一种吊篮式玻璃幕墙清洁机器人的制作方法

本发明涉及高楼的玻璃幕墙清洁技术领域，特别涉及一种吊篮式玻璃幕墙清洁机器人。

背景技术：

在高楼的玻璃幕墙清洁领域，各大公司普遍借助人力资源，往往存在清洁效率低、工作风险高而且开销较大的问题。以往市面上的清洁玻璃幕墙机器人多数存在抗风力差，稳定性低且不易投入实际操作的问题。为了提高高楼玻璃幕墙的清洁效率，且达到减少开销的目的，本产品在机械结构方面进行了改进和创新，可有效解决当下困扰许多企业的难题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种吊篮式玻璃幕墙清洁机器人，具有结构合理，稳定性强的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种吊篮式玻璃幕墙清洁机器人，从上至下依次包括雨刮清洁层3、毛滚刷清洁层5和海绵滚刷清洁层6，雨刮清洁层3、毛滚刷清洁层5、海绵滚刷清洁层6设置在框架1一侧，位于毛滚刷清洁层5上方设置有喷水装置4，框架1上连接升降装置2；

所述的雨刮清洁层3、毛滚刷清洁层5和海绵滚刷清洁层6上设置有前后移动的装置，前后移动的装置用于带动雨刮清洁层3、毛滚刷清洁层5和海绵滚刷清洁层6前后移动；

所述的升降装置2包括升降绳10，升降绳10穿过升降机壳体11，升降机壳体11内部装含有两个摩擦轮19进行对滚运动，编码器支架14通过螺栓连接在升降机壳体11上方，编码器13与编码器轮15连接，编码器轮15将机器升降的距离传输到控制板中，配合步进电机丝杠滑轨组结构完成障碍物的避障，减速电机支架16与升降机构壳盖12通过螺栓连接来固定，减速电机17通过螺栓连接在减速电机支架16上，减速电机17通过联轴器18与摩擦轮19相连接。

所述的前后移动的装置包括设置在框架1上的隔板21，隔板21上设置有直线模组23，直线模组23与步进电机22相连，隔板21上呈对称布置有滑轨25，滑轨25上设置有导轨滑块24，在直线模组23两边设置有方管26，直线模组23上表面设置有支撑板，支撑板两侧对应设置有两个轴承35，轴承35上对应雨刮清洁层3、毛滚刷清洁层5和海绵滚刷清洁层6分别设置有毛刷滚33、雨刮装置和海绵滚刷42，所述的毛刷滚33、雨刮装置和海绵滚刷42分别与气压杆27相连。

所述的方管26上配置有气压杆27，气压杆27装配在减震器端头锁死28上。

所述的框架1另一侧设置有风扇8，风扇8由上至下设置有多个，风扇8外侧设置有风扇保护罩48。

所述的海绵支撑滚刷42表面布有花纹，海绵滚刷42下方装有挤水装置7。

所述的直线模组23通过螺栓连接安装在隔板21上，直线模组23用于将旋转运动转换成直线运动，隔板21上通过螺栓连接电机座43，步进电机22通过螺栓连接安装电机座43上，并且通过联轴器与直线模组23相连接。

所述的雨刮装置包括雨刮前板32与后板30，雨刮前板32与后板30之间设置有雨刮条31，雨刮条31设置有多个且呈45°倾斜向下，所述的支撑方管26上设置距离传感器安装块52，距离传感器安装块52上设置有距离传感器53，距离传感器53用于感应雨刮清洁层3、毛滚刷清洁层5和海绵滚刷清洁层6与玻璃之间的距离。

所述的毛刷滚33、雨刮装置和海绵滚刷42通过螺纹连接装在在两轴承35之间，可随滑块36进行直线往复运动；毛刷滚33、雨刮装置和海绵滚刷42的轴上一侧安装有电机51；支撑板上对称安装有喷头支撑架37，喷头支撑架37顶部设置有喷头安装板49。

