專利名稱：表面擦涂機的制作方法
表面擦涂機本發(fā)明涉及一種表面擦涂機器，尤其是一種對光滑表面擦洗或涂抹的小型機械。
背景技術(shù)：
目前，常見的表面擦洗機器(或涂刷)的機頭，多為盤式旋轉(zhuǎn)擦頭或條形刮洗頭， 雖簡單實用，但存在功能單一、死角大、只適于平面等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用刷頭配以手柄或機架等相關(guān)部分組成機器，具有擦洗、涂抹、拋光等多 種功能。本表面擦涂機的刷頭，底口排列著多條繞線軸，各軸能形成平面或順緩工作面，繞 線纏繞在繞線軸上，隨刷頭的運動與被擦涂面接觸；繞線形成螺旋線圈或含圓弧的線段，在 繞線軸的支撐下與被擦涂面相切并相對旋轉(zhuǎn)，在切點處產(chǎn)生剪切力和滑動摩擦力，對被擦 涂面實施擦涂；繞線圈的旋轉(zhuǎn)，使位于軸上的繞線不斷地纏入和脫出，實現(xiàn)該處繞線的更 新，同時利用繞線的蘊蓄能力，或?qū)⒉镣恳?系指擦洗用液體或涂抹用液體，下同)涂抹于 被擦涂面，或?qū)⒈徊镣棵嫔系囊后w吸附帶走。該機施工死角小，多種工序一次完成(圖1)。 使用該機，可以改善人們的生活和工作環(huán)境，減輕操作人員的勞動強度。
該機由手柄(或機架)、儲存桶、真空機(或抽風(fēng)機)、泵水機、繞弦軸、電機、刷頭 七部分組成(圖2)。使用機器時，先使刷頭接觸被擦涂面，再開啟動力，然后利用手柄(或 機架)控制擦頭的運動方向，刷頭上的部分繞線裹帶著洗滌液或涂料等向前行走運動，逐 一將被擦涂面清洗或涂抹。刷頭柵軸(刷頭底口的軸，多為平行排列，為便于與刷頭上部的軸的區(qū)分，將其稱 為柵軸，下同)上的繞線，在動力的牽拉下，由某軸段的一端開始纏入柵軸，經(jīng)若干圈后，由 另一端脫離該段，然后或收回到繞弦(為便于閱讀，將繞線稱為弦，下同)軸或轉(zhuǎn)入另一柵 軸上(圖3)。弦在柵軸上連續(xù)纏繞，增加了它在刷頭內(nèi)工作的長度，就柵軸上的某個弦圈 而言，弦與柵軸之間形成一定夾角，弦擦涂于被擦涂面上的寬度范圍，寬于弦的接觸面，在 柵軸接觸被擦涂面時，切點處的弦被擠壓變形，進一步形成較大接觸面；當(dāng)弦不轉(zhuǎn)動時，該 接觸面隨刷頭運動形成一條較寬的摩擦帶面，該帶面與刷頭的運動距離等長，換言之，弦與 被擦涂面的接觸，僅限于切點處的弦段，并未使用弦圈上的其他部分；在弦相對刷頭轉(zhuǎn)動 時，不僅增加了弦圈上的其他部分與被擦涂面的接觸，同時還增加了弦對被擦涂面的擦涂 次數(shù)，相當(dāng)于帶面長度增大了若干倍，即被擦涂面得到了多次擦涂；同一條柵軸上纏繞的弦 圈每圈與被擦涂面都有一個點相切，若干圈弦的切點相連后，切點的集合形成一條線，該線 隨刷頭前行后形成一個掃面，若干掃面并列形成與刷頭等寬的刷面；同時，若干平行的柵軸 上的切點形成一個線陣，切點線陣隨刷頭運動并自轉(zhuǎn)，形成多個刷面；因而刷頭運動一次， 就相當(dāng)于對被擦涂面進行了多次常規(guī)擦涂。本發(fā)明所謂的擦涂，是指該機械的擦頭，同時具有擦洗和涂抹兩種功能；擦洗功能 用于清潔對象，涂抹功能用于將涂料涂抹在對象表面上并進行揉搓、拋光；兩種功能既可分 開單獨使用，也可同時使用；單獨使用一種功能時，刷頭是一個單功能的擦洗頭或涂抹頭；同時使用兩種功能時，刷頭是一個擦洗和涂抹功能同時進行的部件。手柄手柄，是操作人員握持的把手，用以向刷頭施力并確定刷頭的行進方向。常規(guī)的手 柄為桿狀，也可以變形為其他形狀。機架，是一由剛性框架、行走系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)的組合體，上面安裝行走的腳或輪 (圖4)；剛性框架用以支撐、固定和牽引刷頭前進，同時也可承載儲存桶、真空機(或抽風(fēng) 機)、泵水機、繞弦軸、電機、以及各部分的智能控制系統(tǒng)等；機架的腳是指用于立面爬行的 吸盤之類的行走部件，輪是指用于平面行走的滾輪之類的部件。手柄和機架可以單獨用于擦涂機，也可以同時用于一部機械上。儲存桶儲存桶，是用于存儲洗滌液、水、垃圾液、拋光液等的容器，根據(jù)液體性質(zhì)不同分為 若干獨立單元(圖5)。它與刷頭通過管道連通；即可單獨設(shè)置也可安裝在手柄(或機架) 上。真空機(或抽風(fēng)機)真空機(或抽風(fēng)機)，是給刷頭上的部件抽真空或施以低壓的獨立機械；同時，它 也可用于智能控制機架的行走步件上。它與刷頭上的對應(yīng)部件連接；即可單獨設(shè)置，也可安 裝在手柄(或機架)上。泵水機泵水機，是將刷頭里的廢水抽出或向刷頭內(nèi)泵進沖洗用水或洗滌液的獨立機械。 它與刷頭連接；即可單獨設(shè)置也可安裝在手柄(或機架)上；一臺擦涂機，既可只使用一臺 抽水功能或沖水功能的泵水機，也可以同時使用抽水功能或沖水功能的若干臺泵水機。繞弦軸繞弦軸，是可以沿固定軸線轉(zhuǎn)動的(筒)軸，用以纏繞弦，在其轉(zhuǎn)動時收攏或釋放 弦。