CN110755003A - 一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置 - Google Patents

一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置 Download PDF

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Abstract

一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，本发明涉及高空清洗技术领域，流线型外壳的底板上左右对称设有高压直流电机，高压直流电机的输出端上连接有涵道风扇，流线型外壳的底板上左右对称设有高压直流电调，每个高压直流电调与其相应位置上的高压直流电机相连接；流线型外壳的底板左右两侧对称设有动力装置，且动力装置远离高压直流电机设置，动力装置的输出端上连接有主动轮，从动轮利用轴旋接在流线型外壳底板上，且邻近高压直流电机设置。采用模块化设计，易于连接，可灵活设计其节数；蛇形结构的灵活性克服了高空外墙结构的复杂性，通过摩擦清洗的方式，既提高了清洁的质量，又节约了水资源。

Description

一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置
技术领域
本发明涉及高空清洗技术领域，具体涉及一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置。
背景技术
蛇形机器人是一种新型的仿生物机器人，它实现了像蛇一样的“无肢运动”，是机器人运动方式的一个重大突破，被国际机器人业界称为“最富于现实感的机器人”。
高空玻璃外墙清洗目前基本上依赖于传统的“蜘蛛人”进行清洗，“蜘蛛人”属于危险度极高的作业方式，并存在清洁效率低、劳动强度大、受外界环境影响大等诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种设计合理的基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，采用模块化设计，易于连接，可灵活设计其节数；蛇形结构的灵活性克服了高空外墙结构的复杂性，通过摩擦清洗的方式，既提高了清洁的质量，又节约了水资源。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：它包含吸附爬行单元和清洁单元；数个吸附爬行单元以及清洁单元两两之间利用变形装置连接；
上述吸附爬行单元包含负压发生装置、爬行装置、冷却装置；所述的负压发生装置由涵道风扇、流线型外壳、高压直流电机、高压直流电调构成，流线型外壳的底板上左右对称设有高压直流电机，高压直流电机的输出端上连接有涵道风扇，流线型外壳的底板上左右对称设有高压直流电调，每个高压直流电调与其相应位置上的高压直流电机相连接；所述的爬行装置由动力装置、主动轮和从动轮构成；流线型外壳的底板左右两侧对称设有动力装置，且动力装置远离高压直流电机设置，动力装置的输出端上连接有主动轮，从动轮利用轴旋接在流线型外壳底板上，且邻近高压直流电机设置；所述的冷却装置由循环泵、散热片构成；循环泵固定在流线型外壳的底板上，且位于左右两个高压直流电机之间，循环泵与冷却装置中的冷却液存放箱连接，散热片固定在流线型外壳的底板上；
位于中间位置的一个吸附爬行单元上设有掉头装置，所述的掉头装置包含绞盘和旋转电机，绞盘固定在旋转电机的输出端上，旋转电机固定在流线型外壳的顶壁；
上述清洁单元由水雾化喷头、摩擦清洁头、旋转圆盘装置、清洁单元外壳构成；清洁单元外壳的左右两侧底板上均固定有旋转圆盘装置，旋转圆盘装置的底部固定有摩擦清洁头，位于两个旋转圆盘装置之间的清洁单元外壳的底板上固定有水雾化喷头，且水雾化喷头与清洁单元中的清洁液存放箱连接；
上述变形装置由舵机和碳板构成；清洁单元外壳以及流线型外壳的一侧均固定有舵机，舵机的输出端利用碳板与相邻的流线型外壳连接固定；
