一种可用于光滑表面的轮式清洗装置的制作方法

本发明属于属于环保清洁设备领域，具体地，涉及一种可用于光滑表面的轮式清洗装置。

背景技术：

随着国内经济的发展，城市化进展迅速，城市大楼高度不断增高。大楼外表面一般为瓷砖、玻璃等光滑面，清洁工作比较麻烦而且危险，因此保持清洁成为了一个难题。尤其是清洁人员需要在高空的楼体外对高楼表面进行清洁，对自身和楼下过往的行人产生了安全隐患。目前攀爬机器人主要采用负压控制系统，其中节肢类清洁机比较普遍和常见。而这类型的清洁机常使用繁重的气压控制系统，所以控制系统比较复杂，操作不便，灵活性差，而且，当清洁表面具有一定的坡度时，其行走受限，适应性差，并不能很好地全面地完成高空清洗工作。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种可用于光滑表面的轮式清洗装置。所述清洗装置采用轮式结构，平面和斜面移动均较为灵活；采用凸轮式的单轮子装置，增强吸附力和灵活性，使其能在垂直面上或者倒立面上运动，是一种操作方便、工作效率高的清洗装置。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种可用于光滑表面的轮式清洗装置，包括主架以及安装在主架上的动力装置、减速装置和清洁装置，所述主架底部前端设有万向轮，其特征在于：所述主架左右两侧对称安装有吸盘轮装置，每个所述吸盘轮装置由动力装置通过减速装置进行独立动力控制；所述吸盘轮装置包括连接环、分设在连接环内外两侧的两个单轮子装置以及内固定架和外固定架；所述内固定架和外固定架将连接环和两个单轮子装置固定在内固定架和外固定架之间；所述单轮子装置由吸盘、轮毂、凸轮和活塞体组成；所述吸盘均布在轮毂的外周侧表面上，每个吸盘连接一个活塞体，每个活塞体沿轮毂径向与轮毂滑动连接；所述凸轮安装在轮毂内且与轮毂同心设置，所述活塞体远离吸盘的一端与凸轮外周侧表面滑动连接；所述凸轮上设有凸面；所述凸轮由调节杆调节转动角度，使得凸面的朝向角度始终与行走表面垂直；当吸盘轮装置在动力装置驱动下发生转动时，吸盘随轮毂转动至凸轮的凸面时，凸面作用于活塞体进而实现吸盘排气，吸盘吸附至光滑表面，远离凸面，吸盘解吸附，如此循环完成吸盘吸附和解吸附之间的转换。

作为对上述方案的进一步优化，两个所述单轮子装置上的吸盘交错设置。

作为对上述方案的更进一步优化，每个所述单轮子装置上均布有13个吸盘。

作为对上述方案的进一步优化，在所述主架上设有两个动力装置和两个减速装置；所述动力装置为由控制器控制的直流电机；每个所述直流电机与对应的减速装置传动连接，所述减速装置与对应的吸盘轮装置传动连接，从而实现对吸盘轮装置的转动控制。

作为对上述方案的进一步优化，所述清洗装置包括水箱、通过管路与水箱连接的喷洒口和用于擦洗的擦洗条。

有益效果：

一、本发明采用轮式结构，具有易于控制的特点，效率高、速度快，在转弯等方面机动性能好。工作时只需要控制两个直流电机，使其形成转速差就能实现转弯，由于其是轮式结构，转弯具有时效性快的特点。此外，采用轮式结构，同时具有越过简单的障碍的条件。

二、本发明中吸盘轮装置中用连接架连接两个单轮子装置。在单轮子装置中设有凸轮件，通过凸轮、活塞体、吸盘和轮毂的共同作用，使吸盘完成排气和进气的循环过程，实现吸盘吸附和解吸附的快速转换。凸轮可由调节杆调节朝向角度，使其上的凸面与要攀爬的表面垂直，在吸盘作用下，能完成斜坡甚至是垂直面或倒立面的攀爬，保证了吸附力与灵活性，这是目前现有技术中的清洗装置所难以做到的。

三、本发明中的两个吸盘轮装置分别由独立的动力装置（直流电机）进行控制，控制简单，前进、转弯、后退均能通过简单的指令并配合主架车头前面的万向轮完成。在遇到小范围的盲区时，可以通过比较简单的行动规划来完成清洁任务。吸盘通过活塞体与凸轮接触，随着吸盘轮装置的转动凸轮对吸盘产生作用，能够保证在连续的工作表面工作时，任意时刻均有6-8个吸盘保持吸附力；在非连续工作面上工作时，若遇小范围的吸附盲区，仍然可以有6个吸盘具有吸附能力，能够保证设备正常工作直到越过吸附盲区。直流电机经过减速箱后，通过齿轮组等机构实现从水箱中抽水，并将水箱内的液体导入管路中，来保证液体最终到达喷洒口，对工作面持续，均匀的喷洒。