它與刷頭通過弦相連接；繞弦軸安裝在手柄或機架上，也可獨立設(shè)置。所謂弦，是親水(或油等液相物質(zhì))纖維材料編織成的柔軟條狀的線繩，用以蘊蓄 水或其他液相物質(zhì)；它或?qū)⒈徊镣棵嫔系囊合辔镔|(zhì)吸附蘊蓄并帶走，或在弦軸的擠壓下將 自身攜帶的液相物質(zhì)涂抹于被擦涂面上也是本發(fā)明的精髓之一。電機電機，是汲粒弦軸、繞弦軸、擠壓筒、清潔軸、鏟污軸、自動行走設(shè)備等的動力來源， 安裝在手柄或機架上。綜上所述，手柄(或機架)、儲存桶、真空機(或抽風(fēng)機)、泵水機、繞弦軸、電機等 是擦涂機的伺服設(shè)備，故該機的真空機(或抽風(fēng)機)、泵水機、電機等，即可是一部獨立機 械，也可用具備上述功能的組合機械設(shè)備替代。刷頭刷頭，是擦涂機的主要工作設(shè)備，由感應(yīng)桿、鏟污軸、刷頭架、弦、弦軸、沖洗噴頭、 汲水筒、擠壓筒等組成，安裝在手柄或機架上。以平面刷頭為例解釋，它可分為感應(yīng)區(qū)、鏟污 區(qū)、潤水汲粒區(qū)、游弦初滌區(qū)、螺弦擦滌區(qū)、噴洗區(qū)、汲水區(qū)、拭水拋光區(qū)、游弦拋光區(qū)(圖6) 等功能區(qū)。感應(yīng)桿
感應(yīng)桿，是感知并分辨刷頭前進方向上大塊(或大顆粒)污物或障礙物的設(shè)施，設(shè) 于刷頭前方，安裝在刷頭架上。當(dāng)感應(yīng)桿觸碰到規(guī)定范圍內(nèi)的感知物時，發(fā)出信號通知后臺 智能系統(tǒng)，系統(tǒng)指令鏟污軸等設(shè)備開始工作，鏟除、消弱、松動障礙物，為其他功能區(qū)的工作 做保障。本例所謂感應(yīng)器，是桿狀感應(yīng)器，它是可以相對刷頭架伸縮或向后翻轉(zhuǎn)的組合感應(yīng)設(shè)備，當(dāng)其感測到障礙物時，既能在后臺智能系統(tǒng)的指揮下相后回縮，凸顯出其他功能部 件(例如露出鏟污軸)，又能使刷頭前沿靠近障礙物不留刷涂死角(例如在感測到與被擦涂 面垂直的障礙物體時，感應(yīng)桿的回縮可讓弦軸更接近被擦涂面的邊緣)。鏟污軸鏟污軸，是用以鏟除刷頭前方較大污物的齒狀螺紋剛性軸(圖7)，位于刷頭前方， 安裝在刷頭架上；在智能系統(tǒng)的指揮下轉(zhuǎn)動，向前翻動、推擠、剪切較大污物(圖8)，使之松 動或向外翻滾；鏟污軸的旋轉(zhuǎn)動力來源于電機。在遇到障礙物前，鏟污軸能在后臺(感應(yīng)信 號)智能系統(tǒng)的指揮下相對刷頭架回縮，避免刷頭前沿靠近障礙物。鏟污軸表面設(shè)螺紋齒，其螺紋齒，是將正反兩個方向的齒牙間隔排布，目的是平衡 和化解較大污物的橫向反作用力，避免刷頭偏轉(zhuǎn)。刷頭架是一盒狀的剛性架，是各軸的總承，安裝在手柄或機架上；其下口部安裝 各功能的弦軸等，中部安裝汲水筒、擠壓筒、滌液盒、清潔軸等(圖9)，以水平底板為例說 明弦軸和弦以及循軸支架弦軸分剛性弦軸和柔性弦軸兩種，其主要功能都是弦的纏繞體和支撐體。剛性弦軸，是確定弦的位置并使之纏繞的柱體或筒體，一般情況安裝在刷頭架內(nèi)； 根據(jù)需求不同，各條弦軸的長度不盡相同，既可以與刷頭架等長，也可以由若干短軸組成一 條長軸；弦軸安裝在支座上，支座安裝在刷頭架上，支座可以相對刷頭架上下伸縮。剛性弦軸的優(yōu)點是，軸位穩(wěn)定，刷頭底部的各軸能形成穩(wěn)定的擦涂面。剛性弦軸的缺點是，因其固定在刷頭架上不能產(chǎn)生軸向運動，不能給新纏入的弦 圈留出空位，新纏入的弦必須將原有弦圈擠往側(cè)才能纏繞到軸上，形成等直徑的螺旋弦圈， 故其上的弦圈的圈數(shù)不能過多，以單圈為佳；否則，會因原有弦圈與軸的摩擦過大，而新纏 入的弦無力擠出原有弦圈，只好壓住前面的原有弦圈而產(chǎn)生爬圈現(xiàn)象；同時，弦的截面形狀 和截面所含纖維的密度也受一定限制，因新纏入的弦必須將原有弦圈推擠到外側(cè)，自身才 能有效纏繞，故適應(yīng)剛性軸的弦一般是壓縮率較小(密度較大)的扁截面線，因此弦的蘊水 或其他液相物質(zhì)的能力較??；再就是，剛性弦軸的旋轉(zhuǎn)需要有動力支持，方能有效減小新纏 入弦向側(cè)邊推擠原有弦圈的負擔(dān)，而避免爬圈現(xiàn)象。柔性弦軸(簡稱循軸，在后述文中專指柔性軸，而后述文中的‘軸’仍指剛性軸)， 是一種圓形截面或圓形輪廓的環(huán)形軟軸，用柔性或彈性材料制成，橫向可彎曲，但也具有一 定的橫向抗彎能力，主要用以承載用于擦涂功能的弦。