CN114403738B - 一种用于幕墙清洗的机械臂及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于幕墙清洗的机械臂，属于幕墙清洗技术领域，包括活动机构、导向爬升机构、控制机构以及行走机构，活动机构与清洗主车连接，活动机构能相对于清洗主机产生运动；导向爬升机构与活动机构连接；导向爬升机构用于在活动机构的作用下相对于幕墙产生运动；控制机构与导向爬升机构电连接；行走机构与导向爬升机构活动连接；行走机构与控制机构电连接；行走机构用于与清洗执行机构连接。本发明提供的一种用于幕墙清洗的机械臂，该机械臂能始终保持清洗执行机构与幕墙玻璃的端面接触。能执行跨越窗框、分层清洗幕墙、自主受控行走等功能。该机械臂还具有适用范围广的特点。本发明还提供一种用于幕墙清洗的设备。

Description

一种用于幕墙清洗的机械臂及设备
技术领域
本发明属于幕墙清洗技术领域，更具体地说，是涉及一种用于幕墙清洗的机械臂及设备。
背景技术
在建筑业中，由于玻璃的采光性好、保温、防潮，而且玻璃美观通透，容易营造出个性化的建筑空间，因此，玻璃建筑构件备受建筑师的青睐，越来越多的高层建筑采用玻璃幕墙结构，或者采用玻璃外壳覆盖以增加建筑的美感。
目前，高层建筑上玻璃幕墙的清洗工作主要由人工完成，稍有不慎就会出现安全事故，于是人们越来越倾向于采用高空清洗装置进行高空玻璃幕墙的清洗作业，但是现有的清洗装置存在适用于玻璃种类单一，在清洗时往往不能达到理想的效果的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于幕墙清洗的机械臂及设备，旨在解决现有技术中机械臂清洗效果差，适用于幕墙玻璃种类单一的技术问题。
现有的清洗装置在清洗平面斜玻璃的时候，需要用到长直导轨的机械臂。但是清洗弧面玻璃时，长直导轨的机械臂不能发挥作用。会导致清洗执行机构盘刷不能与玻璃面垂直接触，影响清洗效果和效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于幕墙清洗的机械臂，包括：
活动机构，与清洗主车连接；
导向爬升机构，与所述活动机构连接；所述导向爬升机构用于在所述活动机构的作用下相对于幕墙产生旋转；
控制机构，与所述导向爬升机构电连接；
行走机构，与所述导向爬升机构活动连接；所述行走机构用于与清洗执行机构连接。
优选地，所述活动机构包括：
连接件，与清洗主车转动连接；
机构壳体，与所述连接件连接；
铰接连接座，与所述机构壳体连接；所述铰接连接座与所述导向爬升机构活动连接。
优选地，所述导向爬升机构包括：
导轨，一端与所述铰接连接座连接，另一端为自由端；
平移支架，与所述行走机构连接，与所述导轨活动连接；所述平移支架沿经所述导轨限定路径产生运动。
优选地，所述平移支架包括：
支架壳体，与所述行走机构连接；
导向轮，与所述支架壳体转动连接；所述导向轮与所述导轨抵接；
驱动件，设置在所述支架壳体上，与所述导轨活动连接。
优选地，所述行走机构包括：
旋转组件，与所述支架壳体连接；
行走连接座，与所述旋转组件连接；所述行走连接座与清洗执行机构连接；
行走件，与所述行走连接座连接，用于相对于幕墙产生行走。
优选地，控制机构包括：
电控盒，与所述支架壳体连接；
控制模组，设置在所述电控盒内；
连接缆线，与所述控制模组电连接。
优选地，所述导轨包括直管、弧形件中的一种或多种。
优选地，所述连接件与控制结构电连接。
本发明还提供一种用于幕墙清洗的设备，包括如上文任一项所述的一种用于幕墙清洗的机械臂。
本发明提供的一种用于幕墙清洗的机械臂及设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种用于幕墙清洗的机械臂及设备，该机械臂能始终保持清洗执行机构与玻璃面的接触。能执行跨越窗框、分层清洗幕墙、自主受控行走等功能。该机械臂还具有可适用于弧形玻璃的清洗，也适用与平面玻璃清洗，适用面广的特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的一种用于幕墙清洗的机械臂的结构示意图；
图2示出了本发明实施例所提供的一种用于幕墙清洗的机械臂与幕墙玻璃的连接关系的示意图；
