一种高楼外墙玻璃清洗系统的制作方法

本发明涉及清洁设备技术领域，具体涉及一种高楼外墙玻璃清洗系统。

背景技术

现有的办公楼大楼以及公共场所中，很多采用玻璃作为帷幕。由于很多玻璃帷幕的面积较大，而且位置较高，为保持茉莉帷幕的清洁，需要定时对玻璃帷幕进行清洁。目前对玻璃帷幕进行清洁大都由专业的蜘蛛人来完成。蜘蛛人清洁玻璃帷幕存在很多问题，1、清洁效率低下；2、由于是高空作业，因此蜘蛛人人身安全风险大；3、清洁效果收蜘蛛人敬业程度等因素的影响。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明要解决的技术问题是：如何设计一种可以高效、高质量清洗外墙玻璃系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高楼外墙玻璃清洗系统，包括支撑装置、擦洗装置和控制单元；

支撑装置：包括配重件、支架、吊臂、定滑轮、牵拉绳索和第一步进电机；

所述支架的底部与配重件固定连接，所述支架的顶部与吊臂的一端可转动连接；

所述定滑轮安装在吊臂的另一端；

所述第一步进电机设置在支架上，第一步进电机的输出轴上连接有绕线棒；

所述牵拉绳索的一端与绕线棒固定连接，牵拉绳索的另一端绕过定滑轮与擦洗结构连接；

擦洗装置：包括固定架、吸附结构和清理结构；

吸附结构：包括吸盘、抽气泵和抽气管；

所述的吸盘为软性橡胶吸盘，抽气管通过抽气管与吸盘连接，抽气管的主管道上连接有单向阀，支管道上连接有放气阀；

所述吸盘设置在固定架朝向外墙玻璃的一面；

所述固定架朝向外墙玻璃的一面上设有两条y轴方向的轨道，

清理结构：包括擦洗刷、擦洗刷清洗单元和驱动单元；

擦洗刷清洗单元：包括水箱、水泵、回流泵、擦洗刷清洗箱和方位控制单元；

所述水箱设置在固定架内；

擦洗刷清洗箱上具有擦洗刷入口、擦洗刷出口和回流口，擦洗刷清洗箱内设有多个高压喷头；

水泵的进水口位于水箱内，水泵的出水口通过水管与多个高压喷头连接；

所述多个高压喷头用于对进入擦洗刷清洗箱内的擦洗刷进行冲洗；

回流口设置在擦洗刷清洗箱的底部，所述回流泵的进水口与回流口连通，回流泵的出水口与回流管连接，回流管的出水口与水箱连通；

方位控制单元:包括x轴、y轴两个方向的导轨和设置在x轴上的滑块；

其中，y轴方向的导轨包括相互平行的两根y轴导轨，x轴方向的导轨为一根x轴导轨，x轴导轨的两端分别可滑动地设置在两根y轴导轨上；

所述擦洗刷清洗箱设置滑块上；

驱动单元：包括擦洗刷驱动电机、第二步进电机、x轴驱动电机、y轴驱动电机、擦洗刷驱动电机安装架和第二步进电机安装架；

所述第二步进电机安装架设置在所述滑块上，第二步进电机通过第二步进电机安装架进行固定；

擦洗刷驱动电机安装架固定在第二步进电机输出轴上，擦洗刷驱动电机通过擦洗刷驱动电机安装架固定；

擦洗刷驱动电机的输出轴上固定连接涡轮，该涡轮与一蜗杆啮合，该蜗杆的两端分别固定安装一个擦洗刷；

所述y轴驱动电机驱动x轴在两根y轴导轨上移动，x轴驱动电机驱动滑块在x轴导轨上移动；

控制单元：控制单元分别与第一步进电机、第二步进电机、擦洗刷驱动电机、第二步进电机、y轴驱动电机和x轴驱动电机连接，控制第一步进电机、第二步进电机、擦洗刷驱动电机和第二步进电机的工作与否，控制单元分别与放气阀和单向阀连接，控制放气阀和单向阀的通断。

