固定式玻璃幕墙自动清洗设备的制作方法

本发明涉及一种玻璃幕墙自动清洗装置，通过固定式的清洗导轨引导设备对玻璃幕墙表面进行清洗。
背景技术：
：随着人口激增，现代建筑越来越高层化。为了实现美观和高采光，玻璃幕墙应用越来越广泛，随之而来的是玻璃幕墙的清洗问题。由于现有的清洗方式主要是人工清理，清理难度大，效率低且极危险，所以清洗成本很高，一般的价格为每平米30～40元，越高处价格越贵。带来的问题是清洗周期长，多为一年一次，难以实现即时清理。自动化清洗设备应运而生，而几乎所有的研究方向都是爬壁机器人的研发，以机器人携带清洗设备进行清洗，这种清洗方式虽然解放了人力，但单次清洗面积小，清洗速度慢，且为实现爬壁功能，技术含量高，造价昂贵。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种依靠固定轨道进行清洗的幕墙清洗设备，可根据不同弧度的墙面设计不同的导轨进行引导，具有较强的环境适应能力。本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：本发明提供的固定式玻璃幕墙自动清洗设备，是一种利用固定轨道为清洗装置清洗路线的自动清洗设备，由储水装置、供水装置、清洗装置、运动装置和推力装置组成，其中：储水装置装在楼顶，用于收集雨水，并将其储存起来，在清洗时作为补偿水源，减少对自来水的消耗；供水装置装在储水装置和运动装置的悬吊系统之间；清洗装置装在轨道上，预停在定位轨道上，开始工作后移动至工作轨道，用于清洗幕墙外表面；运动装置由悬吊系统和清洗装置上的轮系组成，为清洗装置的上下运动提供动力和安全保障；推力装置装在粘贴于墙面的支架上，用于打开辅助清洗工作的轨道。所述的储水装置由蓄水池、液压传感器、水泵、第一电磁阀和自来水管组成，其中：液压传感器和水泵安装在蓄水池中，第一电磁阀安装在与蓄水池相连的自来水管管道上。所述的供水装置由水泵、液压传感器、第二电磁阀、水管组成，其中：水泵与储水装置的蓄水池相连；水管固定在悬吊系统中的悬臂上，水管的入水口与水泵相连；第二电磁阀装在水泵上，液压传感器安装在清洗装置所携带的水箱中。所述的清洗装置由外壳、电机、清洗盘、喷头、水箱、气泵、出水口、橡胶挡水板、细纱网和炭包组成，其中：气泵通过紧固螺钉安装在外壳上，并与喷头连接，采用文丘里效应，将水箱中的水吸出并喷洒到墙面上；电机通过紧固螺钉固定在外壳上，电机输出端通过联轴器与清洗盘连接，驱动清洗盘旋转擦洗玻璃表面，同时通过皮带传动同时驱动多个清洗盘进行旋转擦洗；橡胶挡板用不锈钢合页和外壳连接，并用弹簧限制合页的转动角度，提高挡板和墙面的接触力度，在清洗过程中进行过一次清洗的水被橡胶挡水板挡住后经过出水口进入过滤箱中，细纱网用铁丝箍在出水口处，炭包散放在过滤箱中，污水进行简单的过滤和活性炭对较小颗粒物的吸附后，从位于清洗盘下方的喷头喷出，仅用于湿润玻璃。所述的气泵采用工业型旋涡增氧充气泵。所述的清洗盘，由擦洗盘和擦洗毛套组成，其中：擦洗盘与电机(17)同轴连接，并且在连接杆件内部用弹簧缓冲擦洗幕墙时的冲击力，擦洗毛套采用纤维布料制成，套在擦洗盘上，用于擦洗玻璃表面的污渍。所述的运动装置由轨道、轮系、电机以及悬吊系统组成，其中：轨道安装在墙面上，工作时通过推力装置打开，与悬吊系统上的定位轨道对接，存放在定位轨道上的清洗装置沿轨道下降；轮系安装在清洗装置两侧，轮系采用中间凹陷的橡胶轮，分别与轨道中的粗轨道、细轨道贴合连接；悬吊系统由小车、卷扬机、悬臂注水口、定位轨道、吊桩、定位推杆、支撑脚组成，利用清洗装置本身的重力向下移动，此时卷扬机只用来提供清洗装置的重力，上升时卷扬机克服清洗装置的重力，增大输出将清洗装置拉上来。