柔性弦軸在刷頭架的位置(圖18)， 與剛性軸大致相同，但它沒有固定的安裝支座，它是靠擦涂弦或懸吊弦的懸吊和勒緊，懸掛 于循軸支架的下端，它是在弦向上的牽拉力和支架向下的擠壓力作用下達到受力平衡，循 軸在刷頭架上的位置不固定，有一定的橫向活動范圍；循軸在擦涂弦或懸吊弦不斷地纏入 和脫開出的過程中，產(chǎn)生環(huán)形的循環(huán)旋轉(zhuǎn)，同時產(chǎn)生以截面中心為軸心的翻轉(zhuǎn)；循軸的旋轉(zhuǎn)，可給新纏入的弦圈騰出空位，保證新弦圈直接纏到軸上，避免了新舊弦圈之間的爬圈和 擠壓現(xiàn)象；若循軸單獨在吊弦的牽拉下產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)，可主動地帶動擦涂功能弦圈的纏入和脫 出，避免過度繃緊，弦截面纖維就可相對疏松，增加了蘊蓄液相物質(zhì)的能力。因循軸是環(huán)形的，因此刷頭架要留好循環(huán)通道，同時又因它的橫向可彎曲性，故需 要較多的支架支撐和固定。循軸因其具有可循環(huán)旋轉(zhuǎn)的特點，可保證新纏入弦的輸入位置不變，且不產(chǎn)生爬 圈現(xiàn)象，故可將多條弦在同一位置纏入軸上，設(shè)置多條弦形成同一個螺旋弦圈，這樣可使單 條弦在同一螺旋弦圈段上的圈數(shù)減少，使該弦圈對液相物質(zhì)更具蘊蓄和更新能力。同時，又 因循軸有較長的環(huán)形范圍，故可在同一條循軸上設(shè)置多個不同的功能的螺旋弦圈段，形成 多個不同功能的分區(qū)(圖20)。循軸支架，安裝在刷頭加上，是用以支撐柔性軸(循軸)的剛性架，由剛性桿和壓 輪組成(圖16)；剛性桿用以支撐并固定循軸位置；壓輪安裝在剛性桿的端稍，直接與弦圈 或循軸接觸并向下(外)推擠之，使懸吊著的循軸受力平衡和軸向順直，同時也使循軸獲得 將弦圈擠向被擦涂面的支撐力。循軸具有橫向可彎曲特性，因此同一刷頭架上可設(shè)置多條循軸，他們之間既可以 平行排列，又可以互相嵌套和疊壓(圖19).
剛性弦軸和柔性弦軸各有特點，可根據(jù)功能需要，在同一刷頭架上混合使用。弦、軸和弦軸弦軸可分為游弦軸、螺弦軸、汲水弦軸、汲粒弦軸等，各中功能的弦纏繞在對應(yīng)的 軸上；不同軸上的弦的功能不同，形狀和尺度也有所不同；同軸上的弦因需求不同，形狀和 尺度也可有所不同。游弦軸由下部和上部軸組成，都是等直徑的剛性圓軸，安裝在刷頭架的內(nèi)測，與刷 頭架的內(nèi)壁成一定夾角，由若干條排列而成，游弦以軸為拐點循環(huán)繞行。刷頭架底口的游弦 軸，可用一環(huán)繞刷頭架底口的循軸取代，上口的軸也可相應(yīng)取代。螺弦軸是等直徑圓軸，它是螺弦的纏繞骨架，安裝在刷頭架的底口中部，軸線與刷 頭運動方向垂直；根據(jù)需要可設(shè)置多條螺弦軸，各條的直徑可以不同。剛性螺弦軸也可用循 軸取代，但要適當(dāng)加寬各軸之間的間距，留出循軸的游弋范圍。汲水弦軸由多條圓軸組成的立體架構(gòu)，底面由前軸、壓平軸、后軸組成，上面由集 液筒軸、擠壓筒軸組成，安裝在刷頭架上；本例的前軸是不等直徑圓柱體組合的同心軸， 安裝在刷頭架的底口中部，與刷頭運動方向垂直，汲水弦以其為拐點循環(huán)繞行，并因各弦 (軸)直徑不同，形成V型或U型表面缺口，用該缺口集結(jié)、吸附、裹帶剩余的微小顆粒上行， 同時汲水弦利用自身的親水性，將擦涂面的殘液吸附并帶入吸水筒處擠壓；前軸也可采用 等直徑圓軸，但所使用的汲水弦應(yīng)有所不同，即采用不同壓縮率的弦，在兩條低壓縮率弦之 間夾一條高橫向壓縮率的弦，在弦面上形成一條盲槽；高壓縮率的弦對顆粒狀污物的壓力 小，低壓縮率的弦對顆粒狀污物的壓力大，使顆粒狀污物滾動或滑動到盲槽里，可以弦面對 顆粒狀污物的壓力并裹帶其離開底板，避免劃傷被擦涂面。汲粒軸和弦，安裝在刷頭架的前面，與刷頭運動方向垂直，情況與汲水弦軸和弦的 類似，但汲粒弦是利用自身的親水性將水帶下并涂于被擦涂面上，利用水的表面張力去污， 同時利用水膜的吸附能力和臨弦之間的擠壓力沾取并裹帶走顆粒狀污物等，將顆粒狀污物等帶升到上部實施處理。 游弦，是指弦相對擦涂面只作滑移運動的弦(圖10)，在刷頭底口至少同時纏繞兩 條游弦軸，同時至少纏繞刷頭上部的一條弦軸，以形成下部為平面(直線)的多邊形形狀， 但若不考慮在刷頭上部加洗滌液或收集顆粒狀污物，可不設(shè)上部弦軸；游弦相對污物主要 有兩個作用力(因刷頭運動速度較慢，弦對污物的剪切力忽略不計)，一是自身循環(huán)滑行 (橫向)產(chǎn)生的摩擦力，另一力是沿刷頭(縱向)滑行產(chǎn)生的摩擦力；游弦利用自身和被擦 涂面的滑動摩擦，在刷頭的前部實施擦涂功能，后部實施拋光功能。擦涂時，游弦利用自身 的親水性，先蘊集洗滌液于弦上，在再循環(huán)時將洗滌液均勻地涂在擦涂面上，利用洗滌液分 子的活性去污。螺弦是指相對擦涂面即作滑移又作翻轉(zhuǎn)的復(fù)合運動的弦(圖11)，螺弦安裝在刷 頭架中部位于游弦內(nèi)側(cè)。螺弦利用自身和被擦涂面的復(fù)合運動摩擦，在刷頭的前部實施擦 涂功能，后部實施吸水和拋光功能。螺弦對被擦涂面上的污物有三個作用力，其一是沿刷頭 (縱向)滑行產(chǎn)生的摩擦力，其二是弦隨軸旋轉(zhuǎn)時垂直于弦而向外的推撥力，其三是弦隨軸 旋轉(zhuǎn)時沿著弦方向的剪切力。