CN1586384A - 高楼玻璃幕墙清洗机*** - Google Patents

Abstract

一种高楼玻璃幕墙清洗机***，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以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；楼下便携监控装置以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。本发明提供一种高效、可靠并能越障的清洗机***，避免了因人工清洗带来的各种危险因素。

Description

高楼玻璃幕墙清洗机***

技术领域

本发明涉及一种高楼玻璃幕墙清洗机***，用于完成城市高楼玻璃幕墙的自动清洗任务，属于特种机器人技术领域。

背景技术

采用玻璃幕墙结构的高层建筑，因其采光性好、保温防潮性能好、实用美观等优点，近年来在大中城市日渐增多。但在玻璃幕墙高效可靠的自动化清洗，保持城市建筑外观整洁方面，目前还没有成熟的自动化技术方案。总得来讲，目前现有的自动化清洗机构还不能高效、简便的完成对高层楼宇玻璃幕墙的清洗任务，在技术上主要有以下问题：机构复杂，灵活性差；智能化程度不高，不能适应情况多变的玻璃外墙结构，如跨越障碍；清洗效率低；成本高等。国内已研制成功的壁面清洗机构主要是负压吸附式清洗机构，有单吸盘和多吸盘两种型式。北京蓝星哈工大机器人技术有限公司研制的一种壁面清洗机器人(专利号：ZL01202018.4)，其技术特征是采用轮式移动机构、单吸盘吸附方式，移动速度较快、清洗效率较高、清洗效果也较好、操作方便、造价低，但不能跨越窗框等障碍。北京航空航天大学研制的一种擦窗机器人(专利号：ZL00201085.2)，其技术特征是采用框架式移动机构、多足多吸盘吸附方式，对玻璃壁面的凹凸有一定的适应能力，清洗效果也较好、智能化程度高，但移动速度慢、清洗效率低、结构复杂且造价高。

中国发明专利《高楼清洗机器人安全保护机构》(专利申请号：200410016870.4)以及《具有越障功能的双吸盘负压吸附单元》(专利申请号：200410025218.9)分别针对高楼玻璃幕墙清洗机器人的安全保护问题，以及机器人工作时的越障吸附问题，提出了可靠的保护机构和吸附机构，具有很多显著的优点。但是这两项专利申请只针对局部问题提出了技术解决方案，仍然有必要结合现有高楼玻璃幕墙清洗机构的特点，研制一种既能实现移动速度快、又能达到适应壁面能力强，而且机构简单、清洗效果好、操作简便的新型高楼玻璃壁面清洗机***。

发明内容

本发明目的在于针对现有高层楼宇玻璃幕墙自动化清洗技术中存在的不足，避免由于人工清洗带来的各种危险因素，提供一种简单、高效、可靠并能跨越一定尺寸窗框类障碍的清洗机构。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明***是由清洗机本体装置、楼顶安全装置、楼下便携监控装置及电气控制装置组成。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以及跨越窗框类障碍等功能。楼顶安全装置主要起牵引清洗机本体上下、横移运动及安全保护作用，确保清洗机本体完成清洗和越障任务，并供给清洗机本体电源、气源和水源。楼下便携监控装置通过无线监控的方式向清洗机本体、楼顶安全装置发出动作指令，使清洗机本体完成清洗、越障各动作，并通过无线视频监视器实时监视壁面清洗效果。电气控制装置用来驱动以上装置的执行元件完成整个清洗任务。

