至下定位座位置处时，再次调整上定位座、下定位座位置，调整清洁机器人至未清洁建筑物表面位置处，然后返回至s2步骤循环进行清洁作业，直至完成整个墙面清洁为止。

s4，越障作业，在进行s2步骤清洁作业时，清洁机器人在自上向下运行中，当遇到建筑物表面边楞凸起及凹陷障碍物时，一方面在清洁机器自身重力驱动下实心三角轮翻转，并由驱动电机驱动三角轮翻转，进行障碍物翻越作业；另一方面调整负压风机运行功率，利用弹簧伸缩杆的弹性形变能力调整清洁机器人与建筑物表面间距，实现障碍物翻越作业。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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