洗墙机的刷轮着力深度控制装置的制作方法

本实用新型涉及建筑物外墙(包含玻璃)的自动清洗技术，特别有关一种洗墙机的刷轮着力深度控制装置。

背景技术：

周知一般房舍或大楼等建筑物的外墙，大都是由水泥、砖瓦、金属、非金属、玻璃等构筑而成，因长时间遭受环境空气、尘垢及日晒雨淋的影响，都需定期清洗，以维护外观的洁净。

已知目前建筑物外墙的清洗工作，已由人力逐渐地朝向自动或半自动化方向发展，以减少人为施工上所易造成的诸多危险。但是，由于建筑物的外墙多半都是垂立于地表，且垂立的墙面上还经常存在有凹凸的轮廓，例如大楼的玻璃墙面间都存在有凸显的条框，这些凹凸的外墙轮廓(以下以外墙上凸显的条框为例)，经常会增加自动或半自动化清洗作业上的困难。

举如中国台湾专利公告M327752、M407717、M442887、M509691等所揭示的洗墙机技术而言，都是于一机体上同时配置两刷轮，并且利用两刷轮滚动接触墙面来进行刷洗。由于两刷轮于接触垂立平整的墙面时，会于两刷轮上各自形成接触墙面的着力点，两着力点之间构成一着力线，并且由着力线而框围成一着力平面，在该着力平面有效范围内，两刷轮的着力点可以分别施予相同的旋切力接该触垂立平整的墙面；但是，当两刷轮的着力点遭遇到垂立平整的墙面中所形成的凸肋、角槽等凹凸外墙轮廓(以下以外墙玻璃之间凸显的条框为例)时，两刷轮必须逐一的接触或攀爬越过该凸显的条框，此时难免造成一刷轮接触垂立平整的墙面，而另一刷轮接触凸显条框，造成两刷轮的着力点所遭遇到的墙面阻力不相同的现象，进而于外墙清洗过程中，易于墙面上凸显的条框周边形成斑马状的水垢纹路(以下简称斑马纹)，而影响外墙清洗后的美观。

必须进一步说明的是，上述中国台湾专利公告M407717、M442887、M509691技术中，虽然揭示于两刷轮的上、下端分别配置有多个辅助支撑轮，可于两刷 轮的外围建构出一接触外墙的虚拟平面，进而控制两刷轮的轮面接触外墙时的着力深度；但是，所述多个辅助支撑轮所建构出的虚拟平面，只能于接触垂立平整的墙面时控制两刷轮的着力深度，当所述多个辅助支撑轮中有部分辅助支撑轮没有接触垂立平整的墙面而是去攀爬接触凸显条框时，仍将迫使上述两刷轮所遭遇到的刷洗阻力不相同，而于墙面形成斑马纹的窘境发生。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的，旨在改善传统洗墙机清洗外墙过程中易形成斑马状的水垢纹路(即斑马纹)的问题。在进一步实施中，本实用新型还包括：

为了实现上述目的并解决问题，本实用新型特别采用单一刷轮设计，来取代传统洗墙机上配置的两刷轮；本实用新型并着眼于控制所述单一刷轮接触墙面(包含垂立平整及凸凹的墙面轮廓)时的着力深度，以改善清洗墙面过程生成斑马纹的现象。

为此，本实用新型一较佳实施例，提供一种洗墙机的刷轮着力深度控制装置，包括：一作为固定端使用的机体，接受缆绳吊挂而悬持于墙面的端侧；一刷轮，枢置于该机体上并且接受动力驱动旋转，该刷轮与墙面接触而形成一着力点；一抗力部件，配置于该机体上，该抗力部件并与墙面接触而形成一抗力点，该抗力点坐落于刷轮等圆周的至少一法线方向；该刷轮接触墙面之前，该着力点和抗力点于所述法线方向上共线。