本发明的清洗机本体装置主要由双吸盘负压吸附机构、密封机构、清洗机构、水循环回收机构、障碍检测机构以及洁面机构组成。负压吸附机构包括两个风机、上下两个单面开口的长方体吸盘、两吸盘内侧通断吸盘气路的闸片、H型真空发生室以及连接两吸盘和真空发生室的滑动套筒。在风机运行时，当分别通过左右两个滑动套筒连通与真空发生室间的气路，且内部闸片均开启的上下两个吸盘在各自气缸驱动下伸出，并平整贴近玻璃壁面时，依靠密封机构，便在负压发生室及两吸盘的封闭空间内产生负压，清洗机本体便在负压作用下吸附于玻璃壁面，从而使清洗机本体在清洗刷高速旋转时获得垂直于壁面的抽打力。两吸盘密封机构包括橡胶材质的密封件和吸盘外侧四角的随动滚轮。密封机构在本体清洗壁面过程中紧贴玻璃壁面，防止吸盘中气体过量泄漏，同时在清洗过程中随吸盘一起沿玻璃壁面下滑。吸盘外侧面随动滚轮用来调节密封橡胶条和壁面的距离，防止橡胶条过紧接触壁面，并将其一部分滑动摩擦转化为随动滚轮的滚动摩擦，从而减小了橡胶条的磨损以及密封机构和玻璃壁面间的摩擦力。清洗机构由清洗滚刷、滚筒轴、罩体、喷嘴、电机和抽水泵组成。清洗滚刷缠绕固定在滚筒轴上，滚筒轴支撑在罩体两端，并由直流伺服电机经传动装置带动清洗滚刷高速旋转。抽水泵通过8个微型喷嘴冲洗清洗滚刷下方，并湿润玻璃壁面。清洗刷是具有一定柔韧性的长毛刷子，利用随其中心回转轴高速旋转起来后对玻璃壁面的抽打力，将污垢剥离壁面，完成清洗。水循环回收机构由接水刮板、水泵、过滤器、回水泵以及储水箱组成。接水刮板靠近壁面一端上翘，并通过海绵材质紧贴壁面，沿壁面下淌的污水经接水刮板接收后回流到罩体内。过滤器将污水过滤后经回水泵抽回到储水箱内循环使用；障碍检测机构由4组光电传感器组成，分别实现下吸盘、接水刮板、上吸盘以及洁面装置对前方障碍物的检测功能。洁面机构由一端带橡胶材质，一端和气动元件连接的长刮板组成，位于清洗机本体的最上端，完成对已清洗壁面的最后清洁工作。洁面机构通过其端面上的橡胶材质刮洗已清洗壁面，起到清洁壁面，清除残留水渍的作用。

以下详细说明本体各机构组成和连接方式：

1、双吸盘负压吸附机构：由风机、H型负压发生室、上吸盘、下吸盘及气动元件组成。H型负压发生室是清洗机本体的主体，上下两个长方体吸盘大小相同，各经过左右两个滑动套筒连接到H型负压发生室上，并各由安装在H型真空发生室肩部和底部侧面的两个气缸控制吸盘的伸出和回缩。两风机并放在H型真空发生室上部空位处，通过一平板用螺丝固定在发生室上。每个吸盘内部后端面靠近左右两个滑动套筒处分别有两个闸片，并由放置在两闸片间的一个气缸同时控制两闸片的开启或关闭，闸片用来通断吸盘、滑动套筒及H型真空发生室间的气路。正对四个滑动套筒的H型真空发生室后背处布置有四个圆形安装孔，并由四个圆形板通过螺栓与真空发生室后背连接，从而便于各装置的安装。上下两吸盘完全伸出后成一个平面。

2、吸盘密封机构：由双层橡胶条和侧面滚轮组成。双层橡胶条布置在两吸盘开口***周边成环状，其一端均被卡紧在有一段螺纹状外形并和吸盘固定在一起的两层铝板之间，另一端伸出吸盘和壁面接触。每个吸盘外侧四角处均放置有四个随动滚轮，滚轮直径超出吸盘开口面，用来限制橡胶条和壁面接触长度，减少橡胶条磨损及壁面和吸盘间的摩擦力。根据壁面摩擦系数的不同和吸盘所需吸附力大小，可更换不同大小滚轮。该密封装置允许存在一定的泄漏，只要求吸盘内能维持一定的负压保证清洗机本体对玻璃壁面的清洗抽打力。

3、清洗机构：由清洗滚刷、罩体、滚筒轴、喷嘴、直流伺服电机及抽水泵组成。罩体单面开口，开口面正对壁面。罩体放置在上下两个长方体吸盘之间，后部紧靠H型真空发生室并用螺栓固定。清洗滚刷、滚筒轴、喷嘴均放置在罩体内部，柔性滚刷缠绕固定在滚筒轴上，滚筒轴跨接在罩体两端。直流伺服电机放置在罩体左边的上盖板上，经同步带带动滚筒轴旋转进而带动清洗滚刷旋转。当吸盘吸附于壁面上，清洗刷旋转起来后，清洗刷回转半径超出吸盘外伸面，能在吸附过程中抽打壁面，使清洗机本体完成对壁面以及在越障过程中对障碍物(窗框)的清洗。上下两吸盘完全伸出后成一个平面与壁面接触。8个喷嘴按一定间隔并排固定在罩体内后面板底部，经放置在储水箱上部的两个抽水泵从储水箱内抽水喷淋清洗刷和壁面。