附图说明

图1是本发明所述轮式清洗装置的总体结构示意图；

图2是所述吸盘轮装置的结构示意图；

图3是所述吸盘轮装置的分体结构示意图；

图4是所述单轮子装置的结构示意图；

图5是所述连接环的结构示意图；

图中：1、吸盘轮装置；1-1内固定架；1-2、外固定架；1-3、连接环；1-4、单轮子装置；1-4-1、吸盘；1-4-2、轮毂；1-4-3、凸轮；1-4-4、活塞体；1-4-5、凸面；2、减速装置；3、主架；4、动力装置；5、清洗装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种可用于光滑表面的轮式清洗装置，包括主架3、吸盘轮装置1、动力装置4、减速装置2和清洁装置5。所述主架3底部前端中央设有万向轮，左右两侧各设一个吸盘轮装置1，形成一个可移动的车体；所述吸盘轮装置1通过螺栓与主架3连接；所述动力装置4和减速装置2均安装在主架3上且均设有两个；每个吸盘轮装置1均由一个动力装置4和一个减速装置2控制；所述动力装置4为直流电机，所述减速装置2为减速器，所述直流电机和减速器传动连接。

所述吸盘轮装置1由内固定架1-1、外固定架1-2、连接环1-3（如图5所示）和两个单轮子装置1-4组成。如图2和图3所示，两个所述单轮子装置1-4分设在连接环1-3的左右两侧，所述内固定架1-1和外固定架1-2将连接环1-3和两个单轮子装置1-4固定在内固定架1-1和外固定架1-2之间；安装时，将内固定架1-1一侧连接在主架3上。

如图4所示，所述单轮子装置1-4由吸盘1-4-1、轮毂1-4-2、凸轮1-4-3和活塞体1-4-4组成；其中吸盘1-4-1均布在轮毂1-4-2的外轮廓表面上，每个吸盘1-4-1下方连接一个活塞体1-4-4；所述轮毂1-4-2上径向设置有与吸盘1-4-1同等数量的导向孔，所述活塞体1-4-4被限制在导向孔内；所述活塞体1-4-4的另一端与凸轮1-4-3的外轮廓表面活动连接；所述凸轮1-4-3安装在轮毂1-4-2内且与轮毂1-4-2同心设置。所述凸轮1-4-3上设有凸面1-4-5；所述凸轮1-4-3由调节杆调节转动角度。当吸盘轮装置1在动力装置4驱动下发生转动时，吸盘1-4-1随轮毂1-4-2转动至凸轮1-4-3的凸面1-4-5时，凸面1-4-5作用于活塞体1-4-4进而实现吸盘1-4-1排气，吸盘1-4-1吸附至光滑表面，远离凸面1-4-5，吸盘1-4-1解吸附，如此循环完成吸盘1-4-1吸附和解吸附之间的转换。当需要进行爬坡时，通过调节杆调节凸轮1-4-3，使得凸轮1-4-3上凸面1-4-5的朝向角度与行走表面垂直。

工作时，由主架3上的控制器控制直流电动机带动减速器工作，进而带动吸盘轮装置1内的轮毂1-4-2转动，活塞体1-4-4随着轮毂1-4-2的转动沿凸轮1-4-3外轮廓表面滑动，同时被限制在轮毂1-4-2的导向孔里，活塞体1-4-4随着轮毂1-4-2同步运动且始终与凸轮1-4-3垂直，活塞体1-4-4在凸轮1-4-3和轮毂1-4-2的作用下，带动吸盘1-4-1做周期性的往复运动，从而完成吸盘1-4-1的抽气、放气过程，而吸盘1-4-1同时也随着轮毂1-4-2做循环转动，在需要转弯时，则需要控制动力装置4的转速，在两个直流电机的转速不同时，两边的吸盘轮装置1和车头的万向轮配合，从而使两边的速度不同，实现转弯这个过程，在运动时，减速器后的齿轮组和清洁装置5共同作用来实现吸水功能，使喷洒口能喷洒出均匀的清洗液，清洗装置运动带动主架3后面的擦洗条，从而完成清洁工作。

本发明提出的可作用于光滑表面的轮式清洗装置，具有以下四种功能。一、使用轮式的回转吸盘，控制简单，左右两个轮子分别由两个直流电机驱动，前进、转弯、后退均能通过简单的指令并配合车头前面的万向轮完成，在遇到小范围的盲区时，可以通过比较简单的行动规划来完成清洁任务。二、吸盘1-4-1通过活塞体1-4-4与凸轮1-4-3作用，随着轮毂1-4-2的转动，对吸盘1-4-1产生一定的吸力，能够保证在连续的工作表面工作时，任意时刻均有6-8个吸盘保持吸附力；在非连续工作面上工作时，若遇小范围的吸附盲区，仍然可以有6个吸盘具有吸附能力，能够保证设备正常工作直到越过吸附盲区。三、凸轮凸面1-4-5的朝向角度可由调节杆控制，当需要爬坡或在垂直面、倒立面运行时，调节凸面1-4-5朝向使其与运行面垂直，吸盘按照相同的原理工作可实现爬坡、或在垂直面、倒立面运行。四、直流电机经过减速箱后，通过齿轮组与清洁装置5共同作用从水箱中抽水，并将水箱内的液体导入管路中，来保证液体最终到达喷洒口，实现对工作面持续、均匀地喷洒，完成清洗。

需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。