作为改进，所述配重件包括用于装水的容器和容器中的水。

作为改进，所述支撑结构还包括保险绳，该保险绳的承重不小于擦洗结构质量的3倍；

所述保险绳的底端通过定滑轮与擦洗结构连接，保险绳的顶端固定在所述支架上。

作为改进，所述吸附结构还包括伸缩杆式高度检测传感器；所述伸缩杆式高度检测传感器的伸缩杆与吸盘垂直并与外墙玻璃面接触。

作为改进，所述回流口上设有滤网。

作为改进，所述擦洗刷入口处设有一对入口挤水海绵，该对入口挤水海绵相向设置，并且该对入口挤水海绵之间的间距等于擦洗刷；

所述擦洗刷出口处也设有一对出口挤水海绵，该对出口挤水海绵相向设置，并且该对出口挤水海绵之间的间距等于擦洗刷。

作为改进，还包括摄像头，所述摄像头安装在所述滑块上；所述摄像头与控制单元连接。

作为改进，所述固定架面对外墙玻璃的面上设有缓冲泡沫。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

本发明提供的本发明提供的高楼外墙玻璃清洗系统，控制单元控制清理结构自动擦洗外墙玻璃，相比现有的蜘蛛人清洗，不但清洗效率高，而且还不会有安全隐患。

附图说明

图1为本发明高楼外墙玻璃清洗系统的结构示意图。

图2为吸附结构的原理示意图。

图中，1-外墙玻璃、2-配重件、3-支架、4-吊臂、5-牵拉绳索、6-擦洗装置、7-吸盘、8-抽气泵、9-抽气管、10-单向阀、11-放气阀。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、顶”、“底”、“内”、“外”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。

一种高楼外墙玻璃清洗系统，包括支撑装置、擦洗装置和控制单元；

支撑装置：包括配重件、支架、吊臂、定滑轮、牵拉绳索和第一步进电机；

所述支架的底部与配重件固定连接，所述支架的顶部与吊臂的一端可转动连接，即吊臂可以调整俯仰角度，也可以以支架为轴360°转动，实现将擦洗装置移动到高楼周向四面外墙玻璃处的目的。

所述定滑轮安装在吊臂的另一端，即定滑轮安装在吊臂的自由端；

所述第一步进电机设置在支架上，第一步进电机的输出轴上连接有绕线棒；

所述牵拉绳索的一端与绕线棒固定连接，牵拉绳索的另一端绕过定滑轮与擦洗结构连接；实施时，牵拉绳索缠绕在绕线棒上，启动第一步进电机，绕线棒顺时针转动，增加擦洗结构与绕线棒之间牵拉绳索的长度，擦洗结构慢慢向下移动；当需要收回擦洗结构或是要提高擦洗结构的高度，启动第一步进电机，绕线棒逆时针转动，牵拉绳索开始缠绕在绕线棒上，缩短擦洗结构与绕线棒之间牵拉绳索的长度，擦洗结构慢慢向上移动。当然第一步进电机输出轴顺时针转动也可以是将牵拉绳索往绕线棒上缠绕，即第一步进电机输出轴顺时针转动是收牵拉绳索，第一步进电机输出轴逆时针转动是放牵拉绳索。

所述配重件的结构可以包括用于装水的容器和容器中的水。使用时，通过抽水泵将水泵入容器中，泵入的水量由擦洗结构和吊臂的总质量决定，一般要求泵入水的质量不小于擦洗结构和吊臂的总质量的5倍，这种方式，在安装高楼外墙玻璃清洗系统时，不需要搬运非常重的配重件，而只需要搬运用于盛水的容器即可，到楼顶后，再向容器中泵水，提高该系统的安装难度。

所述支撑结构还包括保险绳，该保险绳的承重不小于擦洗结构质量的3倍；所述保险绳的底端通过定滑轮与擦洗结构连接，保险绳的顶端固定在所述支架上。由于是高空作业，因此必须要保证安全，一旦发生意外，安全绳可以拉住擦洗结构，防止其掉落，给操作人员争取时间，将擦洗结构拉回，放置在安全的地方，避免给作业大楼附近的人、动物或其他财物造成威胁。

擦洗装置：包括固定架、吸附结构和清理结构；所述固定架面对外墙玻璃的面上设有缓冲泡沫，防止擦洗装置移动时，撞击玻璃，消除安全隐患。

吸附结构：包括吸盘、抽气泵和抽气管；

所述的吸盘为软性橡胶吸盘，抽气管通过抽气管与吸盘连接，抽气管的主管道上连接有单向阀，支管道上连接有放气阀；

所述吸盘设置在固定架朝向外墙玻璃的一面；

所述固定架朝向外墙玻璃的一面上设有两条y轴方向的轨道，固定架朝向外墙玻璃的一面连接吸盘，吸盘用于吸附外墙玻璃表面。抽气泵固定在固定架上，抽气泵为气液两用抽气泵。抽气泵通过抽气管连接吸盘，抽气管有主管道和分支管道，主管道上连接有单向阀，气体只能从吸盘向抽气泵单向移动。分支管道上设有放气阀，用于外界气体进入吸盘，因此可知，单向阀是在靠近抽气泵的主管道上，这样才能不影响放气阀的放气。