本实用新型考量实施上的多变性，上述装置的实施例中，还包含下列实施细节：

该抗力点或抗力部件的数量可为二，且分别坐落于该刷轮的双侧，所述二抗力点间的连线与所述法线方向上的法线垂直交叉。

所述抗力部件为一自由的抗力滚轮，所述抗力点由抗力滚轮的轮面提供，且所述抗力滚轮的半径小于刷轮的半径。

所述抗力滚轮经由一摆臂而配置于该机体上。

所述抗力滚轮与该刷轮坐落于同一轮芯线上，或者所述抗力滚轮的轮心坐落于该刷轮的一偏心位置。

其中，该机体周边相对邻近墙面位置枢设有多个自由的辅助支撑轮。更进一步的，该机体内还配置有一吸气流道，该吸气流道一端形成邻近墙面的吸气口，该吸气流道另一端形成排风口，该吸气口的面积小于排风口，且该排风口 配置有至少一排风扇，该吸气口相对于墙面提供一负压吸力，该负压吸力经由机体推引该刷轮的轮面和所述抗力点接触墙面。

根据上述实施内容，本实用新型的技术效果在于：能使刷轮施加于墙面上的旋切作用力，依序以点、线、面的接触方式，适应地跟随着墙面的凹凸轮廓起伏，进而克服垂立平整及凹凸轮廓混杂的墙面上的不同刷洗阻力，以改善洗墙机于清洗墙面过程生成斑马纹。

除此之外，有关本实用新型可供据以实施的相关技术细节，将在后续的具体实施方式及图式中加以阐述。

附图说明

图1是本实用新型控制程序的流程图；

图2a至图2e依序是图1所示流程的动作解说图；

图3是本实用新型控制装置的实施例立体图；

图4是图3的侧视图；

图5是图3中A-A断面的剖示图；

图6a及图6b分别为图4中机体发生前、后倾斜时的示意图；

图7是图4的剖示图。

附图标记说明：10刷轮；11轮面；12刷毛；13皮带；14马达；20墙面；21凸肋；21a上端角；21b下端角；22上凹槽；23下凹槽；30抗力部件(抗力滚轮)；40轴杆；41摆臂；50基体；51挂耳；52液管接嘴；53动力缆绳；60辅助支撑轮；70吸气流道；71吸气口；72排风口；73排风扇；74集水槽；75排流管；C轮芯线；H陷形量(着力深度)；L连线；P1着力点；P2抗力点；R法线；S1至S2流程图步骤说明；θ倾角。

具体实施方式

首先，请合并参阅图1及图2a至图2e，其中图1揭示本实用新型实施洗墙机的刷轮着力深度控制程序的流程图，图2a至图2e依序揭示实施图1所示控制程序的动态解说图。

如图1所示，本实施例的控制程序的步骤包括下列步骤S1至步骤S2：

步骤S1：刷轮提供着力点接触墙面。

请参阅图2a，说明本实用新型需求单一个用于刷洗墙面20污垢的圆筒状或 柱状刷轮10，本实用新型排除在单一台洗墙机上附上两个或两个以上的刷轮。该刷轮10可由若干条软性刷毛12以例如是呈现放射状的形式设置于刷轮10轮芯的圆周表面，使刷轮10的轮面11具备可挠曲压触墙面20的能力。该刷轮10附具有沿墙面20垂直升降并压持墙面移动的能力，以及使其轮面20旋转接触墙面20的能力，且洗墙机上都附设有对墙面或刷轮供应清水或清洁液的已知设计(不加赘述)，以利于刷轮10上下移动并滚洗墙面20。其中，该刷轮10等圆周的轮面11上提供有若干个接触墙面20用的着力点P1；所述着力点P1一般是位于所述刷毛12的末梢，以点形式或由点构成的线或面的形式存在；而且所述着力点P1分别都是坐落于刷轮等圆周向外放射的法线R上。