配置螺弦時，也應(yīng)采用汲水弦的配弦方式，避免顆粒狀污物劃傷被擦涂面，同時也 利于顆粒狀污物的收集。沖洗頭，是利用高壓水噴射清洗被擦涂面的裝置，應(yīng)設(shè)置在汲水弦之前，也可設(shè)置 在螺弦處或其前方。設(shè)置沖洗頭的刷頭，其汲水弦和吸水筒的吸水能力要與之匹配。汲水區(qū)(圖12)的前軸，是吸水弦在前方折起的拐點軸，分為實心軸和空心軸兩 種，實心軸用在不設(shè)沖洗頭的刷頭上，空心軸用在設(shè)有沖洗頭的刷頭上?？招募乘逸S，是 中空的筒狀軸，筒面上設(shè)若干流水小通孔，筒內(nèi)設(shè)錐形空心圓筒，錐形空心圓筒的外徑與筒 狀軸孔的內(nèi)徑相等，二者套接在一起，錐形空心圓筒的外柱面上可環(huán)形槽，環(huán)形槽的位置與 外筒上的小孔相對應(yīng)，在環(huán)形槽的中間部位設(shè)與外環(huán)對應(yīng)的通水小孔；在環(huán)形槽中設(shè)置擋 環(huán)。汲水區(qū)的擋環(huán)，是用比重較大(重環(huán))或比重較小(輕環(huán))的材料制成，擋環(huán)的內(nèi) 徑大于錐形空心圓筒環(huán)槽的內(nèi)徑，外徑小于錐形空心圓筒環(huán)槽的外徑，寬度略小于環(huán)形槽 的寬度，擋環(huán)在槽中可自由滑動；重環(huán)用在和擠壓軸對應(yīng)的上部吸水筒，重環(huán)在槽中因重力 作用下滑，與外筒內(nèi)壁和內(nèi)筒外壁相切，堵住外筒上部和內(nèi)同下部的通水小孔，使水和氣流 不能通過，在給內(nèi)筒施以負壓的情況下，前軸外部水氣進入內(nèi)孔的通路是先通過外筒孔進 入內(nèi)筒環(huán)形槽，再由內(nèi)筒環(huán)形槽流向下部，最后通過內(nèi)筒下部的通孔流入錐孔中；這種設(shè)置 可選擇性的吸進外筒上部的水分，同時阻止進入外桶內(nèi)的水分從其下部通孔中漏掉。此故， 重環(huán)或輕環(huán)也可用具備上述功能的外形類似的其他環(huán)替代之，如擠壓變性材料和重質(zhì)骨架 復(fù)合而成的環(huán)，氣囊環(huán)，擠壓變性材料和輕質(zhì)骨架復(fù)合而成的環(huán)等；另外，采用易變形的單 一材質(zhì)環(huán)和復(fù)合材質(zhì)環(huán)，可以有效增加環(huán)堵塞小孔的范圍。輕環(huán)用在底部前軸。輕環(huán)的工作原理和工作結(jié)果剛好與重環(huán)相反，在給內(nèi)筒施以 負壓的情況下，外部水分進入內(nèi)環(huán)槽，輕環(huán)在槽內(nèi)被浮起，堵住了外環(huán)上部和內(nèi)環(huán)下部的通 孔，是水流先通過外筒下通孔進入內(nèi)筒環(huán)形槽，再由內(nèi)筒環(huán)形槽上部流進內(nèi)筒錐形孔；這種 設(shè)置可選擇性的吸進外筒下部的水分，同時阻止外桶上部的氣體進入。另外，如對吸水筒選擇性封閉效果要求較高時，可在下吸水筒的上部和上吸水筒的下部設(shè)置擋風(fēng)瓦，擋風(fēng)瓦與吸水筒接觸緊密，再配合水膜的阻塞作用，可選擇性增加對吸水筒的密封效果。汲水區(qū)的擠壓軸，是與上部前軸對應(yīng)的剛性軸，安裝在刷頭架上，它是外接電機動 力的主動軸，以其轉(zhuǎn)動能量和摩擦力帶動汲水弦通過擠壓區(qū)向后運動，同時弦中蘊蓄的水 分被擠出(圖13)；擠壓軸位置略高于前軸，在擠壓區(qū)處形成三角形水槽，積水在重力和外 筒負壓的作用下滲過汲水弦流進外筒。汲水區(qū)的壓平軸，是一剛性圓軸，處于下前筒后部，將吸水弦壓平，使弦面緊貼被 擦涂面，在前軸采用多直徑柱面筒時使用。汲水區(qū)的后軸，是一剛性圓軸，處于下前筒后部，是由上向下循環(huán)的弦折向前方的 拐點軸。汲水區(qū)的清潔軸，是一剛性芯軸外設(shè)毛刷等清潔用材料，靠電機動力轉(zhuǎn)動，清潔向 上折起的各弦，將弦上裹帶的顆粒物、纖維物等刷下(放進存儲桶)。滌液盒，是存儲洗滌液或其他擦涂液的盒狀物體(圖14)，安裝在刷頭架中部，在 盒底安裝泵水管，盒上部安裝液面?zhèn)鞲衅?，盒中部安裝滌軸，弦由一邊進入盒后纏繞滌軸， 其余空間填塞親水柔性材料，纏繞在軸上的弦在盒的下部蘸取洗滌液等，然后從另一邊穿 出進入擦涂工作面。泵水管，是自動向滌液盒內(nèi)注入洗滌液或其他擦涂液的設(shè)備。液面?zhèn)鞲衅?，是控制滌液最高和最低液面的電子器件，在盒中液面達到控制極限 時，向控制系統(tǒng)發(fā)出注入或停止信號。該設(shè)備用在自動化控制的擦涂機上。滌軸，是一剛性芯軸外套親水柔性(彈性)材料制成的套筒的復(fù)合軸，柔性材料在 弦的牽拉下，形成V形煞口，煞口擠壓出弦中的水分，并在弦抽出時沾上洗滌液；也可在彈 性吸水材料表面預(yù)先刻出一定深度的環(huán)形槽，更有利于以利于擠壓和涂滌。