由于吸盘主要通过吸盘垫与吸盘底座密封连接，吸盘垫需采用密封性较好的材质；且为了使得吸附结构和玻璃表面贴合，吸盘垫也需具有较好的弹性。因而，吸盘垫可以采用硅胶、橡胶等密封性或者其他弹性较好的弹性材料。

所述吸附结构还可以包括伸缩杆式高度检测传感器；所述伸缩杆式高度检测传感器的伸缩杆与吸盘垂直并与外墙玻璃面接触。伸缩杆式高度检测传感器包括壳体和可伸缩的检测杆，壳体底部与固定架连接，可伸缩的检测杆与固定架垂直布置，其目的是检测固定架朝向外墙玻璃的一面到外墙玻璃的垂直高度。

清理结构：包括擦洗刷、擦洗刷清洗单元和驱动单元；

擦洗刷清洗单元：包括水箱、水泵、回流泵、擦洗刷清洗箱和方位控制单元；

所述水箱设置在固定架内；

擦洗刷清洗箱上具有擦洗刷入口、擦洗刷出口和回流口，擦洗刷清洗箱内设有多个高压喷头；

水泵的进水口位于水箱内，水泵的出水口通过水管与多个高压喷头连接；

所述多个高压喷头用于对进入擦洗刷清洗箱内的擦洗刷进行冲洗；

回流口设置在擦洗刷清洗箱的底部，所述回流泵的进水口与回流口连通，回流泵的出水口与回流管连接，回流管的出水口与水箱连通；一个擦洗刷进入擦洗刷清洗箱内，水泵工作，抽水，高压水通过高压碰头喷出，对该擦洗刷进行清洗，清洗后的水又通过回水泵抽入水箱内，循环使用。

回流口上最好设置滤网。由于高楼外墙玻璃上除了灰尘还会有一些渣子，为了防止这些渣子将回流泵堵住，最好在回流口上设置滤网，这样渣子可以沉淀在擦洗刷清洗箱内，清洗完外墙玻璃后，一次性清理。更重要的是经过滤渣后的水进入水箱，可以继续用来冲洗擦洗刷，从而减少每次清洗外墙玻璃时，水箱需要装入的重量。

具体实施时，可以在所述擦洗刷入口处设有一对入口挤水海绵，该对入口挤水海绵相向设置，并且该对入口挤水海绵之间的间距等于擦洗刷；擦洗刷进入擦洗刷清洗箱内时，被一对入口挤水海绵挤压，将其上的污水挤掉。

所述擦洗刷出口处也设有一对出口挤水海绵，该对出口挤水海绵相向设置，并且该对出口挤水海绵之间的间距等于擦洗刷。清洗后的擦洗刷在出擦洗刷清洗箱时，被一对出口挤水海绵挤压，将其上的水挤掉，使其保持潮湿的状态，这样更有利于擦洗外墙玻璃

方位控制单元:包括x轴、y轴两个方向的导轨和设置在x轴上的滑块；

其中，y轴方向的导轨包括相互平行的两根y轴导轨，x轴方向的导轨为一根x轴导轨，x轴导轨的两端分别可滑动地设置在两根y轴导轨上；具体实施，y轴定义为高楼高度的方向。

所述擦洗刷清洗箱设置滑块上；

驱动单元：包括擦洗刷驱动电机、第二步进电机、x轴驱动电机、y轴驱动电机、擦洗刷驱动电机安装架和第二步进电机安装架；

所述第二步进电机安装架设置在所述滑块上，第二步进电机通过第二步进电机安装架进行固定；

擦洗刷驱动电机安装架固定在第二步进电机输出轴上，擦洗刷驱动电机通过擦洗刷驱动电机安装架固定；

擦洗刷驱动电机的输出轴上固定连接涡轮，该涡轮与一蜗杆啮合，该蜗杆的两端分别固定安装一个擦洗刷；擦洗刷驱动电机工作，涡轮蜗杆啮合，蜗杆带动两个擦洗刷转动，其中一个擦洗刷与外墙玻璃接触清洗外墙玻璃，另一擦洗刷位于擦洗刷清洗箱内清洗，由于位于擦洗刷清洗箱内的擦洗刷也在转动，因此高压水可以将该擦洗刷的表面全部清理干净；当一个清理单程结束，第二步进电机工作，此时固定在第二步进电机输出轴上的擦洗刷驱动电机安装架转动，擦洗刷驱动电机、涡轮、蜗杆也随着转动，从而实现两个擦洗刷位置调换的目的，即原来位于擦洗刷清洗箱内的擦洗刷从擦洗刷出口出来，与外墙玻璃接触清洗外墙玻璃，而原来在清洗外墙玻璃的擦洗刷则进入擦洗刷清洗箱内进行清洗。