请续参阅图2b，说明图2a中所述的若干着力点P1，在刷轮轮面11旋转暨施压接触墙面20的情况下，可由点逐渐地延伸成着力线及着力面的形式接触墙面。因此，当刷轮轮面11旋转接触墙面20时，在所述着力点P1(或线或面)位置的刷毛12，会受墙面20抵制的作用，而挠曲形成一偏离原轮面11的轮廓的陷形量H。传统洗墙机的刷轮在滚洗墙面的过程中，并无法有效控制该陷形量H，乃至于造成洗墙后于墙面生成斑马状的水垢纹路(即斑马纹)的现象，而影响洗墙的品质；然而，本实用新型在下述的步骤S2中，特别提供一可有效改善刷洗过程生成斑马纹的技术手段。

步骤S2：刷轮法线方向提供抗力点接触墙面。

请续参阅图2b，说明本实用新型特别在上述刷轮10的端边附设有一抗力部件30，并且由该抗力部件30提供一接触墙面20用的抗力点P2。其中，抗力点P2必须坐落在刷轮10等圆周的至少一法线方向(R→)上，该抗力部件30必须跟随刷轮10同步的垂直升降移动，但不受限于是否和刷轮10同心配置，而且该抗力部件30并不拘于是杆、块、棒或轮等形式。

在较佳实施中，为了减少该抗力点P2移动接触墙面20时的摩擦阻力，该抗力部件最好是选用自由旋转的抗力滚轮30，且不轴接刷轮10的旋转动力，以利于可自由的滚动接触墙面20；其中，抗力滚轮30的半径必须小于刷轮10的半径，该抗力点P2可由抗力滚轮30的轮面提供。至于抗力部件(或抗力滚轮)30一般可配置于洗墙机内，只要是能使抗力点P2坐落在刷轮10的法线方向(R→)上并可自由的滚动接触墙面20即可。

上述中，刷轮10等圆周的至少一法线方向(R→)上，意指该刷轮10等圆周的轮面11上分布有若干法线R，其中该抗力点P2只要坐落在任一条法线方向(R →)上即属的。因此，在具体实施上，令所述抗力滚轮30与该刷轮10坐落于同一轮芯线C(揭示于图5)上，意指抗力滚轮30可以和刷轮10同心圆配置，但不以该抗力滚轮30是否和刷轮10同轴传动配置为限。进一步的说，可自由转动的抗力滚轮30也可以和刷轮10同轴配置，但不受刷轮10的轴接动力所驱动；换言之，可自由转动的抗力滚轮30也可以和刷轮10同心但不同轴配置。再者，本实用新型也不以该抗力部件(抗力滚轮)30是否和刷轮10同心圆配置为限，例如令该抗力部件(抗力滚轮)30和刷轮10偏心配置(未绘图)也可；因此，只要令该抗力部件30所提供的抗力点P2作落在刷轮10上的任一条法线方向(R→)上，即属本实用新型所构思的技术范畴。此外，所述法线方向(R→)包含在图2b所呈现的视角中抗力滚轮30的抗力点P2被法线R所贯穿的形态，还包含该抗力滚轮30是列置于刷轮10的轮芯的双端，使抗力点P2沿着刷轮10的法线方向(R→)上列置于刷轮10的轮芯的双端侧。

依此实施，特别是在利用上下移动的刷轮10滚洗墙面20过程中，能通过抗力部件30所提供的抗力点P2而稳定且有效的控制刷轮10的陷形量H；换言之，在刷轮轮面11接触墙面20之前(如图2a状态)，通过所述抗力部件30提供的抗力点P2，可以有效控制该抗力点P2沿所述法线方向(R→)延伸至该刷轮轮面11的距离，以作为当该刷轮轮面11和抗力点P2依序接触墙面20之后，该刷轮轮面11滚触墙面20的着力深度(如图2b状态)。其中，该刷轮轮面11的着力深度即是刷轮轮面11的陷形量H；再者，当刷轮10尚未接触墙面20产生陷形量H的状态下(如图2a)，该着力点P1和抗力点P2系于所述法线方向(R→)上共线。