图3示出了本发明实施例所提供的一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的活动机构的结构示意图；
图4示出了本发明实施例所提供的一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的导向爬升机构的结构示意图；
图5示出了本发明实施例所提供的一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的控制机构的结构示意图；
图6示出了本发明实施例所提供的一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的行走机构的结构示意图；
图7示出了本发明实施例所提供的另一种用于幕墙清洗的机械臂的结构示意图；
图8示出了本发明实施例所提供的另一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的活动机构的结构示意图；
图9示出了本发明实施例所提供的另一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的导向爬升机构的结构示意图；
图10示出了本发明实施例所提供的另一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的控制机构的结构示意图；
图11示出了本发明实施例所提供的另一种用于幕墙清洗的机械臂所采用的行走机构的结构示意图。
图标：101、固定圆管；1、活动机构；102、铰链安装座；103、铰链轴套；104、机构壳体；105、铰接连接座；2、导向爬升机构；201、导轨；202、同步带；203、定位结构；21、平移支架；211、支架壳体；212、导向轮；213、驱动电机；3、控制机构；301、电控盒；302、控制模组；303、连接缆线；4、行走机构；401、电机；402、行走轮；403、行走连接座；404、连接杆；405、旋转组件；5、幕墙玻璃。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的一种用于幕墙清洗的机械臂进行说明。所述一种用于幕墙清洗的机械臂，包括活动机构1、导向爬升机构2、控制机构3以及行走机构4，活动机构1与清洗主车连接，活动机构1能相对于清洗主机产生运动；导向爬升机构2与活动机构1连接；导向爬升机构2用于在活动机构1的作用下相对于幕墙产生运动；控制机构3与导向爬升机构2电连接；行走机构4与导向爬升机构2活动连接；行走机构4与控制机构3电连接；行走机构4用于与清洗执行机构连接。
作业时，活动机构1带动导向爬升机构2相对于清洗主车转动，使得清洗执行机构与幕墙玻璃5的端面接触，清洗执行机构进行清洗作业。在作业过程中，可通过调整导向爬升机构2以及行走机构4的作业状态，使得清洗执行机构对幕墙玻璃5的不同位置进行清洗。在作业过程中，遇幕墙玻璃5突出的窗框时，活动机构1可绕清洗主车的固定管旋转一定的角度，使该机械臂能主动跨越窗框。
本发明提供的一种用于幕墙清洗的机械臂，与现有技术相比，该机械臂能始终保持清洗执行机构与幕墙玻璃5的端面接触。能执行跨越窗框、分层清洗幕墙、自主受控行走等功能。该机械臂还具有可适用于弧形玻璃的清洗，也适用与平面玻璃清洗，适用范围广的特点。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图11，活动机构1包括：连接件、机构壳体104以及铰接连接座105，连接件与清洗主车转动连接；机构壳体104与连接件连接；铰接连接座105与机构壳体104连接；铰接连接座105与导向爬升机构2活动连接。活动机构1为转动铰链结构。
在本实施例中，连接件包括铰链安装座102以及铰链轴套103。铰链安装座102通过铰链轴套103与清洗主车的固定圆管101转动连接。铰链安装座102与机构壳体104连接。
在本实施例中，连接件与控制机构3电连接。可通过控制机构3控制活动机构1相对于清洗主车的活动。更具体的事，在控制机构3的作用下铰链安装座102能通过铰链轴套103相对于固定圆管101旋转。连接件能绕固定圆管101旋转一定的角度。在作业过程中，遇到突出幕墙表面的窗框的时，通过连接件转动一定的角度，使得行走机构4以及清洗执行机构能够主动跨越窗框。