4、水循环回收机构：由接水刮板、储水箱、液位传感器、过滤器、回水泵及气动元件组成。接水刮板放置在罩体底部，清洗刷下方，一端上翘并通过海绵材质材料和壁面紧密接触，另一端和放置在罩体底部两端的两气缸伸出轴连接，气缸动作实现接水刮板的伸缩。储水箱放置在H型真空发生室外侧下部空位处。壁面清洗后的污水经接水刮板聚集到罩体内侧底部并由水管由过滤装置过滤后经安装在储水箱上部的两个回水泵抽回到储水箱内循环使用。液位传感器固定在储水箱内用来检测水容量。该套机构能防止污水污染下方待清洗壁面，并提高水利用率。

5、洁面机构：由洁面刮板、橡胶材质刮洗器和气动元件组成，位于清洗机本体的最上端。洁面刮板通过跨接在H真空发生室两端肩部端面上的两气缸伸缩实现和壁面的接触和分离，刮板一端的橡胶材质刮洗器紧贴壁面并随清洗机本体自上而下刮洗壁面，从而清除壁面残留水渍。

6、障碍检测机构：由清洗机本体上安装的四组光电传感器组成，根据本体装配结构，由下往上分别安装在靠近下吸盘、接水刮板、上吸盘及洁面机构的适当位置，并以本体垂直中心线各对称放置两个传感器，各传感器感应距离可调节。根据传感器检测信号，通知控制***以上各机构在本体自上而下清洗过程中是否接近突起障碍物(窗框)，经各自气动元件驱动，依次回缩，跨越障碍后，再依次伸出，从而实现清洗机本体整体越障。

楼顶安全装置主要由卷扬机、钢丝绳、移动小车、固定轨道、支撑架、控制柜组成，主要完成清洗机本体的提升、下降及横移动作以及高度计量功能，并协调清洗机本体重力使本体实现清洗和越障功能并起安全保护作用。卷扬机放置在移动小车上，缠绕在卷扬机排线器上的两组钢丝绳通过支撑架下放，并与清洗机本体H型真空发生室肩部外侧的两吊环连接，经卷扬机同步旋转后，带动清洗机本体在其重力作用下垂直向下运动。控制柜通过电缆与卷扬机连接，编码器放置在支撑架顶端回转轴处并与钢丝绳同步运转，用来计量钢丝绳的下放或上收长度，从而将清洗机本体的高度信息传送给控制***，其控制线缆沿支撑架通过航空插头和控制柜连接。

楼下便携监控装置主要由控制箱体、操作面板、无线视频监视器、无线遥控通讯模块及控制单元组成。操作面板、无线视频监视器、无线遥控通讯模块及控制单元均放置在监控箱体内。打开便携控制箱体，操作面板在监控箱俯视位置，在其底部放置有控制单元，包括中央处理器(CPU)、电源模块等。操作面板上布置有命令按钮、液晶状态显示器、急停按钮、警报器等。无线视频监视器包括无线监视屏、无线监视通讯模块，无线视频监视器和无线遥控通讯模块都固定在控制箱上盖内侧，除无线监视屏露出上视板外，其它由上视板遮盖。装在清洗机本体上的摄像头经无线监视通讯模块，由无线视频监视器实时显示已清洗壁面的清洁状态。控制单元CPU按照操作面板按键指令通过无线遥控通讯模块向清洗机本体以及楼顶安全装置发出控制命令，完成本体清洗全过程。

电气控制装置由清洗机本体控制***、楼顶安全控制***及楼下便携监控***三部分组成。清洗机本体采用可编程逻辑控制器(PLC)作为控制***，驱动器、直流伺服电机、风机、水泵、气动元件、电磁阀等作为执行装置。PLC、继电器、电机驱动器、无线遥控通讯模块以及电源模块等元件放置在一正方体型控制箱内。控制箱固定在清洗机本体H型真空发生室右侧空位处，并通过螺栓与罩体后背固定连接。6个电磁阀及其他气动元件固定在H型真空发生室左侧空位处，并通过一平板与罩体后背固定连接。本体上所有电路走线均规整到固定在H型真空发生室后背、储水箱上方的坦克链内，各通过航空插头连接到右侧的控制箱体上；楼顶安全控制***由PLC控制器、变频器、低压电器电路、无线遥控通讯模块、电源模块等组成，均放置在一长方体控制箱内，控制箱放置在移动小车上，所有电气线均通过航空插头连接；楼下便携监控***采用单片机控制，以无线遥控方式经各自无线遥控通讯模块向本体控制***和楼顶控制***发送各种控制指令，并接收本体和楼顶的工作状态信息在其操作面板的液晶屏上显示。