所述的轨道，包括安装在悬吊系统上的用于将清洗装置放到工作轨道上的定位轨道和装在墙面上的用于清洗装置进行清洗工作的工作轨道；工作轨道采用支架固定在墙面上，支架通过较大的贴合面利用胶粘方式固定在墙面上，粗轨道和细轨道通过铰接方式与支架相连，粗轨道和细轨道的尺寸与轮系相匹配。所述轨道在不进行清洗工作的时候收回在轨道支架内，与墙面贴合，使其不显得过于突出，减少对幕墙建筑自身观赏性的影响。在需要工作时，由推力装置将轨道推开，固定在与墙面垂直的位置，然后定位轨道和工作轨道对接将清洗装置放入轨道中，进行清洗工作。所述的推力装置通过铰接的方式与运动装置中的轨道连接在一起，该推力装置由自动推拉杆、连杆组成，其中：自动推拉杆直接固定在墙体上，通过连杆，利用曲柄滑块机构，使轨道在自动推拉杆收缩时打开至90度。本发明与现有技术相比具有以下的主要有益效果：1.将供水装置的注水口安装在悬吊系统上，位于清洗装置的初始位置，便于在清洗装置工作前对其进行水量补充。2.采用固定轨道设计，可以针对不同墙面铺设不同曲率和斜度的轨道，与橡胶轮系相结合，使清洗装置能够对任意外形的墙面进行清洗作业，并且轨道的存在使其在非垂直面上有较为牢固的支撑点，保证装置的安全性和可靠性。3.轨道的设计可以大幅提高设备工作的精度，可以实现多个清洗装置同时作业，避免装置之间的干涉和阻碍。从而提高清洗效率。对于此效果进行了相关实验，数据显示在户外环境下本装置可以实现高精度的运行。在避免系统误差的情况下，本装置的单位长度偏移量不超过0.2％。详细实验数据见表14.轨道的设计可以保证设备不受环境时间的影响，对环境敏感度较小。5.较为精确的运行为清洗速度的提高提供了保障，对此进行了相关实验，详细实验数据见表2。附图说明图1是本发明运动装置的悬吊系统组成示意图。图2是本发明固定式玻璃幕墙自动清洗设备中的轨道结构示意图。图3是本发明固定式玻璃幕墙自动清洗设备中的清洗装置的结构示意图。图4是本发明清洗装置和轨道以及轨道和墙面之间的连接示意图。图5是本发明悬吊系统中用于辅助定位的推杆。图6是本发明轨道打开和闭合所用的推力装置。图7是本发明设计的轮系。图中：1.小车；2.卷扬机；3.悬臂注水口；4.定位轨道；5.吊桩；6.定位推杆；7.工作轨道；8.支撑脚；9.水管；10.粗轨道；11.细轨道；12.轨道支架；13.刷洗盘；14.喷头；15.橡胶挡板；16.出水口；17.电机；18.外壳；19.墙面；20.轨道；21.轮系；22.清洗装置；23.自动推拉杆；24.连接杆；25.大轮；26.小轮；27.稳定从动轮。具体实施方式本发明提出了一种利用固定轨道辅助机械清洗幕墙的设备。在墙面上固定针对不同外形的幕墙设计的轨道，为清洗装置的运动提供引导作用和工作压力，同时收集雨水作为辅助水源，结合自过滤自循环的清洗装置，达到节约水资源的目的。本装置所提出的轨道设计可以用于不同外形的墙面，在工作过程中完全与墙面契合，具有很好的环境适应性。下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。本发明提供的固定式玻璃幕墙自动清洗设备，由储水装置、供水装置、清洗装置22、运动装置和推力装置组成，利用事先铺设固定的轨道使清洗装置紧贴清洗面，利用清洗部分上的过滤装置对清洗过一次的水进行回收处理，并二次利用。所述储水装置装在楼顶，用于收集雨水，并将其储存起来，在清洗时作为补偿水源，减少对自来水的消耗。