上述旋转圆盘装置中的驱动电机、动力装置、舵机、高压直流电机、高压直流电调、循环泵以及旋转电机均与流线型外壳底板上的主控板连接。
进一步地，所述的主动轮由轮毂和弹性摩擦体组成，轮毂与动力装置输出端同轴连接，轮毂的外圈套接固定有弹性摩擦体。
进一步地，所述的动力装置包含动力驱动电机和减速机，动力驱动电机的输出端与减速机的输入端连接，减速机的输入端与主动轮连接。
进一步地，所述的旋转圆盘装置由旋转驱动电机和摩擦清洁头固定圆盘组成，旋转驱动电机固定在清洁单元外壳上，旋转驱动电机的输出轴上连接有摩擦清洁头固定圆盘，摩擦清洁头固定在上述摩擦清洁头固定圆盘的底部。
本发明的工作原理：负压发生装置水平平行放置，涵道风扇中的旋转桨叶相对旋转以抵消旋转力矩，产生的正压力通过涵道风扇的支撑底板传到到主动轮及从动轮上，主动轮与幕墙之间存在滚动摩擦，从而清洁设备能在幕墙上自由前进或后退；
通过舵机和碳板实现前后两节之间的连接，实现蛇形自由度的运动，通过多个单元的前后连接，可以实现清洁设备在垮障时多节配合完成垮障；
在设备前行至幕墙边缘时，启用掉头装置，旋转电机驱动绞盘旋转，从而带动整个设备掉转180°，调转后将设备后退至幕墙边缘，完成幕墙未清洗部分后将设备下移一个设备宽度的距离，从而继续开始清理下一层幕墙；
清洁单元中的水雾化喷头将清洁单元中清洁液雾化喷于幕墙上，旋转圆盘装置旋转，带动摩擦清洁头对幕墙进行摩擦清洁；
循环泵将冷却装置中的冷却液进行抽送，并通过散热片给高压直流电机以及高压直流电调进行循环降温，使高压直流电机以及高压直流电调在正常温度范围内工作。
采用上述结构后，本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，采用模块化设计，易于连接，可灵活设计其节数；蛇形结构的灵活性克服了高空外墙结构的复杂性，通过摩擦清洗的方式，既提高了清洁的质量，又节约了水资源。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的仰视图。
图3是本发明中吸附爬行单元的结构示意图。
图4是本发明中吸附爬行单元的主视图。
图5是图4的俯视图。
附图标记说明：
负压发生装置1、涵道风扇1-1、流线型外壳1-2、高压直流电机1-3、高压直流电调1-4、爬行装置2、动力装置2-1、主动轮2-2、从动轮2-3、掉头装置3、绞盘3-1、旋转电机3-2、冷却装置4、循环泵4-1、散热片4-2、清洁单元5、水雾化喷头5-1、摩擦清洁头5-2、旋转圆盘装置5-3、清洁单元外壳5-4、变形装置6、舵机6-1、碳板6-2。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图5所示，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含吸附爬行单元和清洁单元5；四个吸附爬行单元以及清洁单元两两之间利用变形装置6连接；
上述吸附爬行单元包含负压发生装置1、爬行装置2、冷却装置4；所述的负压发生装置1由涵道风扇1-1、流线型外壳1-2、高压直流电机1-3、高压直流电调1-4构成，流线型外壳1-2的底板上左右对称设有高压直流电机1-3，高压直流电机1-3的输出端上连接有涵道风扇1-1，流线型外壳1-2的底板上左右对称设有高压直流电调1-4，每个高压直流电调1-4与其相应位置上的高压直流电机1-3相连接；所述的爬行装置2由动力装置2-1、主动轮2-2和从动轮2-3构成；流线型外壳1-2的底板左右两侧对称设有动力装置2-1，且动力装置2-1远离高压直流电机1-3设置，动力装置2-1包含动力驱动电机和减速机，动力驱动电机的输出端与减速机的输入端连接，减速机的输入端与主动轮2-2连接，主动轮2-2由轮毂和弹性摩擦体组成，轮毂与动力装置2-1输出端同轴连接，轮毂的外圈套接固定有弹性摩擦体，从动轮2-3利用轴旋接在流线型外壳1-2底板上，且邻近高压直流电机1-3设置；所述的冷却装置4由循环泵4-1、散热片4-2构成；循环泵4-1固定在流线型外壳1-2的底板上，且位于左右两个高压直流电机1-3之间，循环泵4-1与冷却装置4中的冷却液存放箱（图中未示出）连接，散热片4-2固定在流线型外壳1-2的底板上；