所述的喷头安装板49通过螺栓安装喷头外壳38，喷头外壳38内部设置有软管41，软管41两边固定有90°管接头50，喷头安装板49上设置有管接头39，管接头39的一端从喷头安装板49上的孔伸出，外接长水管，其余管接头39另一端，其上安装有喷嘴40从喷头安装板49上的孔伸出。

所述的喷水装置4包括在支撑板20上设置有收水槽45，收水槽45位于海绵支撑滚刷42上水流末端，收水槽45呈弧形，弧形内侧收水槽45表面均布有挤水齿44，收水槽45末端连有软管41，软管41末端设置有水箱47，水箱47安装在框架1上。

所述的毛滚刷清洁层5和海绵滚刷清洁层6间隔设置，可设置有多层。

所述的框架1的左右两侧，八个对角上装有防撞轮9。

本发明的有益效果：

(1)本产品借助吊篮技术实现高空的稳定攀爬越障，提高了高空清洁工作的安全性和可实施性；

(2)滚轮、刮刷与电机轴承各部分配置合理，能有效的平衡装置运行时的径向和轴向负荷，从而保证了装置的平稳运行；

(3)通过距离传感器测量装置与幕墙的距离，保证装置的精准运行；

(4)本产品结构分配简单合理，极大的节省空间从而减少了机器的负载量，且便于安装、检修以及软管、轴承的更换；

(5)本产品后侧安装有两个推力风扇，在机器高空运作时提供反向风力，可有效提高产品的抗风性能；

(6)本产品滚轮下方安装有挤水装置，可以简单迅速地挤去并收集滚轮中的多余水份，达到理想的清洁效果；

(7)装有侧面的防撞轮，适用性更高，同时适合特殊的玻璃墙面清洗，产品覆盖面更广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的整体结构左视图。

图3为本发明的升降装置结构示意图。

图4为本发明的升降机构壳盖。

图5为本发明的升降装置壳体内部结构示意图。

图6为本发明的编码器与编码器轮结构示意图。

图7为本发明的雨刮清洁层3。

图8为本发明的雨刮装置具体结构示意图。

图9为本发明的后板30结构示意图。

图10为本发明的前板32结构示意图。

图11为本发明的雨刮装置具体结构示意图一。

图12为本发明的雨刮装置具体结构示意图二。

图13为本发明的喷水装置具体结构。

图14为本发明的海绵支撑清洁层。

图15为本发明的喷水装置结构示意图一。

图16为本发明的喷水装置结构示意图二。

图17为本发明的喷水装置结构示意图三。

图18为本发明的水箱结构示意图。

图19为本发明的推进风扇装置结构示意图。

图20为本发明的防撞轮结构示意图。

图21为本发明的距离传感器示意图。

图22为本发明的滑轨垫块示意图。

框架1升降装置2雨刮清洁层3喷水装置4毛滚刷清洁层5海绵滚刷清洁层6挤水装置7推力电扇8防撞轮9升降绳10升降机壳体11升降机构壳盖12编码器13编码器支架14编码器轮15减速电机支架16减速电机17联轴器18摩擦轮19第二支撑板20隔板21步进电机22直线模组23导轨滑块24滑轨25方管26气压杆27减震器端头锁死28减震器锁死29雨刮后板30雨刮条31前板32毛刷滚33第一支撑板34轴承35滑块36喷头支撑架37喷头外壳38管接头39喷嘴40软管41海绵滚刷42电机座43挤水齿44收水槽45入口管46水箱47风扇保护罩48喷头安装板49管接头50电机51距离传感器安装块52距离传感器53垫块54

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1图2所示：此玻璃幕墙清洁机器人是一种基于吊篮的框架式结构，结构合理，稳定性强。从上往下计算总共设置有五层。本产品的第一层为雨刮清洁层3，第二层为毛滚刷清洁层5，第三层海绵滚刷清洁层6，为提高清洁效率，第二、四层采取相同结构，第三、五层采取相同结构，在第六层安装有水箱47。

