高层建筑外墙体智能清洗机的制作方法

本发明涉及建筑物的清洗，具体是指一种高层建筑外墙体智能清洗机械设备。

背景技术：

随着中大及超大型现代化城市的出现，伴随着科学技术的日新月异的发展，城市中高层和超高层建筑越来越多的出现，成为现代化城市的标志。这些暴露在大气中的高层建筑，随着自然环境中的风吹日晒及时间的推移，不可避免的失去刚竣工时的光亮墙体而被大气灰尘污染。目前对这些高层建筑物外墙体的清洗是由人工来完成的，这一模式存在以下弊端：

1：工作效率底下。一座几十及上百米的高层建筑，采用人工清洗费时、费力。

2：费用高，对人身安全存在危险。清洗高层建筑，对操作人员有岗位要求，属特种行业，人工费用成本高。高空作业存在人身安全风险。

技术实现要素：

针对上述人工清洗高层建筑外墙体存在的弊端，本发明的目的旨在提供一种高层建筑外墙体智能清洗机。

本发明的目的是这样实现的：

一种高层建筑外墙体智能清洗机，其结构特征是由控制器、涵道螺旋桨推进器和移动滚筒除尘器三个主模块组成，其特征是：

控制器由嵌在支撑垫里的压力传感器、收发天线、云台摄像机、控制器外壳内含arm内核的32位mcu及相关的wifi模块电路、压力传感器信号处理电路、移动除尘器滚筒控制电路、pwm螺旋桨电机转速控制电路、清洗液电磁阀控制电路和辅助电源电路的pcb板构成；收发天线、云台摄像机设置在清洗机框架上；

涵道螺旋桨推进器模块的特征是由清洗机框架、吊环、涵道外壳、螺旋桨和驱动电机构成；吊环、涵道外壳和驱动电机置放在清洗机框架；

移动滚筒除尘器模块是由清洗液喷嘴、连接管、电磁阀、滚筒驱动电机、滚筒毛刷、滚筒毛刷十字支撑杆、滚筒轴、连接杆轴承座、连接杆滑块、燕尾槽滑轨、螺母、螺杆、轴承座、圆锥齿轮和驱动电机构成，连接管通过电磁阀与洗液喷嘴连接，洗机框架内，驱动电机与轴承座上的圆锥齿轮连接，螺杆的一端与圆锥齿轮连接，另一端与洗机框架上的轴承座连接；燕尾槽滑轨与螺杆平行，用螺母紧固，燕尾槽滑轨固定在清洗机框架上；燕尾槽滑轨与螺杆之间，设有限位器；连接杆滑块的滑块嵌入燕尾槽滑轨中，连接杆与滚筒轴相接坐落在连接杆轴承座上与滚筒驱动电机连接，滚筒毛刷通过滚筒毛刷十字支撑杆套在滚筒轴上。

本发明的优点和产生的有益效果：

1：替代高层建筑的人工清洗，降低清洗人工成本，提高清洗高层建筑外墙体效率。

2：在清洗机中嵌入微控制器，实现人工智能化（ai）清洗外墙体，避免高空作业存在人身安全风险。

3、本发明对于改善城市生活环境、提升城市综合竞争力、提高城市文明形象有重要意义。

附图说明

图1是控制器模块、涵道螺旋桨推进器模块和移动滚筒除尘器模块方框图。

图2是本发明结构的主视图。

图3是本发明结构的侧视图。

图4是本发明微控制器方框图。

图5是本发明软件流程图。

具体实施方式

本发明采用的控制器芯片选用st公司stm32系列微控制器，该mcu是一款高性能、低功耗32位信号处理器。

如图1-5所示，一种高层建筑外墙体智能清洗机，其结构特征是由控制器、涵道螺旋桨推进器和移动滚筒除尘器三个主模块组成。

控制器负责对清洗机的控制，分自主控制和遥控控制两种工作模式：自主控制模式，在程序的控制下，自主完成清洗机对外墙体的清洗流程；遥控控制模式，由地面操控人员通过无线指令，控制清洗机工作。该模块主要采集压力传感器、摄像头视频信号、涵道螺旋桨推进器转速信号和移动滚筒除尘器位置信号，完成对清洗机的控制。涵道螺旋桨推进器模块产生横向推力，使清洗机牢牢“吸附于”墙体，“吸附力”的大小，由调速直流电机控制。