第三个吸附爬行单元的流线型外壳1-2上设有掉头装置3，所述的掉头装置3包含绞盘3-1和旋转电机3-2，绞盘3-1固定在旋转电机3-2的输出端上，旋转电机3-2固定在流线型外壳1-2的顶壁；
上述清洁单元5由水雾化喷头5-1、摩擦清洁头5-2、旋转圆盘装置5-3、清洁单元外壳5-4构成；清洁单元外壳5-4的左右两侧底板上均固定有旋转圆盘装置5-3，旋转圆盘装置5-3由旋转驱动电机和摩擦清洁头固定圆盘组成，旋转驱动电机固定在清洁单元外壳5-4上，旋转驱动电机的输出轴上连接有摩擦清洁头固定圆盘，摩擦清洁头5-2固定在上述摩擦清洁头固定圆盘的底部，位于两个旋转圆盘装置5-3之间的清洁单元外壳5-4的底板上固定有水雾化喷头5-1，且水雾化喷头5-1与清洁单元5中的清洁液存放箱（图中未示出）连接；
上述变形装置6由舵机6-1和碳板6-2构成；清洁单元外壳5-4以及第第二个吸附爬行单元、第三个吸附爬行单元、第四个吸附爬行单元中的流线型外壳1-2的一侧均固定有舵机6-1，舵机6-1的输出端利用碳板6-2与相邻的流线型外壳1-2连接固定；
上述旋转圆盘装置5-3中的驱动电机、动力装置2-1、舵机6-1、高压直流电机1-3、高压直流电调1-4、循环泵4-1以及旋转电机3-2均与流线型外壳1-2底板上的主控板连接。
本具体实施方式的工作原理：负压发生装置1水平平行放置，涵道风扇1-1中的旋转桨叶相对旋转以抵消旋转力矩，产生的正压力通过涵道风扇1-1的支撑底板传到到主动轮2-2及从动轮2-3上，主动轮2-2与幕墙之间存在滚动摩擦，从而清洁设备能在幕墙上自由前进或后退；
通过舵机和碳板实现前后两节之间的连接，实现蛇形自由度的运动，通过多个单元的前后连接，可以实现清洁设备在垮障时多节配合完成垮障；
在设备前行至幕墙边缘时，启用掉头装置，旋转电机3-2驱动绞盘3-1旋转，从而带动整个设备掉转180°，调转后将设备后退至幕墙边缘，完成幕墙未清洗部分后将设备下移一个设备宽度的距离，从而继续开始清理下一层幕墙；
清洁单元中的水雾化喷头5-1将清洁单元5中清洁液雾化喷于幕墙上，旋转圆盘装置5-3旋转，带动摩擦清洁头5-2对幕墙进行摩擦清洁。
循环泵4-1将冷却装置4中的冷却液进行抽送，并通过散热片4-2给高压直流电机1-3以及高压直流电调1-4进行循环降温，使高压直流电机1-3以及高压直流电调1-4在正常温度范围内工作。
采用上述结构后，本具体实施方式的有益效果如下：
1、在清理一些较高层建筑时，避免人到外墙清洁幕墙带来的潜在危险及发生安全事故后需要的巨额赔偿；
2、通过负压发生装置，将整个装置压在幕墙上，增加其运行安全性；
3、采用多节式结构，再结合舵机和碳板的可活动连接，使得整个设备具备了蛇形特征，极大地提高其灵活性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，其特征在于：它包含吸附爬行单元和清洁单元（5）；数个吸附爬行单元以及清洁单元两两之间利用变形装置（6）连接；
上述吸附爬行单元包含负压发生装置（1）、爬行装置（2）、冷却装置（4）；所述的负压发生装置（1）由涵道风扇（1-1）、流线型外壳（1-2）、高压直流电机（1-3）、高压直流电调（1-4）构成，流线型外壳（1-2）的底板上左右对称设有高压直流电机（1-3），高压直流电机（1-3）的输出端上连接有涵道风扇（1-1），流线型外壳（1-2）的底板上左右对称设有高压直流电调（1-4），每个高压直流电调（1-4）与其相应位置上的高压直流电机（1-3）相连接；所述的爬行装置（2）由动力装置（2-1）、主动轮（2-2）和从动轮（2-3）构成；流线型外壳（1-2）的底板左右两侧对称设有动力装置（2-1），且动力装置（2-1）远离高压直流电机（1-3）设置，动力装置（2-1）的输出端上连接有主动轮（2-2），从动轮（2-3）利用轴旋接在流线型外壳（1-2）底板上，且邻近高压直流电机（1-3）设置；所述的冷却装置（4）由循环泵（4-1）、散热片（4-2）构成；循环泵（4-1）固定在流线型外壳（1-2）的底板上，且位于左右两个高压直流电机（1-3）之间，循环泵（4-1）与冷却装置（4）中的冷却液存放箱连接，散热片（4-2）固定在流线型外壳（1-2）的底板上；