所述y轴驱动电机驱动x轴在两根y轴导轨上移动，x轴驱动电机驱动滑块在x轴导轨上移动；

该系统还可以包括摄像头，所述摄像头安装在所述滑块上；所述摄像头与控制单元连接。控制单元还包括显示器，摄像头拍摄的画面通过显示器显示，操作人员可以根据摄像头传回的画面，精准控制擦洗装置。

控制单元：控制单元分别与第一步进电机、第二步进电机、擦洗刷驱动电机、第二步进电机、y轴驱动电机和x轴驱动电机连接，控制第一步进电机、第二步进电机、擦洗刷驱动电机和第二步进电机的工作与否，控制单元分别与放气阀和单向阀连接，控制放气阀和单向阀的通断。

具体实施时，还可以在设置一个驱动吊臂转动的电机，该电机也由控制单元控制，然后在控制单元内预先设定大楼的参数，或外墙玻璃清理路线，该系统即可自动进行清理外墙玻璃了。

本发明高楼外墙玻璃清洗系统的工作过程如下：

转动吊臂将擦洗装置移动到外墙的一个面，控制单元控制第一步进电机工作，擦洗装置向下至外墙玻璃的清洗的初始位置，吸盘吸住外墙玻璃，第一个清洗回程开始：

控制单元控制抽气泵工作，放气阀关闭，单向阀开启，与此同时，伸缩杆式高度检测传感器的检测杆检测固定架与外墙玻璃之间的距离，传输至控制单元，高度达到预设的阈值，则认为吸盘已经牢固的吸附在外墙玻璃上，控制单元控制抽气泵停止工作。

控制单元控制x轴驱动电机和y轴驱动电机，使得擦洗刷位于初始位置，一般的，固定架为长方体结构，固定架面对外墙玻璃的面为操作面，初始位置通常设置在操作面的左下角或右下角。

控制单元控制y轴驱动电机驱动x轴在两根y轴导轨上移动，设置在x轴滑块上的擦洗刷清洗箱和第二步进电机安装架沿着y轴移动，第二步进电机也沿着y轴移动，固定在第二步进电机输出轴上的擦洗刷驱动电机安装架沿着y轴移动，擦洗刷驱动电机也沿着y轴移动，控制单元控制擦洗刷驱动电机工作，擦洗刷驱动电机驱动擦洗刷不停的转动，此时一个擦洗刷与外墙玻璃接触擦洗外墙玻璃，另一个擦洗刷位于擦洗刷清洗箱内，控制单元控制水泵工作，多个高压喷头同时向位于擦洗刷清洗箱内的擦洗刷喷水，将其清洗；控制单元控制回水泵工作，将清洗位于擦洗刷清洗箱内的擦洗刷的水又抽入水箱中继续使用；

当x轴导轨到达y轴导轨的端部时，一个清洗单程结束，此时控制单元控制第二步进电机工作，第二步进电机输出轴带动擦洗刷驱动电机安装架转动180°，那么上一个清洗单程中位于擦洗刷清洗箱内的擦洗刷与外墙玻璃接触，擦洗外墙玻璃，而上个清洗单程中与外墙玻璃接触的擦洗刷进入擦洗刷清洗箱内进行清洗；与此同时，控制单元控制x轴驱动电机工作，滑块在x轴上移动设定距离，一般滑块移动的距离小于或等于擦洗刷的直径，第二个清晰单程开始。如此循环，直至整个操作面全部被请清洗完，控制单元控制放气阀开启，单向阀关闭，吸盘与外墙玻璃脱离，此时控制单元控制第一步进电机工作，调整擦洗装置的高度，吸盘吸住外墙玻璃，第二个清洗回程开始，控制过程与第一清洗回程相同。

当外墙的一个面的外墙玻璃全部清洗完成后，转动吊臂将擦洗装置移动到外墙的第二个面，直至外墙四个面的外墙玻璃全部清洗完。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。