实验结果表明，本发明采用依靠楼顶卷扬机牵引以及清洗机本体自身重力实现自上而下移动清洗以及使用双吸盘吸附单元交替吸附跨越窗框类障碍的机构，能提供一种对高层楼宇玻璃幕墙的高效、可靠的自动化清洗手段。本发明方法相对于现有的人工清洗操作，操作费用低、安全性好，能大幅度提高清洗效率；相对于现有的清洗机机构，结构简单，并能有效解决效率和越障的矛盾性。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图1中，1为楼顶安全装置、2为清洗机本体、3为楼下便携监控装置。

图2是本发明清洗机本体立体结构示意图。

图2中，4为洁面刮板、5为罩体、6为清洗滚刷、7为接水刮板、8为橡胶材质、9为上吸盘、10为气缸、11为光电传感器、12为随动滚轮、13为橡胶条、14为下吸盘、15为下滑动套筒、16为下吸盘闸片、17为下吸盘闸片气缸、18为光电传感器、19为滚筒轴、20为传动装置、21为直流伺服电机、22为洁面橡胶、23为上吸盘气动元件、24为H型负压发生室、25为吊环、26为上滑动套筒、27为风机、28为上吸盘闸片气缸、29为摄像头、30为气缸、31为上吸盘闸片。

图3是本发明清洗机本体侧面结构示意图。

图3中，32为下吸盘气动元件、33为水过滤装置。

图4是本发明清洗机本体背面结构示意图。

图4中，34为抽水泵、35为储水箱、36为液位传感器、37为回水泵、38为微型喷嘴、39为光电传感器、40为光电传感器、41为安装孔。

图5是楼顶安全装置结构示意图。

图5中，42为控制柜、43为卷扬机、44为移动小车及轨道、45为钢丝绳、46为编码器、47为导向轮、48为支撑架。

图6是楼下便携监控装置示意图。

图6中，49为无线遥控通讯模块、50为控制箱体、51为控制单元、52为操作面板、53为无线视频监视器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步描述。

本发明的清洗机***结构组成如图1所示，主要包括楼顶安全装置1、清洗机本体2、楼下便携监控装置3及电气控制装置。清洗机本体2的结构如图2、图3、图4所示，清洗机本体2在楼顶安全***1中卷扬机的牵引作用下，依靠密封机构的橡胶条13、侧面随动滚轮12，利用双吸盘负压吸附机构的上吸盘9及其气动元件23、下吸盘14及其气动元件32，同时或交替吸附于玻璃壁面，依靠自身重力至上而下移动实现壁面清洗和跨越窗框类障碍等功能；楼顶安全装置1主要起安全保护作用，确保清洗机本体2完成清洗和越障任务，并供给清洗机本体2电源、气源和水源；楼下便携监控装置3通过无线监控的方式向清洗机本体2、楼顶安全装置1发送动作指令，使清洗机本体2完成清洗、越障等动作，并通过无线视频监视器实时监视壁面清洗效果。电气控制装置用来控制各执行装置完成整个清洗任务。