根据上述程序，本实用新型具有利于控制刷轮轮面11暨刷毛12旋动刷洗墙面20时对墙面20所附加的作用力的优点，因此在给水及利用刷轮10刷洗墙面20的过程中，可有效避免墙面20生成斑马纹。

更进一步的，上述墙面20意指含建筑物外墙，一般是由水泥、砖瓦、金属、非金属、玻璃等构筑而成垂立的墙面形式，其间经常可见墙面上形成有凸肋、角槽等凹凸外墙轮廓，在此以图2a及图2b为例，其垂立的墙面20间形成有例如是玻璃的的条框构成的凸肋21及位于凸肋21双端的上凹槽22及下凹槽23，当上、下移动并旋动刷洗墙面20的刷轮10遭遇凸肋21及上、下凹槽22、23时，本实用新型的刷轮10可以稳定且轻易地攀爬而后越过该凸肋21，并且充分的清洗该上、下凹槽22、23的槽面。

请参阅图2c，说明该刷轮10朝上移动并顺时针旋动刷洗墙面20且遭遇凸肋21时，该抗力部件30所提供的抗力点P2会先滚触凸肋21的下端角21b，使刷轮10上的刷毛充分的填塞进入下凹槽23，其包含使刷轮轮面11的着力点P1旋动接触该下凹槽23，避免下凹槽23成为难以清洗的死角，且可稳定刷毛旋动刷洗该下凹槽23的作用力。

请参阅图2d，接续说明旋动刷洗该下凹槽23后的刷轮10，会仰赖抗力部件30所提供的抗力点P2攀爬接触凸肋21的肋面，并使刷轮10上的刷毛12充分的旋动刷洗该凸肋21的肋面，此时，刷轮轮面11的着力点P1(包含线或面)会沿凸肋21的肋面移动，其清洗作用力将与图2b所示刷轮10清洗垂立墙面的效果相同。

请参阅图2e，接续说明旋动刷洗该凸肋21的肋面后的刷轮10，会持续仰赖该抗力部件30所提供的抗力点P2滚触凸肋21的上端角21a，使刷轮10上的刷毛12充分的填塞进入上凹槽22，其包含使刷轮轮面11的着力点P1旋动接触该上凹槽22，避免上凹槽22成为难以清洗的死角，并且可稳定刷毛旋动刷洗该上凹槽22的作用力。

根据上述图2b至图2e的揭示，不难发现，由于本实用新型利用抗力点P2来控制刷轮轮面11(即刷毛)刷洗墙面20时的着力深度，乃至于不论是在刷洗图2b所示的垂立墙面20、图2d所示的凸肋21的垂立肋面、或如图2c及图2e所示的上、下凹槽22、23时，该刷轮10均能适应地跟随着墙面20的凹凸轮廓起伏，而附加较为均等的旋切作用力刷洗墙面20，以克服垂立平整及凹凸轮廓混杂的墙面20上的不同刷洗阻力，进而有效的改善洗墙机于清洗墙面20过程生成斑马纹。

本实用新型为了具体实施上述控制程序，本实用新型还提供一种洗墙机的刷轮着力深度控制装置，以落实上述控制程序中所用构件的配置技术。请参阅图3至图5，分别揭示出洗墙机的刷轮着力深度控制装置的立体图、侧示图及俯视剖示图，说明该控制装置包括在一机体50内配置有所述的单一刷轮10及该抗力部件30，其中：

该机体50为洗墙机的本体，可由金属或非金属框壳围制而成，使该机体50内、外形成有容置刷轮10、抗力部件30及其它构件的空间，并以该机体50作为固定端使用。该机体50的顶部设有至少一挂耳51，用以接受动力缆绳53的吊挂而使机体50悬持于墙面20的端侧，该动力缆绳53附予容置有刷轮10的 机体50能沿着墙面20上、下移动的能力；此外，且该机体50上并设有液管接嘴52，用以衔接外部供应的清水或清洗液的供应管，对刷轮10或墙面20喷注式的供应清水或清洗液。