在本实施例中，铰链轴套103采用尼龙材质。
在本实施例中，机构壳体104由两板安装板构成，安装板为梯形板体，安装板上设有贯穿孔，减轻了机构壳体104的重量。连接件间隔设有两组。安装板长端的两端分别与两组连接件连接；安装板的短端与铰接连接座105连接。任一安装板分别与连接件的上端面、铰接连接座105的上端面可拆卸连接。另一安装板与连接件的上端面、铰接连接座105的下端面可拆卸连接。机构壳体104拆卸、更换方便。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图11，导向爬升机构2包括：导轨201以及平移支架21，导轨201一端与铰接连接座105连接，另一端为自由端；平移支架21与导轨201活动连接；平移支架21沿经导轨201限定路径产生运动。导轨201与活动机构1同步运动。平移支架21沿着导轨201作往复运动。
在本实施例中，平移支架21包括：支架壳体211、导向轮212以及驱动件，支架壳体211与行走机构4连接；导向轮212与支架壳体211转动连接；导向轮212与导轨201抵接；驱动件设置在支架壳体211上，与导轨201活动连接。
在本实施例中，导向轮212设有两个，两个导向轮212分别设置在支架壳体211上端的前后两侧位置。
在本实施例中，导轨201包括直管、弧形件中的一种或多种。导轨201的形状可根据实际的作业环境进行选用。
示例性的是，导轨201为一根弧形的“工”字形截面零件，该导轨201的弧度根据弧面玻璃的半径和零件与弧面玻璃的距离来设计。导轨201上设有同步带202。驱动件包括与支架壳体211连接的驱动电机213，以及与驱动电机的驱动端连接的同步带轮。同步带轮位于两个导向轮212之间。同步带轮与同步带202啮合。驱动电机213在控制机构3的作用下作业，带动同步带轮转动，进而带动支架壳体211与导向轮212沿着导轨201运动。每次清洗完一层幕墙玻璃5后，平移支架21均可沿着导轨201移动至下一层进行清洗。移动距离可由驱动电机213的编码器计算得出。在该示例中，清洗执行机构盘刷始终与弧形的玻璃幕墙5的切面垂直接触，并指向弧面的圆心。
示例性的是，导轨201为一根长直的方管。方管上固定有同步带202。驱动件包括与支架壳体211连接的驱动电机213，以及与驱动电机的驱动端连接的同步带轮。同步带轮位于两个导向轮212之间。同步带轮与同步带202啮合。驱动电机213在控制机构3的作用下作业，带动同步带轮转动，进而带动支架壳体211与导向轮212沿着导轨201运动。每次清洗完一层幕墙玻璃后，平移支架21均可沿着导轨201移动至下一层进行清洗。移动距离可由驱动电机213的编码器计算得出。
该示例中的清洗作业方式为：横向清洗，并将每块区域的幕墙玻璃5划分为不同的层数清洗。毛刷的类型为盘刷，适应弧面和平面玻璃组合而成的幕墙。同时每块区域的幕墙玻璃5之间有竖框分隔，在横向清洗过程中，清洗主车和清洗机构都会颠簸的跨越竖框行走，这就要求机械臂与清洗主车和清洗盘刷必须设计活动铰链适应这种情况。为了无死角清洗每块区域的幕墙玻璃5，该种用于幕墙清洗的机械臂能跟踪幕墙的边缘位置，贴边清洗。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图11，行走机构4包括：旋转组件405、行走连接座403以及行走件，旋转组件405与支架壳体211连接；行走连接座403与旋转组件405连接；行走连接座403与清洗执行机构连接；行走件与行走连接座403连接，用于相对于幕墙产生行走。
在本实施例中，行走件包括行走连接座403、电机401以及行走轮402。行走连接座403的侧面上设有相对设置的两组连接杆404。各组连接杆404背离行走连接座403的一端分别转动连接有行走轮402。连接杆404上设有电机401，电机401用于驱动行走轮402转动。行走轮402为橡胶轮。
行走机构4安装于导向爬升机构2的下端，并与幕墙玻璃5接触。通过电机401驱动行走轮402实现行走。同时旋转组件405与导向爬升机构2连接处设计了铰链机构，可以实现跨越窗框时，行走机构4的两组行走轮402同时与幕墙或窗框接触，防止行走轮402悬空。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图11，控制机构3包括：电控盒301、控制模组302以及连接缆线303，电控盒301与支架壳体211连接；控制模组302设置在电控盒301内；连接缆线303与控制模组302电连接。控制机构3主要负责该机械臂与清洗主车的通信，还有该机械臂和清洗执行机构的电机及传感器逻辑控制。