另外，如噴射沖洗區(qū)的水流量過大時，應(yīng)將吸水弦的端頭弦向前延伸(圖15)，以 圍住沖洗水，避免外泄。同時，將沖洗頭射向汲水弦附近，在下吸水筒附近形成高水位。綜上所述，刷頭的全部組成區(qū)域是由感應(yīng)元件組成的感應(yīng)區(qū)位于最前面，其后是 由鏟污軸組成的鏟污區(qū)，再后是由汲粒弦組成的汲粒區(qū)，再后是由游弦組成的游弦初步滌 洗區(qū)，再后是由螺弦組成的螺弦滌洗區(qū)，再后是由噴射頭組成的沖洗區(qū)，再后是由汲水弦組 成的吸水區(qū)，再后是由螺弦組成的拭水拋光區(qū)，最后是由游弦組成的拋光區(qū)。但因游弦、螺 弦、汲水弦、汲粒弦均具有洗涂能力，因此，單獨使用其中一弦，也可組成具有單一擦或涂功 能的刷頭，組合使用其中兩弦或多弦可組成功能較為全面的刷頭。本機用于洗滌時，擦涂機利用自身的機械力再配以水或洗滌液(等其他液相物 質(zhì))的分子力使污物脫離被擦物，然后利用弦的循環(huán)特點將污水、污物帶至吸水筒、存儲桶 或帶出刷頭纏入污弦軸，使被擦洗面光潔，帶出的污物或污弦事后集中處理。本機用于刷涂時，根據(jù)刷涂材料的不同，刷頭功能區(qū)劃分應(yīng)有所變化，本例以向被 刷涂面涂液體光亮劑為例，其刷頭功能區(qū)劃分應(yīng)變?yōu)榍懊娉页龎m，中間涂液體光亮劑， 后面拋光；即將洗滌時擦涂機的汲粒區(qū)變?yōu)槌醪较礈靺^(qū)，原游弦初滌區(qū)改為清洗區(qū)，原螺弦 滌洗區(qū)改為拭水拋光區(qū)，原噴水區(qū)改為噴液體光亮劑，原吸水區(qū)改為涂抹均勻區(qū)，原拭水拋 光區(qū)改為揉搓拋光區(qū)，其他不變。涂抹均勻區(qū)，將表面的光亮劑鋪均勻，將過多的光亮劑收 回，同時又可將光亮劑涂于較少區(qū)域。此外，將噴水頭改噴涂刷液，專門用于涂刷；在不設(shè)噴水區(qū)時，將螺弦洗滌區(qū)改為涂刷區(qū)(滌液盒改為涂料盒)也專門用于涂刷；在不設(shè)噴水區(qū) 時，將吸水區(qū)的下吸水筒與原擠壓筒置換，擠壓筒與原上吸水筒置換，泵水機改為供涂刷液 機時，也可專門用于涂刷。另外，本機也可用于豎起底板，只要將吸水區(qū)的擠壓筒相對吸水筒轉(zhuǎn)動一定角度， 形成朝上的三角形開口水槽，同時轉(zhuǎn)動儲液盒、存儲桶開口的方向，使被儲物不致撒落即可。


圖1 表示本擦涂機的概念機型；說明擦涂機由手柄、刷頭、輔助設(shè)備三部分組成。1代表刷頭；2代表手柄3代表輔助設(shè)備。圖2 表示本擦涂機的具體組成部件，其輔助部件由泵水機、電機、真空機(或抽氣 機)、繞弦軸、存儲桶組成。4代表存儲桶刷；5代表繞弦軸；6代表電機；7代表真空機；8代表泵水機。圖3 表示刷頭上的螺弦纏繞在柵軸上，同一條柵軸上可纏繞多條弦；弦在柵軸上 的一端纏入，若干圈后脫開；同一條弦在一條柵軸上纏繞若干全后脫開，直接進入另一條柵 軸ο9代表柵軸，其中9. 1、9. 2、9. 3分別代表不同的三條柵軸；10代表弦，其中10. 1、10. 2、10. 3、10. 4分別代表不同的四條弦。圖4 表示由刷頭、輔助設(shè)備、機架組成的擦涂機，機架由框架、行走系統(tǒng)、智能指 揮系統(tǒng)組成；刷頭和輔助設(shè)備安裝在機架上。11代表機架，其中11. 1代表框架，11. 2代表行走系統(tǒng)，11. 3代表機架與刷頭的連 接，11. 4代表智能指揮系統(tǒng)。圖5 表示擦涂機的存儲桶。12代表存儲桶，其中12. 1,12. 2,12. 3,12. 4分別代表不同材料性質(zhì)的存儲空間。圖6 表示刷頭上各功能部件的分區(qū)，各功能部件區(qū)位的前后順序感應(yīng)區(qū)、鏟污 區(qū)、潤水汲粒區(qū)、游弦初滌區(qū)、螺弦擦滌區(qū)、清洗區(qū)、汲水區(qū)、拭水拋光區(qū)、游弦拋光區(qū)。13代表感知大顆粒污物或障礙物的感應(yīng)器件；14代表鏟污區(qū)的螺紋鏟污軸；15 代表潤水汲粒區(qū)的汲粒軸；16代表游弦初滌區(qū)，其中16. 1代表橫向排列的游弦，16. 2代表 縱向排列的游弦，16. 3代表游弦軸架；17代表螺弦擦滌區(qū)的軸和弦，其中17. 1代表螺弦， 17. 2代表螺弦軸；18代表汲水區(qū)，其中18. 1汲水弦軸，18. 2代表汲水弦；19代表吸水拋光 區(qū)的螺弦，其中19. 1代表螺弦，19. 2代表弦軸；20代表位于刷頭后部的縱向拋光游弦，其 中20. 1代表弦，20. 2代表弦軸架；21代表橫向拋光游弦，其中21. 1代表弦，21. 2代表弦軸 架；69代表清洗區(qū)的高壓沖洗頭；22代表汲水區(qū)底口前弦軸和上部吸水筒中間設(shè)置一清理 汲水弦的刷軸，其中22. 1代表前軸，22. 2代表上部吸水筒軸，22. 3代表清理刷。圖7 表示一條鏟污軸，鏟污軸上的螺紋正反向間隔設(shè)置。其中14. 1代表螺紋，14. 2代表軸端。圖8 表示鏟污軸工作的力學(xué)機理。