清洗机本体2由双吸盘负压吸附机构、密封机构、清洗机构、水循环回收机构、障碍检测机构以及洁面机构组成。其中，负压吸附机构由风机27、H型负压发生室24、上吸盘9、下吸盘14及上吸盘气动元件23、下吸盘气动元件32组成。H型负压发生室24是清洗机本体的主体，上下两个长方体吸盘尺寸为800*200*150，各经过左右两滑动套筒连接到H型负压发生室上，并各由安装在H型真空发生室肩部和底部侧面的两个气缸控制吸盘的伸出和回缩。两风机27并放在H型真空发生室上部空位处，通过一平板用螺丝固定在发生室上。每个吸盘内部后端面靠近滑动套筒处有两个闸片，下吸盘闸片16和上吸盘闸片31，分别由两闸片中间的下吸盘闸片气缸17、上吸盘闸片气缸28控制闸片的开启或关闭，用来分别通断上下两吸盘与H型真空发生室24间的气路。吸盘密封机构由橡胶条13和侧面随动滚轮12组成。橡胶条13布置在两吸盘9、14开口***周边成环状，其一端被卡紧在有一段螺纹状外形并和吸盘固定在一起的两层铝板之间，另一端伸出吸盘和壁面接触。每个吸盘外侧四角处均放置有四个随动滚轮12，滚轮12超出吸盘开口面，用来限制橡胶条13与壁面接触程度，以减少橡胶条磨损，并减小壁面对吸盘的摩擦力。根据壁面摩擦系数的不同和所需吸盘吸附力大小，可更换不同尺寸随动滚轮。本发明密封机构允许存在一定的泄漏，只要求吸盘内能有一定的负压维持清洗机本体对玻璃壁面的清洗力。清洗机构由清洗滚刷6、罩体5、滚筒轴19、微型喷嘴38、直流伺服电机21及抽水泵34组成。清洗滚刷6、滚筒轴19、喷嘴38均放置在罩体5内部，罩体5长1500毫米，放置在上下两个长方体吸盘之间，后部紧靠H型真空发生室24，在上下两吸盘9、14吸附在壁面上时，罩体开口侧面距离壁面2～3英寸。滚刷6固定在滚筒轴19上成环状，滚筒轴19跨接在罩体两端。直流伺服电机21放置在罩体5左角上盖面板上，经同步传动装置20带动滚筒轴19旋转进而带动清洗滚刷6旋转。当吸盘9、14吸附于壁面上时，清洗滚刷6旋转起来后，其回转半径超出吸盘外伸面，从而抽打壁面，使清洗机本体2完成对壁面以及在越障过程中对障碍物(窗框)的清洗。上下两吸盘9、14完全伸出后与壁面呈一平面接触，罩体5外侧与壁面距离2～3英寸。8个喷嘴38并排按一定间隔固定在罩体5内后侧面板底部，抽水泵34从储水箱35内抽水喷淋清洗刷和壁面；水循环回收装置由接水刮板7、储水箱35、液位传感器36、过滤器33、回水泵37及气缸10组成。接水刮板7放置在清洗罩体5底部清洗滚刷6下方，一端上翘并通过海绵材质材料8和壁面紧密接触，另一端和放置在罩体底部布置在两端的两个气缸10连接，气缸10动作实现接水刮板7的伸缩。储水箱35放置在H型真空发生室24外侧下部空位处，抽水泵34、回水泵37固定在储水箱上部。壁面清洗后的污水经接水刮板7聚集到罩体5底部并由软管经过滤器33过滤后由安装在储水箱35上的回水泵37抽回到储水箱35内循环使用。液位传感器36固定在储水箱35内用来检测水容量。水循环回收机构能防止污水污染下方待清洗壁面，提高水利用率；洁面机构由洁面刮板22、橡胶刮洗器4和气缸30组成，位于清洗机本体2的最上端。洁面刮板22通过跨接在H真空发生室24两端肩部端面上的两气缸30伸缩实现和壁面接触和分离，洁面刮板22一端橡胶材质刮洗器4并紧贴壁面随清洗机本体2自上而下刮洗壁面，从而清除壁面残留水渍。障碍检测机构由清洗机本体上安装的四组光电传感器11、39、18、40组成，从下往上分别安装在靠近下吸盘14、接水刮板7、上吸盘9及洁面刮板22的适当位置，每组光电传感器以清洗机本体2的垂直中心线对称放置，并根据本体结构调节各传感器感应距离。通过检测以上各机构在自上而下清洗过程中是否接近突起障碍物(窗框)，经各自气动元件，依次回缩，跨越障碍后，再依次伸出，从而实现清洗机本体2整体越障。