如前所述，该刷轮10可由若干条软性刷毛12以例如是呈现放射状的形式设置于刷轮10的轮芯的圆周表面，使刷轮10的轮面11具备可挠曲压触墙面20的能力。该刷轮10的轮芯双侧可利用芯轴枢接于机体50的双侧壳壁上，且该刷轮10一侧的芯轴上可并且利用皮带13连接一装设于机体50内的马达14，使刷轮10具备旋转动力；依此，使该刷轮轮面11可提供着力点P1接触墙面20。

该抗力部件在本实施中同以抗力滚轮30为例，使其枢置于该机体50端侧的壳壁上自由转动，并使该抗力滚轮30能于刷轮10接触墙面20时提供抗力点P2接触墙面20，而且该抗力点P2必须坐落于刷轮10等圆周的至少一法线方向(R→)，以利取得前述程序中所述刷轮10接触墙面20时的着力深度(请参阅图2a至图2c的说明)。

进一步的说，由于刷轮10呈长柱状，因此该抗力滚轮30的数量可为二，以便于分别的配置于该刷轮10的双侧，如此一来，能使所述二抗力部件30的抗力点P2间的连线L与所述法线方向(R→)上的法线R垂直交叉(如图5所示)，且该连线L与轮芯线C相互平行。

该抗力部件(抗力滚轮)30与机体50间的枢设方式，在图5所揭的实施中，可利用一轴杆40的双侧分别固设一摆臂41，并使该轴杆40能枢置于机体50的适当位置，而使两摆臂41分别显露于机体50双侧壳壁的外部，并且利用两摆臂41来分别枢接由抗力滚轮30；如此实施，在摆臂41可调整移动抗力滚轮30位于摆臂41的旋摆路径上的位置的情况下，能使抗力滚轮30所提供的抗力点P2坐落于刷轮10等圆周的至少一法线方向(R→)，进而于刷轮10接触墙面20时能同步的接触墙面20(有关刷轮10接触墙面2的实施细节请参阅图2b至图2e)。

请续参阅图4，揭示上述机体50的周边相对邻近墙面20位置枢设有多个自由的辅助支撑轮60，所述多个辅助支撑轮60相对于抗力滚轮30而言是较远离刷轮10所欲接触的墙面20的，而且抗力滚轮30的轮面与辅助支撑轮60的轮面之间还形成一倾角θ。

请配合参阅图6a及图6b，说明当刷轮20及抗力滚轮30在滚触攀爬垂立墙面20中非垂立的凹凸轮廓而使机体50发生前、后倾斜时，能凭借辅助支撑轮 60所具备的倾角θ，而使机体50能接受辅助支撑轮60撑持于墙面20，以提升洗墙过程中机体50的稳定性；值得说明的是，该辅助支撑轮60所具备的倾角θ，并不会影响到刷轮轮面11的着力点P1接触墙面20时的着力深度。至于倾角θ的大小，可视垂立墙面20中凹凸轮廓的起伏角度及机体50轮廓及高度等因素而为相应的规划。

请续参阅图7，揭示该机体50内的空间规划形成有一吸气流道70，该吸气流道70一端形成邻近墙面20的吸气口71，该吸气流道70的另一端形成排风口72，且该吸气口71的面积小于排风口72。其中，该排风口72可配置有多个成列状排列的排风扇73，该排风扇73运转时能于吸气流道70内产生抽吸作用力而使吸气口71相对于墙面20提供一负压吸力，用以吸取墙面刷洗过程所残留的水垢，而且该负压吸力还可经由机体50推引包含该刷轮10的轮面11、所述抗力点P1、底部的支撑轮60接触墙面20(如图6a及图6b所示)，以提升洗墙过程中机体50的稳定性并清除墙面水垢。再者，该吸气流道70一端还规划出一集水槽74，该集水槽74连通吸气流道70，使经由吸气口71撷取的墙面水垢能囤积于集水槽74内，并可适时的自集水槽74底部的排流管75排放至外界。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离本申请所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。