14. 3代表大顆粒污物；Fl代表鏟污軸隨刷頭架前行時對污物產(chǎn)生的平行推理；F2 代表螺紋旋轉(zhuǎn)時對污物產(chǎn)生的垂直于螺紋方向的推力；F3代表螺紋旋轉(zhuǎn)時對污物產(chǎn)生的沿螺紋方向的剪切力；F4代表螺紋旋轉(zhuǎn)時對污物產(chǎn)生的由下向上的翻轉(zhuǎn)力；V代表刷頭運 動的方向。圖9 表示沿刷頭運動方向剖切的剖面圖。 23代表汲水區(qū)的壓平軸；24代表汲水區(qū)的后軸；25代表汲粒弦的上架托軸；26代 表儲物桶；27代表汲粒弦的下架托軸；28代表水槽里的復(fù)合弦軸；29代表水槽；30代表螺 弦滌液槽；31代表螺弦滌液槽里的復(fù)合弦軸；32代表吸水拋光弦的架托軸；33代表游弦滌 液槽的復(fù)合軸；34代表弦滌液槽；35代表游弦吸水筒(軸)；36代表凈弦繞弦軸；37代表污 弦繞弦軸；38代表清理弦的弦刷；22. 1代表汲粒弦的吸水筒軸；22. 2代表擠壓軸。圖10 表示游弦纏繞在上弦軸和下弦軸上。70代表上弦軸；16. 1,21. 1代表游弦的走向；箭頭符號標(biāo)志弦的走向。圖11 表示螺弦對被擦涂面的摩擦力。39代表弦軸某點；40代表與被擦涂面相切的弦段；41代表被擦涂面；Fq代表弦對 被擦涂面的剪切摩擦力；Fh代表弦對被擦涂面的滑行摩擦力；Fj代表弦對被擦涂面的推擠 摩擦力。圖12 表示汲水弦區(qū)吸水筒和擠壓筒的剖面圖，12-a是吸水筒的縱剖面圖，12-b 是吸水筒的橫剖面圖，12-c是擠壓筒的縱剖面圖。43代表筒的端頭支座；44代表支座軸承；45代表吸水筒錐形孔內(nèi)筒；46代表內(nèi)筒 上的小孔；47代表吸水筒外筒上的小孔；48代表內(nèi)筒上的環(huán)形槽；49代表壓力傳感器；50 代表水位傳感器；51代表抽真空管(或抽氣管)；52代表泵水機；53代表卡環(huán)；54代表內(nèi)孔 式擠壓軸；55代表小齒輪軸；56代表裝在擠壓筒內(nèi)的大齒輪；57代表小齒輪；58代表小齒 輪軸軸承支座；59代表與小齒輪軸連接的動力軟軸；71代表左擠壓筒支座(小齒輪軸左支 座)；72代表右擠壓筒支座(小齒輪軸右支座)。圖13 是吸水區(qū)的橫截面圖，表示汲水弦纏繞在前軸、后軸、壓平軸、吸水筒組成 的立體構(gòu)架上，在擠壓筒的驅(qū)動下循環(huán)運動。60代表擠出的污水；61代表汲水弦；箭頭和“V”代表弦的運行方向；箭頭和“ ω，， 代表弦的轉(zhuǎn)動方向。圖14 是儲液桶(盒)的橫剖面圖，表示儲液桶里裝盛洗滌液或其他功能的液體， 弦通過纏繞儲液桶上的軸后獲取并蘊蓄功能性液體。62代表芯軸；63代表親水柔性軸套；64代表水位傳感器；65代表功能性液體；66 代表供水(液)管；67代表弦；68代表親水柔性填料。圖15 是吸水區(qū)弦變形后的俯視圖，表示端頭處的吸水弦向前伸出與前面的螺弦 圍成一個圍堰區(qū)域，防止沖洗液外溢。73代表向前伸出的端頭弦；74代表原吸水弦；75代表圍堰區(qū)域。圖16 是吸水筒的局部剖面圖，表示在吸水筒的某區(qū)位設(shè)置與之相緊密貼合的擋 風(fēng)瓦。76代表擋風(fēng)瓦。圖17 循軸支架與循軸的關(guān)系圖。85代表安裝于刷頭架上的循軸支架上端，它是中空的剛性桿，其通孔可設(shè)置液相 物質(zhì)流動口，通過該孔向循軸上的弦補給流體；
86代表刷頭架上的下端部分，其豎向桿件部分有與上段桿件對應(yīng)的孔，它插在上段的大孔中，可上下伸縮；87代表上段桿件套接下端桿件的套孔；88代表彈簧，用以調(diào)節(jié)下段桿件的伸縮；89代表下段被套接的部分，往下是分叉，用以安裝擠壓循軸的滾輪；90代表滾輪；91代表循軸，使循軸的橫截面；圖18 表示用循軸替代擦涂架上的剛性軸；40. 1,40. 2,40. 3分別表示纏繞在循軸上的弦；91. 1,914. 2,91. 3分別表示三條替代剛性軸的循軸。圖19 表示循軸之間可以相互疊壓和嵌套。92代表嵌套在內(nèi)側(cè)的循軸；93代表外部的循軸。圖20 表示同一條循軸上可以設(shè)置不同功能的多個功能區(qū)。40. 6,40. 7,40. 8,40. 9分別表示不同的功能區(qū)上的弦。