位于中间位置的一个吸附爬行单元上设有掉头装置（3），所述的掉头装置（3）包含绞盘（3-1）和旋转电机（3-2），绞盘（3-1）固定在旋转电机（3-2）的输出端上，旋转电机（3-2）固定在流线型外壳（1-2）的顶壁；
上述清洁单元（5）由水雾化喷头（5-1）、摩擦清洁头（5-2）、旋转圆盘装置（5-3）、清洁单元外壳（5-4）构成；清洁单元外壳（5-4）的左右两侧底板上均固定有旋转圆盘装置（5-3），旋转圆盘装置（5-3）的底部固定有摩擦清洁头（5-2），位于两个旋转圆盘装置（5-3）之间的清洁单元外壳（5-4）的底板上固定有水雾化喷头（5-1），且水雾化喷头（5-1）与清洁单元（5）中的清洁液存放箱连接；
上述变形装置（6）由舵机（6-1）和碳板（6-2）构成；清洁单元外壳（5-4）以及流线型外壳（1-2）的一侧均固定有舵机（6-1），舵机（6-1）的输出端利用碳板（6-2）与相邻的流线型外壳（1-2）连接固定；
上述旋转圆盘装置（5-3）中的驱动电机、动力装置（2-1）、舵机（6-1）、高压直流电机（1-3）、高压直流电调（1-4）、循环泵（4-1）以及旋转电机（3-2）均与流线型外壳（1-2）底板上的主控板连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，其特征在于：所述的主动轮（2-2）由轮毂和弹性摩擦体组成，轮毂与动力装置（2-1）输出端同轴连接，轮毂的外圈套接固定有弹性摩擦体。
3.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，其特征在于：所述的动力装置（2-1）包含动力驱动电机和减速机，动力驱动电机的输出端与减速机的输入端连接，减速机的输入端与主动轮（2-2）连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，其特征在于：所述的旋转圆盘装置（5-3）由旋转驱动电机和摩擦清洁头固定圆盘组成，旋转驱动电机固定在清洁单元外壳（5-4）上，旋转驱动电机的输出轴上连接有摩擦清洁头固定圆盘，摩擦清洁头（5-2）固定在上述摩擦清洁头固定圆盘的底部。
5.根据权利要求1所述的一种基于涵道风扇的高空玻璃幕墙清洗装置，其特征在于：它的工作原理：负压发生装置（1）水平平行放置，涵道风扇（1-1）中的旋转桨叶相对旋转以抵消旋转力矩，产生的正压力通过涵道风扇（1-1）的支撑底板传到到主动轮（2-2）及从动轮（2-3）上，主动轮（2-2）与幕墙之间存在滚动摩擦，从而清洁设备能在幕墙上自由前进或后退；
通过舵机和碳板实现前后两节之间的连接，实现蛇形自由度的运动，通过多个单元的前后连接，可以实现清洁设备在垮障时多节配合完成垮障；
在设备前行至幕墙边缘时，启用掉头装置，旋转电机（3-2）驱动绞盘（3-1）旋转，从而带动整个设备掉转180°，调转后将设备后退至幕墙边缘，完成幕墙未清洗部分后将设备下移一个设备宽度的距离，从而继续开始清理下一层幕墙；
清洁单元中的水雾化喷头（5-1）将清洁单元（5）中清洁液雾化喷于幕墙上，旋转圆盘装置（5-3）旋转，带动摩擦清洁头（5-2）对幕墙进行摩擦清洁；
循环泵（4-1）将冷却装置（4）中的冷却液进行抽送，并通过散热片（4-2）给高压直流电机（1-3）以及高压直流电调（1-4）进行循环降温，使高压直流电机（1-3）以及高压直流电调（1-4）在正常温度范围内工作。
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