本发明楼顶安全装置1的结构如图5所示，主要包括控制柜42、卷扬机43、移动小车及轨道44、钢丝绳45、编码器46、导向轮47及支撑架48。卷扬机43放置在移动小车44上，缠绕在卷扬机排线器上的两组钢丝绳45通过支撑架48及导向轮47从楼顶下放与清洗机本体2中H型真空发生室24肩部外侧的两吊环25连接，并经卷扬机43的旋转实现同步运动，带动清洗机本体2上下运动。控制柜42通过电缆与卷扬机43连接，编码器46放置在支撑架48顶端导向轮47回转轴处并与钢丝绳45同步运转，计量钢丝绳45的下放或上收长度，其控制线缆沿支撑架48通过航空插头和控制柜42连接。

本发明楼下便携监控装置3的结构如图6所示，包括无线视频监视器53、无线遥控通讯模块49、控制箱体50、控制单元51及操作面板52。操作面板52上布置有命令按钮、液晶状态显示器、急停按钮、警报器等。无线视频监视器53以及无线遥控通讯模块49固定在控制箱上盖内侧，无线视频监视器53的显示屏露出上视板，其他部分都由上视板遮盖。装在清洗机本体2上的摄像头25经无线视频监视器53的通讯模块，由无线视频监视器实时监视清洗机本体2已清洗完壁面的清洁状态。控制单元51按照操作面板52按键指令通过无线遥控通讯模块49向清洗机本体2以及楼顶安全装置1发出各种动作命令，遥控实现清洗全过程。

本发明清洗机构的工作过程如下：

1)***上电起动，楼顶卷扬机43将清洗机本体2提升至楼顶待清洗壁面(自上往下)，上吸盘气动元件23控制上吸盘9，下吸盘气动元件32控制下吸盘14伸出与壁面接触(气缸行程为75mm)，清洗机本体2即吸附于平整玻璃壁面。此时，清洗机本体2上的气缸10、30处于回缩状态。清洗机本体各动作可自动进行，也可在楼下监控装置1遥控下进行。

2)风机27启动，负压发生室24内很快形成负压，经过一段时间(约几秒钟)，上吸盘闸片气缸28控制上吸盘闸片31打开、下吸盘闸片气缸17控制下吸盘闸片16打开，从而连通上吸盘9、下吸盘14、上滑动套筒26、下滑动套筒15与负压发生室24间的气路，上下两吸盘9、14在密封机构的随动滚轮12、橡胶条13作用下，内部产生负压，使清洗机本体2吸附于壁面；

3)气缸10控制接水刮板7，气缸30控制洁面刮板4各自贴紧壁面，喷嘴38向壁面和清洗滚刷6上喷水，直流伺服电机21、抽水泵34启动，清洗滚刷6旋转，开始清洗壁面；

4)在2)、3)动作的同时，在卷扬机43和清洗机本体2自身重力的协调作用下，楼顶控制***控制清洗机本体2沿平整玻璃壁面平稳匀速下滑，同时清洗滚刷6完成壁面清洗；

5)如前方出现窗框类障碍，障碍检测光电传感器11、39、18、40将依次检测到该障碍物，清洗机本体2控制***通知楼顶控制***使清洗机本体2减速，在气动元件的作用下，使下吸盘14、接水刮板7、上吸盘9、洁面刮板4依次缩回，各自越障后再相继伸出，从而实现越障。

6)到楼底结束清洗位置，风机27、直流伺服电机21、抽水泵34、回水泵37停止工作，上下两吸盘9、14、洁面刮板4和接水刮板7缩回。卷扬机43带动清洗机本体2快速上升至楼顶初始清洗位置处，楼顶移动小车44启动，使楼顶安全装置1沿楼顶固定轨道向左(或右)移动一定距离(小于清洗滚刷长度)，在钢丝绳45牵引下，清洗机本体2便向左(或右)移动相同距离，此后重复动作1)，循环往复，直至清洗完整个楼面。

本发明能达到的技术指标如下：

1、清洗楼面高度：120米及以上

2、清洗宽度：每次1.5米以上

3、清洗效率：240平方米/时或以上(因壁面洁净程度不同而异)

4、越障能力：横窗框高度为2英寸，宽度为2～3英寸

5、耗水量：每千平方米≤25公斤(因壁面洁净程度不同而异)

本发明是一种移动速度快、又具备壁面适应能力强，并且机构简单、清洗效果好、操作简便的新型高楼壁面清洗机。本发明不仅可应用于高120米以上高层楼宇，长1.5米、宽1米以上玻璃幕墙的清洗，还可推广应用于其他类型高楼平整外墙的清洗。

Claims (8)