作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图11，还包括与导向爬升机构2连接的定位结构203；定位结构203与控制机构3电连接；定位结构203用于测量导向爬升机构2与被测物体的边缘位置之间的距离。定位结构203实时与驱动电机213电连接。使导向爬升机构2与被测物体的边缘位置始终保持合适的距离。
在本实施例中，定位结构203为超声波传感器。
此机械臂为清洗执行结构与行走主车连接的机械结构，同时需要实现清洗执行结构时刻与幕墙玻璃5接触，适应跨越窗框，分层清洗幕墙，和自主受控行走等功能。
本发明还提供一种用于幕墙清洗的设备，包括如上文任一项所述的一种用于幕墙清洗的机械臂。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于，包括：
活动机构(1)，与清洗主车连接；
导向爬升机构(2)，与所述活动机构(1)连接；所述导向爬升机构(2)用于在所述活动机构(1)的作用下相对于幕墙产生运动；
控制机构(3)，与所述导向爬升机构(2)电连接；
行走机构(4)，与所述导向爬升机构(2)活动连接；所述行走机构(4)用于与清洗执行机构连接；
所述活动机构(1)包括：
连接件，与清洗主车转动连接；
机构壳体(104)，与所述连接件连接；
铰接连接座(105)，与所述机构壳体(104)连接；所述铰接连接座(105)与所述导向爬升机构(2)活动连接；
所述导向爬升机构(2)包括：
导轨(201)，一端与所述铰接连接座(105)连接，另一端为自由端；
平移支架(21)，与所述行走机构(4)连接，与所述导轨(201)活动连接；所述平移支架(21)沿经所述导轨(201)限定路径产生运动。
2.如权利要求1所述的一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于，所述平移支架(21)包括：
支架壳体(211)，与所述行走机构(4)连接；
导向轮(212)，与所述支架壳体(211)转动连接；所述导向轮(212)与所述导轨(201)抵接；
驱动件，设置在所述支架壳体(211)上，与所述导轨(201)活动连接。
3.如权利要求2所述的一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于，所述行走机构(4)包括：
旋转组件(405)，与所述支架壳体(211)连接；
行走连接座(403)，与所述旋转组件(405)连接；所述行走连接座(403)与清洗执行机构连接；
行走件，与所述行走连接座(403)连接，用于相对于幕墙产生行走。
4.如权利要求3所述的一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于，控制机构(3)包括：
电控盒(301)，与所述支架壳体(211)连接；
控制模组(302)，设置在所述电控盒(301)内；
连接缆线(303)，与所述控制模组(302)电连接。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于：还包括与所述导向爬升机构(2)连接的定位结构(203)；所述定位结构(203)与所述控制机构(3)电连接；所述定位结构(203)用于测量所述导向爬升机构(2)与被测物体的边缘位置之间的距离。
6.如权利要求1所述的一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于：所述导轨(201)包括直管、弧形件中的一种或多种。
7.如权利要求3所述的一种用于幕墙清洗的机械臂，其特征在于：所述连接件与控制机构(3)电连接。
8.一种用于幕墙清洗的设备，其特征在于：包括如权利要求1-7任一项所述的一种用于幕墙清洗的机械臂。
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