如图7所示：第一层为雨刮清洁层3，主要由雨刮装置3和动力推进装置组成，隔板21装夹在框架1上，起到了对各机械部件的支撑固定作用；直线模组23通过螺栓连接安装在隔板21上，起到了将步进电机22的旋转运动转换成直线运动的作用，从而实现了高精密的重复直线运动；电机座43通过螺栓连接在隔板21上，步进电机22通过螺栓连接安装电机座43上，并且通过联轴器与直线模组23相连接，作为整个推进装置的动力源；直线滑轨25通过螺栓连接安装在隔板21上，呈对称分布；滑块24安装在直线滑轨25上，可沿着滑轨25进行直线运动；垫块54通过螺栓连接固定在导轨滑块24表面，起到了支撑方管26和防磨损作用；方管26通过螺栓连接固定在垫块24上，可随直线模组23做直线运动；第二支撑板20通过螺栓连接固定在方管26上，支撑来自其他部件的压力，和隔板21保持平行；第二支撑板20末端对称装有气压杆27，保证了机器工作的平稳运行，起到减震作用；雨刮装置3通过螺栓连接固定在气压杆27上，雨刮装置可随滑块进行直线往复运动，有效刷刮附着于玻璃幕墙上的雨点及灰尘；雨刮条31通过螺栓固定在雨刮前板32与后板30之间(如图9图10所示)、刮条呈45°倾斜向下；距离传感器53通过螺栓连接固定在支撑方管26上的距离传感器安装块52(如图21所示)，可及时测出机器与目标的间距，进而保证了机器的精确运转，导轨滑块24表面连接固定有垫块54(如图22所示)；

如图11图12所示：第二层为毛滚刷清洁层5，主要由喷水装置4、毛滚刷清洁装置和动力推进装置组成，其中直线模组23-2、直线导轨25-2、导轨滑块36-2、方管26-2、距离传感器53-2的结构分布和第一层相同，在此不再进行陈述。第一支撑板34为实心支撑板，增加了一定的重量，便于更平稳的运动，同时留有一定空间安装控制电路板，两个轴承35对称分布在第一支撑板34表面，支撑毛滚刷33进行稳定的回转运动，保证了毛刷滚33的回转精度；毛刷滚33通过螺纹连接装在在两轴承35之间上，可随滑块36-2进行直线往复运动；电机51安装在在毛滚刷33的轴上一侧，为刷滚33进行回转运动提供动力；

如图12图13所示：喷水装置4具体结构如下，喷头支撑架37通过螺栓连接对称安装在第一支撑板34上，可随滑块36-2进行直线往复运动；喷头安装板49通过螺栓连接固定在喷头支撑架37上；喷头外壳38通过螺栓安装在喷头安装板49上，对喷头装置起到了保护作用；软管41在喷头外壳19内部，起到输送水源的作用；软管41-2两边固定有90°管接头50，中央安装管接头39，起到在连接软管道、引导水流的作用；管接头39的一端从喷头安装板49上的孔伸出，外接长水管，为喷头提供水源；其余管接头39另一端，其上安装有喷嘴40从喷头安装板49上的孔伸出；

如图14所示：第三层为海绵滚刷清洁层6，主要由海绵滚刷支撑装置、挤水装置7和动力推进装置组成，其中的第二支撑板20-3、直线模组、导轨、导轨滑块、方管、距离传感器结构分布和第一层相同，在此不再进行陈述。减震器端头锁死28-3和减震器锁死29-3通过螺栓连接对称安装在方管26-3上；气压杆27-3装配在减震器端头锁死28-3和减震器锁死29-3上，保证了机器工作时的平稳运行；海绵支撑滚刷42安装在气压杆27-3上，可在机器的清洁过程中抵在幕墙上，起到了对机器的支撑固定和清洁作用，且其表面布有花纹可增大接触表面的摩擦力，从而保证了清洁装置的平稳运行；