移动滚筒除尘器在直流电机驱动下旋转，平行于高层建筑外墙体上下移动，通过喷射清洗液完成对外墙面的清洗。

下面结合附图对本发明三个模块配合机械部件实现高层建筑外墙体自动清洗目的再做进一步的说明：

控制器由嵌在支撑垫1里的压力传感器2、收发天线7、云台摄像机3、控制器外壳8内含arm内核的32位mcu及相关的wifi模块电路、压力传感器信号处理电路、移动除尘器滚筒控制电路、pwm螺旋桨电机转速控制电路、清洗液电磁阀控制电路和辅助电源电路的pcb板构成；收发天线7、云台摄像机3设置在清洗机框架9上；

涵道螺旋桨推进器是由清洗机框架9、吊环6、涵道外壳10、螺旋桨24和驱动电机11构成；吊环6、涵道外壳10和驱动电机11置放在清洗机框架9；

移动滚筒除尘器是由清洗液喷嘴22、连接管5、电磁阀4、滚筒驱动电机23、滚筒毛刷21、滚筒毛刷十字支撑杆26、滚筒轴25、连接杆轴承座20、连接杆滑块19、燕尾槽滑轨18、限位器17、螺母16、螺杆15、轴承座14、圆锥齿轮13和驱动电机12构成。连接管5通过电磁阀4与洗液喷嘴22连接，洗机框架9内，驱动电机12与轴承座14上的圆锥齿轮13连接，螺杆15的一端与圆锥齿轮13连接，另一端与洗机框架9上的轴承座14连接；燕尾槽滑轨18与螺杆15平行，用螺母16紧固，燕尾槽滑轨18固定在清洗机框架9上；燕尾槽滑轨18与螺杆15之间，设有限位器17；连接杆滑块19的滑块嵌入燕尾槽滑轨18中，连接杆与滚筒轴25相接坐落在连接杆轴承座20上，与滚筒驱动电机23连接，滚筒毛刷21套通过滚筒毛刷十字支撑杆26连接在滚筒轴25上。

在具体实施过程中，吊环6一端系钢丝绳，钢丝绳的另一端系于高层建筑的楼顶，使清洗机悬浮于空中。清洗机框架9在涵道涡轮螺旋桨推进器10横向力的推动下，使清洗机紧靠于建筑物墙体，通过内嵌于支撑垫1内的压力传感器2感知推力大小，由主控制器18调节涵道涡轮螺旋桨电机11的转速，来调节清洗机紧靠墙体的吸附力。

涵道螺旋桨推进器是由清洗机框架9、吊环6、涵道外壳10、螺旋桨24和驱动电机11构成；吊环6、涵道外壳10包裹驱动电机11置放在清洗机框架9上；

连接管5通过电磁阀4与洗液喷嘴22连接构成墙体喷洗子系统，由电磁阀4控制连接管5的水量，洗液喷嘴22对墙体进行喷淋。

带有滚筒毛刷十字支撑杆26的滚筒毛刷21通过连接杆轴承座20固定于连接杆滑块19上，连接杆滑块19嵌于燕尾槽滑轨18中，通过驱动电机11驱动圆锥齿轮13，圆锥齿轮13带动螺杆15和连接杆滑块19，使得滚筒毛刷21作上下移动，滚筒驱动电机23驱动滚筒毛刷21旋转，擦洗清洁建筑物外墙体。滚筒毛刷21移动行程由限位器17限定。

在遥控控制模式下，云台摄像机3将清洗机工作工况图像信号，由控制器模块通过天线7数传与地面操控人员的显示屏上，便于操控。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种高层建筑外墙体智能清洗机，是由控制器、涵道螺旋桨推进器和移动滚筒除尘器三个主模块组成。控制器负责对清洗机的控制，采集压力传感器、摄像头视频信号、涵道螺旋桨推进器转速信号和移动滚筒除尘器位置信号，完成对清洗机的控制。涵道螺旋桨推进器产生横向推力，使清洗机牢牢“吸附于”墙体，喷射清洗液完成对外墙面的清洗。滚筒毛刷在直流电机驱动下旋转，平行于高层建筑外墙体上下移动，对外墙面的擦洗。本发明嵌入微控制器，实现人工智能化（AI）清洗外墙体，替代高层建筑的人工清洗，降低清洗人工成本，提高清洗高层建筑外墙体效率。

技术研发人员：曹东生
受保护的技术使用者：曹东生
技术研发日：2017.08.22
技术公布日：2017.12.05