该储水装置由蓄水池、液压传感器、水泵a、电磁阀a和自来水管组成，其中：液压传感器和水泵a安装在蓄水池中，电磁阀a安装在与蓄水池相连的自来水管管道上。当蓄水池中蓄满水后关闭电磁阀，当蓄水池中水量少于1/4时，打开电磁阀a，补充水量。蓄水池外形和和构造为普通水池，这里不做过多赘述。所述供水装置装在悬吊系统和储水装置之间，入水口与储水装置中的水泵a相连接，出水口和悬吊系统的悬臂注水口连接，在每轮清洗完成后，由液压传感器检测水箱中的残余水量，并在清洗装置携带的水箱中补充工作用水。该供水装置由水泵a、液压传感器、电磁阀b、水管9组成，其中：水泵与储水装置的蓄水池相连；水管9固定在悬吊系统中的悬臂上，入水口与水泵a相连；电磁阀b装在水泵上a，用于控制水泵的开关，液压传感器安装在清洗装置所携带的水箱中，利用该液压传感器实时监测水箱中的水量，及时补充清洗用水。所述清洗装置22通过钢丝绳与悬吊系统中的卷扬机2相连，采用节水设计，添加过滤回收部分，减少清洗过程中对自来水的消耗，降低清洗成本，以及实现在外墙表面铺设可以收回隐藏的轨道，作为清洗装置的导引机构，不受墙面倾斜度影响。该清洗装置由外壳18、电机17、清洗盘13、喷头14、水箱、气泵、出水口16、橡胶挡水板15、细纱网和炭包组成，其中：清洗装置上的气泵(采用工业型旋涡增氧充气泵)通过紧固螺钉安装在外壳18上，并与喷头14连接，采用文丘里效应，将水箱中的水吸出并喷洒到墙面19上；电机17通过紧固螺钉固定在外壳18上，电机输出端连接联轴器和清洗盘13连接，驱动清洗盘旋转擦洗玻璃表面，同时通过皮带传动同时驱动多个清洗盘13进行旋转擦洗。橡胶挡板15用不锈钢合页和外壳18连接，并用弹簧限制合页的转动角度，提高挡板和墙面的接触力度，在清洗过程中进行过一次清洗的水被橡胶挡水板挡住后经过出水口进入过滤箱中，细纱网用铁丝箍在出水口处，炭包散放在过滤箱中，污水进行简单的过滤和活性炭对较小颗粒物的吸附后，从位于清洗盘下方的喷头喷出，仅用于湿润玻璃。刷洗盘13上部和下部喷淋的水经过简单过滤后再由下部的喷头喷出，用于湿润玻璃，易于擦洗；并将刷洗盘13交错安装，增加工作面积。清洗装置工作前，由供水装置的液压传感器检测清洗装置携带的水箱中的水量，当水量不足时，打开供水装置的水泵补充工作用水。所述运动装置为清洗装置22的上下运动提供动力和安全保障。该运动装置由轨道20、轮系21、电机17，以及架设在楼顶上的可移动的轨道车上的悬吊系统组成，方便清洗装置进行左右清洗运动和转移保存，其中：轨道20安装在墙面上，工作时通过推力装置打开，与悬吊系统上的定位轨道4对接，存放在定位轨道4上的清洗装置沿轨道20下降；轮系21安装在清洗装置22两侧，分别与轨道20中的粗轨道10、细轨道11接触，利用清洗装置22本身的重力向下移动，此时卷扬机2只用来提供清洗装置的重力，上升时悬吊系统中卷扬机2克服清洗装置的重力，增大输出将清洗装置拉上来。所述的轨道20，包括安装在悬吊系统上的用于将清洗装置22放到工作轨道上的定位轨道4和装在墙面上的用于清洗装置进行清洗工作的工作轨道7，轨道外形如图2所示。轨道由粗轨道11、细轨道12组成，其中工作轨道7采用支架13固定在墙面上，支架13通过较大的贴合面利用胶粘(采用酸性硅酮玻璃胶)的方式固定在墙面上，粗轨道11和细轨道12通过铰接方式与支架13相连，粗轨道和细轨道的尺寸与轮系相匹配，为了满足本装置实现稳定的上下移动，轮系中的橡胶轮采用中间凹陷的设计，与粗轨道11更加贴合，大轮直径在15cm到20cm之间，宽度在8cm到10cm之间。