如图15、图16、图17所示：收水槽45通过螺纹连接固定在第二支撑板20-3上，表面均布有挤水齿44，当海绵支撑滚刷42吸水达到饱和时海绵膨胀，与玻璃接触过程中通过摩擦力使其旋转，海绵在旋转过程中与挤水齿44挤压，支撑滚刷中42的水从而被挤出，从而流入收水槽45，收水槽45末端连有软管41-3，将挤出的水流入入口管46从而流入水箱47(如图18所示)；

本产品的第二层结构与第四层完全相同，第三层结构与第五层完全相同，在此不再进行陈述。

如图20所示：第六层安装有水箱47，起到了对整个机器的废水收集作用。

本产品的框架1的左右两侧，八个对角上装有防撞轮9，遇上特殊建筑时候，起到了防撞的作用；

如图19所示：框架1背部装有两个推力风扇8，推力风扇8增加机器向墙面的压力，增加横向摩擦力减小机器在高空摆动的幅度，避免了机器因为左右摆动过大而造成的清洗路线偏差过大的问题。推力风扇8外侧为推力风扇保护罩48，保证风扇的正常运行，并且保护风扇不受到损伤。

如图3所示：升降装置2通过螺栓连接连接到框架1上，升降绳10穿过升降机壳体11，升降机壳体11内部装含有两个摩擦轮19进行对滚运动，编码器支架14通过螺栓连接在升降机壳体11上方，编码器13与编码器轮15连接(如图6所示)，编码器轮15将机器升降的距离传输到控制板中，配合步进电机丝杠滑轨组结构完成障碍物的避障。减速电机支架16与升降机构壳盖12(如图4所示)通过螺栓连接来固定，减速电机17通过螺栓连接在减速电机支架16上。减速电机17通过联轴器18与摩擦轮19相连接(如图5所示)。

本发明的工作原理：

本玻璃幕墙机器人主要由三部分组成，包括承载装置和清洁装置以及控制系统。本产品的清洁部分安装在吊篮上，保证姿态稳定、实现机器人的稳定攀爬越障。具体实施过程是：清洁装置整体为框架结构。通过步进电机22为直线模组23提供动力，直线模组23上装有滑块24，滑块24带动支撑板进行直线运动。雨刮板装置、毛滚刷装置、海绵滚刷装置安装在对应第二支撑板20、34、20-3上，与支撑板一起进行水平方向的直线运动。毛滚刷33上端安装有喷水装置4，可随支撑板进行直线往复运动。喷水装置4后方连接有软管41，通过长水管提供水源。海绵滚刷42下方装有挤水装置7，当海绵滚刷42吸水后海绵膨胀，海面滚刷42与玻璃墙面接触并相对运动时，海绵滚刷42会转动，海绵滚刷42会与挤水齿44挤压，从而挤出海绵中多余的水，多余的水挤出后受重力作用流入收水槽45，由于收水槽45是斜45°，水流会汇聚于底部，通过软管41-3流入到水箱的入口管46处，从而流进水箱47。

框架1外部安装有两个推力电扇8，在风扇启动时，大大增加机器向墙面的压力，增加横向摩擦力减小机器在高空摆动的幅度，避免了机器因为左右摆动过大而造成的清洗路线偏差过大的问题。从而达到理想的清洁效果。

升降装置2是通过由减速电机17控制的两个摩擦轮19与升降绳10之间的摩擦力使机器平稳升降，同时减速电机17有自锁结构可以保证当电机出现问题时机器不会突然下落发生事故，而是将机器锁在当前位置。升降器2上方的编码器轮15,将机器升降的距离传输到控制板中，配合步进电机丝杠滑轨组结构完成障碍物的避障。

本发明所利用的原理具体是：将玻璃幕墙清洁装置安装在吊篮上，借助吊篮可实现清洁装置在高空平稳运行的目的。本发明在保证工作要求的前提下，机械结构设计简单合理，使得安装、检修、更换零件简易方便；不仅工作效率大幅提升，而且极大程度的提高了高空清洁工作的安全性。