具體實施例方式下面以制作手持式平面擦洗機為例說明本例適用清水和洗滌液清污，各弦軸采 用剛性軸。螺弦、汲粒弦和軸，弦軸既可以是單條軸，亦可是多條單軸組成的軸柵；柵軸上的 弦可以在一軸纏繞后轉(zhuǎn)移到另一軸繼續(xù)纏繞，也可以在一軸纏繞后向上提起，進入中部的 清掃軸處理等，而后向下繼續(xù)纏該軸或其它軸；弦將洗滌液或水涂料涂抹于底板上，并利 用循環(huán)轉(zhuǎn)動時自身的機械力擦摩底板，形成對底板的縱向揉搓一一或用以擦除底板上的污 物，或用以揉搓涂料粘附在底板上；弦通過纏繞軸與刷頭運行方向形成傾角，增加弦的橫向 推撥力和縱向剪切面范圍；通過多圈纏繞增加弦的工作長度，通過多軸纏繞增加擦涂遍數(shù)。一條弦多次纏繞弦軸，形成相對底板的平行滑動面(或線)，增加了弦的工作長 度；游弦橫向擦摩底板，形成對底板面的橫向揉搓，既可使污物脫離底板，又能使涂料均勻 粘附底板。一、刷頭制作1、根據(jù)具體情況選定該機類型，即是擦洗機還是涂刷機；2、根據(jù)擦涂具體要求和被擦涂面的實際情況，確定刷頭所需的功能區(qū)；本例設(shè)為汲粒區(qū)、游弦初滌區(qū)、螺弦滌洗區(qū)、吸水區(qū)、拭水拋光區(qū)、游弦拋光區(qū)；3、確定螺弦滌洗區(qū)、拭水拋光區(qū)的柵軸條數(shù)；本例設(shè)柵軸為通長軸；4、確定刷頭的底口(擦洗)的平面尺寸，5、根據(jù)被擦涂面污物覆蓋的層度和性質(zhì)、柵軸條數(shù)、底口平面尺寸等因素，選定動 力電機的功率和轉(zhuǎn)速；6、確定弦的走向路線，即一條新弦進入刷頭后，在不同功能區(qū)循環(huán)使用的次數(shù)；本例設(shè)為游弦拋光區(qū)、拭水拋光區(qū)、螺弦滌洗區(qū)、游弦初滌區(qū)共用一弦；汲粒區(qū)單 獨使用一條弦；
7、根據(jù)被擦涂面覆蓋污物的層度和性質(zhì)，確定一條弦纏繞柵軸的圈數(shù)；8、根據(jù)纏繞圈數(shù)和柵軸長度，確定進入刷頭用弦的條數(shù)、配弦方式；本例設(shè)為單弦，η條；9、根據(jù)被擦涂面覆蓋污物的層度和性質(zhì)，確定汲粒區(qū)弦或軸的類型；本例設(shè)汲粒弦軸為條狀圓軸，弦為高壓縮率弦和低壓縮率弦并列的復(fù)合配弦方式，以便形成V字型盲槽；10、根據(jù)被擦涂面的用水(液)情況，確定吸水區(qū)弦軸的配置情況；本例設(shè)為前軸、后軸為實心圓軸，上部設(shè)吸水筒、擠壓筒；11、確定吸水區(qū)弦的配置情況；本例設(shè)為高壓縮率弦和低壓縮率弦并列的間隔復(fù)合配弦方式；12、確定單條弦在刷頭底面上的循環(huán)次序；本例設(shè)為弦進入刷頭——游弦拋光區(qū)——拭水拋光區(qū)在柵軸上先纏繞后部軸，然 后依次向前循環(huán)；螺弦滌洗區(qū)先纏繞前部軸，然后依次向后循環(huán)；弦由后柵軸脫出后循環(huán)進入游弦初滌區(qū)，從游弦軸后部螺弦滌洗區(qū)——游弦初滌 區(qū)；本例設(shè)吸水區(qū)弦(在底口)由后向前循環(huán)；本例設(shè)汲粒弦(在底口)由后部進入，前部穿出，向上循環(huán)；13、根據(jù)上條設(shè)定，在螺弦滌洗區(qū)弦、游弦的入口處，設(shè)滌液盒(桶)；在汲粒弦入 口處，設(shè)清水盒(桶)，在其穿出區(qū)設(shè)存儲桶；在吸水弦穿出區(qū)設(shè)存儲桶，吸水筒中的污水抽 進存儲桶，由吸水弦上刷下的顆粒狀污物收集到存儲桶；在吸水弦、初滌游弦、汲粒弦、洗滌 螺線上部設(shè)毛刷型清掃軸；14、根據(jù)弦、軸、存儲桶、清掃軸的配置情況，確定刷頭的立體尺寸和各部件安裝支 座的位置；15、安裝各部件；二、手柄制作選擇材料，制作適宜的手柄。三、配置獨立設(shè)備選購適宜的電機、真空機、泵水機等設(shè)備。四、動力連接和設(shè)備連接16、將電機動力連接到擠壓軸、清掃軸、污弦軸；如污弦軸牽拉弦的力度不夠，可設(shè) 某螺弦軸為動力軸，作為補充動力；17、將真空機、泵水機管道連接到吸水筒、滌液盒；五、安裝手柄將刷頭安裝在手柄上，獨立設(shè)備也可選擇安裝在手柄上。六、施工操作先使刷頭接觸被擦涂面，再開啟動力，然后利用手柄(或機架)控制擦頭的運動方 向，刷頭上的部分繞線裹帶著洗滌液或涂料等向前行走運動，逐一將被擦涂面清洗并拋光。
權(quán)利要求
一種表面擦涂機，由手柄(或機架)、儲存桶、真空機(或抽風(fēng)機)、泵水機、繞弦軸、電機、刷頭等組成，刷頭安裝在手柄或機架上，其特征在于刷頭的底部由前往后依次設(shè)置感應(yīng)區(qū)、鏟污區(qū)、汲粒區(qū)、初步滌洗區(qū)、螺弦滌洗區(qū)、沖洗區(qū)、吸水區(qū)、拭水拋光區(qū)、游弦拋光區(qū)，刷頭上部設(shè)滌液盒、存儲桶、清理軸等；在感應(yīng)區(qū)設(shè)感應(yīng)元件，鏟污區(qū)設(shè)鏟污軸，汲粒區(qū)設(shè)汲粒弦，初步滌洗區(qū)設(shè)初滌游弦，螺弦滌洗區(qū)設(shè)洗滌螺弦，沖洗區(qū)設(shè)噴水頭，吸水區(qū)設(shè)吸水弦，拭水拋光區(qū)設(shè)干潔螺弦，拋光區(qū)設(shè)拋光游弦；感應(yīng)區(qū)的感應(yīng)元件探測刷頭前方的較大污物或障礙物，通知后臺智能系統(tǒng)(做出動作指令)；鏟污區(qū)的鏟污軸在后臺智能系統(tǒng)的指揮下，開始鏟污工作或向后縮回；汲粒區(qū)的汲粒弦纏繞在汲粒軸上，用自身蘊蓄的水潤濕底板，用水的張力和弦的摩擦力使污物脫離或松動，利用弦上的水膜吸和臨弦的擠壓力裹帶走污物；游弦初滌區