專利名稱：高層建筑自動清洗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于清洗建筑外墻的設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)對于建筑外墻的清洗均采用人工，具體方式有以下幾種:
1、高處吊板(繩方式):工人運用吊板(繩)下滑到指定位置進行施工操作。此施工方式具有方便、靈活，安全系數(shù)較高等特點。同時，占用資源較小，能在最大限度內(nèi)減少對業(yè)主日常工作、生活影響。2、吊籃方式:在樓頂架設(shè)吊籃將工人運送到指定位置進行施工操作。此施工方式清洗效率較低，成本較高。3、高空蜘蛛車:運用蜘蛛車、升降車等平臺設(shè)備將工人運送到指定位置進行施工操作。此施工方式局限性較大，一般適用于36米以下高難度工程。因成本較高，很少采用。4、軌道擦窗機:部分高樓修建時預(yù)留軌道擦窗機，此施工方式同吊籃方式，但便于移動。以上幾種方式都需要將人員置于高空，存在安全隱患，而且費用高，通常都是一年左右做一次整體清洗，很難做到隨時清洗。5、室內(nèi)雙面擦方式:部分玻璃外窗清洗采用雙面磁性玻璃刮，此方式可于室內(nèi)操作，但效率較低，可靠性差，南方使用較多。由于磁力強度原因，對中空雙層玻璃幾乎無作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題:針對上述采用人工清洗建筑外墻存在的問題，提供了一種用于清洗建筑外墻的自動清洗機。本發(fā)明技術(shù)方案:
一種高層建筑自動清洗機，包括箱體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、清洗作業(yè)裝置和吸附裝置，吸附裝置包括吸盤結(jié)構(gòu)和抽氣裝置，清洗作業(yè)裝置安裝在吸盤結(jié)構(gòu)內(nèi)部，配置有遙控系統(tǒng)。吸盤結(jié)構(gòu)的裙邊為氣囊，氣囊安裝在固定板下方，固定板上端連接導(dǎo)桿，導(dǎo)桿插在箱體連接結(jié)構(gòu)的安裝孔中，箱體連接結(jié)構(gòu)安裝在箱體結(jié)構(gòu)上，導(dǎo)桿外套有彈簧，固定板和箱體結(jié)構(gòu)之間通過密封套連接。在吸盤結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置壓力傳感器。抽氣裝置采用離心抽風(fēng)機。箱體結(jié)構(gòu)的側(cè)面安裝有越障輪組，每個越障輪組由3個呈正三角形排布的輪子組成。清洗作業(yè)裝置包括轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)刷中央的噴霧噴嘴、轉(zhuǎn)刷兩側(cè)的刮板以及供水儲水裝置。在箱體結(jié)構(gòu)的一側(cè)設(shè)置污水收集箱，并在污水收集箱中設(shè)置濾網(wǎng)和循環(huán)泵。
設(shè)置有隨動小車，隨動小車中安裝有卷揚機構(gòu)，通過鋼繩和清洗機箱體連接 本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明可代替人工清洗建筑外墻，不需要太多的防護措施，沒有施工危險，也不受時間限制。2.全方位越障車輪組:機械實現(xiàn)簡單，承載能力大，越障能力強，在牽引力拉動下課實現(xiàn)壁面裝置任意方向、任意位置的移動。輪式移動機構(gòu)轉(zhuǎn)向靈活、運動速度快。特殊設(shè)計的具有越障功能的全方位車輪，能夠保證壁面裝置本體在壁面上自由移動和翻越<50mm的窗框類障礙。3.由于建筑壁面裝飾材料的多樣性，并且大多數(shù)為非導(dǎo)磁材料(如瓷磚、涂料等)，考慮清洗系統(tǒng)的使用范圍和技術(shù)可行性，采用抽氣負(fù)壓吸附方式是一種合理可行的方式。單吸盤結(jié)構(gòu)簡單，控制容易，可以連續(xù)作業(yè)，從而提高清洗系統(tǒng)的作業(yè)效率。構(gòu)想使用了具有良好壁面適應(yīng)能力的吸盤結(jié)構(gòu)，采用彈簧和氣囊組合的密封機構(gòu)，保證吸盤與壁面之間的的良好貼合，利用吸盤彈性裙邊的變形可以較好地適應(yīng)壁面的凹凸不平，保證吸盤與壁面可靠密封，維持吸盤內(nèi)與外界的足夠大壓差。