所述轮系21由大轮25、小轮26和稳定从动轮27组成，其中：大轮轮边缘设计为凹陷，与粗轨道更加贴合，小轮26同样为凹陷边缘，因为两轮的轴间距较大且伸出比较远，所以采用稳定从动轴27固定大小轮之间的间距，同时减少这种运行时的波动，保证清洗装置在运动过程中的稳定性。所述悬吊系统由小车1、卷扬机2、悬臂注水口3、定位轨道4、吊桩5、定位推杆6、支撑脚8组成，其中：小车1用于将整个装置进行移动，对下一个单元进行清洗工作，卷扬机2固定在小车上，与清洗装置22连接，用于承受装置的重力，定位轨道固定在悬臂上，用于工作时与工作轨道7对接，将清洗装置22缓慢下放进行清洗工作。吊桩5用于支撑悬臂，定位推杆6前端采用圆弧设计，当推杆伸出时，圆弧状的外形会使轨道向中间滑移从而辅助定位轨道4和工作轨道7对接时矫正位置，便于准确对接。其工作方式是：工作轨道7打开后，小车移动至与楼边缘平行，伸出推杆，因为推杆为圆弧状，所以最终轨道会与推杆中心接触，此时调整小车位置，使推杆与楼面垂直，即可保证定位轨道和工作轨道在一条线上，便于对接。所述轨道20在不进行清洗工作的时候收回在轨道支架13内，与墙面19贴合，使其不显得过于突出，减少对幕墙建筑自身观赏性的影响。在需要工作时，由推力装置将导轨(轨道20)推开，固定在与墙面垂直的位置，然后定位轨道4和工作轨道7对接将清洗装置放入轨道中，进行清洗工作。对于此种轨道，设计出分别对应粗轨道10和细轨道11的轮系，将清洗装置与导轨连接在一起，因为导轨本身是固定的，轮系采用橡胶轮，并在轮和清洗装置的连接处采用弹簧作为减震缓冲的部件，使清洗装置稳定运行的同时能够有足够的压力。所述推力装置由自动推拉杆23、连杆24组成。按照图5所示通过铰接的方式与轨道20连接在一起组成，其中：自动推拉杆23由于本身体积较小，直接固定在墙体上，通过连杆24，利用曲柄滑块机构，使轨道可以在推拉杆收缩时打开至90度。推力装置在每个按照支架的安装密度安装，保证轨道可以打开又不过多铺设。本发明提供的固定式玻璃幕墙自动清洗设备，有以下的特点：(1)对于轨道的创新设计，采用粗细双轨道设计，结合橡胶轮系工作，提高设备运行中的稳定性。同时采用可开合的设计，工作时再打开，减少轨道对墙面整体外观的影响。(2)对于供水装置的设计，将供水装置出水口安装在悬吊系统上，方便在工作间隙对清洗部分携带的储水箱进行补充。(3)对于辅助定位推杆的设计，采用圆弧状的工作面，使轨道与推杆的最终接触点在推杆底部，方便定位轨道和工作轨道的对接。(4)对于橡胶轮系的凹陷设计，使其与原型轨道更加贴合。(5)对于定位轨道的设计，用于闲时存放清洗装置和工作时与工作轨道对接下放清洗装置。(6)推力装置的设计，采用曲柄滑块机构，利用推拉杆和连杆实现轨道的打开和闭合，同时可以通过限制推拉杆收缩和拉伸的长度，来限制轨道打开的角度和自锁。本发明提供的固定式玻璃幕墙自动清洗设备，其工作过程如下：楼顶的小型吊塔移动到预定位置后，由推力装置将固定在墙面的工作轨道7打开，然后定位轨道4通过定位推杆6的辅助定位与工作轨道对接，水箱中的液压传感器检测水量，补充工作用水，补充完成后，清洗装置开始缓慢下移，当完全移动至工作轨道上后，开始进行清洗工作，由上而下沿着轨道20清洗完一个纵向单元，然后悬吊系统将清洗装置收回，进行第二个纵向单元的作业，如此往复。本发明也可以多个同时作业，提高工作效率。以上的仅为本发明的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。表1本发明在户外环境中工作时的直线度测试序号单位长度水平偏移量(mm/m)1020314250617080表2本发明清洗用时测试序号单位长度用时(s/m)1982963102499当前第1页12