(qū)的游弦將自身蘊蓄的洗滌液橫向涂在底板上，利用洗滌液的分子活性配合游弦的剪切力和摩擦力去污；螺弦滌洗區(qū)的螺弦將蘊蓄的洗滌液縱向涂在底板上，利用自身相對底板的縱向運動摩擦力和剪力再配以洗滌液的活性進一步擦洗底板去污，并將污物(污液)帶離刷頭；沖洗區(qū)的噴水頭噴射清水清洗底板；吸水區(qū)的吸水弦利用端頭弦形成圍堰防沖洗水外溢，利用自身與底板的接觸進一步清潔底板，同時利用自身的親水性將水及污物帶離底板；拭水拋光區(qū)的干潔螺弦利用自身較干潔的特點擦拭底板，蘸掉底板上的剩余水分并在后部縱向拋光；游弦拋光區(qū)的游弦利用自身干潔的特點，在橫向?qū)⒌装暹M一步拋光；刷頭上部的儲液盒里盛裝水或洗滌液，弦在盒里蘸取液體；清理軸在刷頭中部或上部將各弦在底板帶上的顆粒、纖維狀污物清理，存入存儲桶中；將刷頭上的部分部件改裝后，即可用于豎向的底板面。
2.如權(quán)利要求1所述的表面擦涂機，其特征在于游弦軸設(shè)在刷頭周邊，并與邊沿成 一定夾角；汲粒弦軸、螺弦軸、汲水弦軸與刷頭的前邊沿平行；汲粒弦軸、汲水弦軸既可是 單柱圓軸又可是多圓柱體組合形成的軸，多柱體軸上的弦能形成呈V字型凹槽的立起的弦 面；游弦軸、汲粒弦軸、螺弦軸可用循軸替代，與刷頭架邊沿呈一定夾角的游弦軸可用沿刷 頭架邊沿設(shè)置的循軸替代，汲粒弦軸、螺弦軸既可單獨使用一個循軸，也可共用一個循軸； 一個刷頭架上可使用多條循軸，循軸之間可以嵌套和疊壓；刷頭儲液盒里的滌軸，它是剛性 芯軸和親水性高壓縮率彈性材料的套筒組成的復(fù)合軸；鏟污軸螺紋，設(shè)正反兩個方向的齒 牙間隔排布。
3.如權(quán)利要求1所述的表面擦涂機，其特征在于刷頭上的汲水弦、汲粒弦、螺弦，可以 用高壓縮率弦和低壓縮率弦相鄰排布同時纏入，在底板處和豎起的弦面上形成盲槽。
4.如權(quán)利要求1所述的表面擦涂機，其特征在于刷頭上的吸水區(qū)，是由下吸水筒的前 軸、后軸、上吸水筒、擠壓筒、清掃軸、汲水弦等組成；前軸、后軸位于下方緊貼底板，上吸水 筒位于上方，三軸形成立體架構(gòu)，汲水弦纏繞其上形成三個弦面，用底弦面擦拭底板并吸收 水分，用前弦面吸附裹帶水分和顆粒物上行；擠壓筒相對略高于吸水筒平行設(shè)置，它利用自 身的旋轉(zhuǎn)動力摩擦帶動汲水弦循環(huán)運動，同時將弦中的水分?jǐn)D出；吸水筒利用內(nèi)部的低壓 將外部水分吸進腔中；清掃軸設(shè)置在前弦面處，清掃弦面上裹帶的污物。
5.如權(quán)利要求1、6所述的表面擦涂機，其特征在于吸水區(qū)的吸水筒，由外筒、錐形腔 內(nèi)筒、擋環(huán)組成，內(nèi)筒外徑等于外筒內(nèi)徑，內(nèi)筒套在外筒內(nèi)；外筒上按一定間隔環(huán)形排布吸 水小孔，內(nèi)筒在外筒小孔對應(yīng)的位置設(shè)環(huán)形槽，在槽中間設(shè)置對應(yīng)的吸水小孔，環(huán)形槽中套 裝擋環(huán)；擋環(huán)外徑稍小于外筒內(nèi)徑，擋環(huán)內(nèi)徑略大于環(huán)形槽內(nèi)徑，重環(huán)在重力的作用下堵住外筒的下部孔，輕環(huán)在浮力作用下堵住外筒上部小孔，使內(nèi)筒腔保持低氣壓狀態(tài)；同時擋環(huán) 還利用自身在重力或浮力作用下的變形增加堵孔的范圍。
6.如權(quán)利要求1所述的表面擦涂機，其特征在于使噴水頭改噴涂抹液，可專門用于涂 抹工作；如不設(shè)噴水區(qū)，將螺弦洗滌區(qū)改為涂刷區(qū)，即將滌液盒改為涂料盒時，也可專門用 于涂抹工作；如不設(shè)噴水區(qū)，將吸水區(qū)的下吸水筒與原擠壓筒置換，擠壓筒與原上吸水筒置 換，泵水機改為供涂抹液的機時，也可專門用于涂抹。
7.如權(quán)利要求1所述的表面擦涂機，其特征在于刷頭上的游弦、螺弦、汲水弦、汲粒 弦，各弦均具有擦涂能力，單獨使用其中一弦或組合使用其中兩弦或多弦，即可組成功能較 為全面的刷頭；新來自繞線軸上的干潔的弦，進入刷頭架后，可在不同的功能區(qū)連續(xù)使用， 先纏入游弦軸用于游弦拋光區(qū)，再纏入螺弦軸或汲水弦軸，循環(huán)用于拭水拋光區(qū)，再纏入螺 弦軸循環(huán)用于螺弦洗滌區(qū)，再用于游弦初滌區(qū)。
全文摘要
一種表面擦涂機，尤其是對光面擦洗或涂刷的機械，用刷頭配以手柄或機架等組成機器。常用機型由手柄(或機架)、儲存桶、真空機(或抽風(fēng)機)、泵水機、繞弦軸、電機、刷頭七部分組成，具有擦洗、涂刷、拋光等多種功能。刷頭底口部為格柵式排列的繞線軸，能形成平面或順緩面等工作面，利用繞線和被擦涂面的相對運動實施擦涂；該機施工死角小，多種工序一次完成。
文檔編號B08B3/00GK101811120SQ20091025386
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月1日
發(fā)明者張旸斌 申請人:張旸斌