1、一种高楼玻璃幕墙清洗机***，包括楼顶安全装置(1)、清洗机本体(2)、楼下便携监控装置(3)及电气控制装置，清洗机本体(2)包括双吸盘负压吸附机构、密封机构、障碍检测机构，其特征在于清洗机本体(2)还包括清洗机构、水循环回收机构及洁面机构，清洗机本体(2)在楼顶安全装置(1)中卷扬机(43)的牵引作用下，依靠密封机构的橡胶条(13)、侧面随动滚轮(12)，利用双吸盘负压吸附机构的上吸盘(9)及其气动元件(23)、下吸盘(14)及其气动元件(32)，同时或交替吸附于玻璃壁面，依靠自身重力至上而下移动实现壁面清洗和跨越障碍，楼顶安全装置(1)起安全保护作用，确保清洗机本体(2)完成清洗和越障任务，并供给清洗机本体(2)电源、气源和水源，楼下便携监控装置(3)通过无线监控的方式向清洗机本体(2)、楼顶安全装置(1)发送动作指令，使清洗机本体(2)完成清洗、越障动作，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。

2、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述清洗机构中，清洗滚刷(6)、滚筒轴(19)、喷嘴(38)均放置在罩体(5)内部，罩体(5)放置在上吸盘(9)、下吸盘(14)之间，清洗滚刷(6)固定在滚筒轴(19)上成环状，滚筒轴(19)跨接在罩体两端，直流伺服电机(21)经同步传动装置(20)带动滚筒轴(19)旋转进而带动清洗滚刷(6)旋转，喷嘴(38)并排间隔固定在罩体(5)内底部。

3、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述水循环回收机构中，接水刮板(7)放置在罩体(5)底部清洗滚刷(6)下方，并和放置在罩体底部两端的两个气缸(10)连接，储水箱(35)放置在H型真空发生室(24)下部空位处，抽水泵(34)、回水泵(37)固定在储水箱(35)上部，液位传感器(36)固定在储水箱(35)内用来检测水容量。

4、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述洁面机构位于清洗机本体(2)的上端，由洁面刮板(22)、橡胶刮洗器(4)和气缸(30)组成，洁面刮板(22)通过跨接在H真空发生室(24)两端肩部端面上两气缸(30)的伸缩实现与壁面的接触和分离，洁面刮板(22)一端有刮洗器(4)。

5、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述障碍检测机构由清洗机本体上安装的四组光电传感器(11、39、18、40)组成，分别靠近下吸盘(14)、接水刮板(7)、上吸盘(9)及洁面刮板(22)安装，并以清洗机本体(2)的垂直中心线对称放置。

6、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述楼顶安全装置(1)中，卷扬机(43)放置在移动小车(44)上，缠绕在卷扬机排线器上的两组钢丝绳(45)通过支撑架(48)及导向轮(47)从楼顶下放与清洗机本体(2)中H型真空发生室(24)肩部外侧的两吊环(25)连接，并经卷扬机(43)的旋转实现同步运动，带动清洗机本体(2)上下运动，控制柜(42)通过电缆与卷扬机(43)连接，编码器(46)放置在支撑架(48)顶端导向轮(47)回转轴处并与钢丝绳(45)同步运转，计量钢丝绳(45)的下放或上收长度，其控制线缆沿支撑架(48)通过航空插头和控制柜(42)连接。

7、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述楼下便携监控装置(3)包括无线视频监视器(53)、无线遥控通讯模块(49)、控制箱体(50)、控制单元(51)及操作面板(52)，装在清洗机本体(2)上的摄像头(25)连接无线视频监视器(53)，实时监视清洗机本体(2)已清洗完壁面的清洁状态，控制单元(51)按照操作面板(52)按键指令通过无线遥控通讯模块(49)向清洗机本体(2)以及楼顶安全装置(1)发出动作命令，遥控实现清洗全过程。

8、如权利要求1的高楼玻璃幕墙清洗机***，其特征在于所述密封机构由橡胶条(13)和侧面随动滚轮(12)组成，橡胶条(13)布置在上下两吸盘(9、14)开口***周边成环状，其一端被卡紧在有一段螺纹状外形并和吸盘固定在一起的两层铝板之间，另一端伸出吸盘和壁面接触，每个吸盘外侧四角处均放置四个随动滚轮(12)，滚轮(12)超出吸盘开口面。

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