5.提出并實施了集刷洗、刮洗、沖洗為一體的作業(yè)方式，較單一的沖洗或刷洗更能徹底清潔壁面，整個清洗系統(tǒng)安裝在真空盤內(nèi)，利用吸盤內(nèi)外的壓力差保證清洗后的污水不會從真空吸盤和壁面之間的縫隙滲出而再次污染壁面，利用污水儲存箱和真空吸盤的高度差，污水能自動流入與真空吸盤腔相連的密封儲存箱中，達到污水自動回收目的。在吸盤內(nèi)安裝一個壓力傳感器，當(dāng)清洗裝置隨壁面裝置本體翻越障礙物時，控制噴嘴噴水，防止污水噴出對壁面的污染。


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圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為壁面裝置本體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為吸附裝置的密封結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為隨動小車結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
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實施例:
為實現(xiàn)高層建筑壁面自動清洗系統(tǒng)的清洗作業(yè)功能，對高層建筑壁面自動清洗系統(tǒng)提出的具體要求如下:
吸附方式:抽氣負(fù)壓吸附，以適應(yīng)混泥土、瓷磚、玻璃等各種材料的壁面
移動機構(gòu):吊索牽引
爬行速度:12m/min
爬行高度:0 500m
控制系統(tǒng):地面遙控盒操作
驅(qū)動和安全保險裝置:屋頂隨動小車
清洗作業(yè)裝置:配備有清洗各種材質(zhì)壁面的噴嘴、轉(zhuǎn)刷、刮板，采用沖洗+轉(zhuǎn)刷刷洗+刮板刮洗聯(lián)合作用的清洗作業(yè)方式，并能夠自動回收污水。清洗效率:110m2/h越障能力:移動是能夠跨越50_左右的窗框類障礙 系統(tǒng)小型、輕量化
為實現(xiàn)清洗系統(tǒng)高效率清洗壁面，清洗系統(tǒng)具有在壁面上的吸附和移動功能，同時還要有清洗作業(yè)功能，所以本發(fā)明包括壁面裝置本體、遙控系統(tǒng)、清洗作業(yè)裝置、驅(qū)動和安全保險裝置四大部分。壁面裝置本體由箱體結(jié)構(gòu)1、越障輪組和吸附裝置3組成，吸附裝置33采用單吸盤負(fù)壓吸附方式，吸盤結(jié)構(gòu)的裙邊為氣囊37，氣囊37安裝在固定板35下方，固定板35上端連接導(dǎo)桿32，導(dǎo)桿32插在箱體結(jié)構(gòu)I的安裝孔中，導(dǎo)桿32外套有彈簧33，固定板35和箱體結(jié)構(gòu)I之間通過密封套34連接。箱體結(jié)構(gòu)I的側(cè)面安裝有越障輪組11，每個越障輪組11由3個呈正三角形排布的輪子組成。在清洗系統(tǒng)作業(yè)移動過程中，吸盤與壁面形成一個密封腔，通過抽氣裝置在該密封腔內(nèi)形成一定的真空度，利用吸盤內(nèi)外的壓力差提供對壁面的吸附力。產(chǎn)生一定真空度有真空泵法、射流器法等，采用射流器法需要額外的供氣裝置，不利于高層建筑壁面清洗系統(tǒng)的小型化和輕量化，所以選用真空泵法，安裝在壁面裝置箱體壁上的高速離心式風(fēng)機產(chǎn)生負(fù)壓。這種高速風(fēng)機排氣量大、真空度高,每分鐘的排氣量大于2.8m ，真空負(fù)壓大于15kPa。實現(xiàn)負(fù)壓吸附的關(guān)鍵不在于真空負(fù)壓的產(chǎn)生，而是在于負(fù)壓的維持，密封裝置的功能正是維持吸盤內(nèi)的負(fù)壓。高層建筑的壁面瓷磚之間具有一定的縫隙和突起、壁面上有時有凹凸不平的障礙，高層建筑壁面清洗系統(tǒng)要能夠安全平穩(wěn)的進行清洗作業(yè)，密封機構(gòu)必須具有良好的自適應(yīng)能力。彈性氣囊37式密封機構(gòu)能夠較好的解決這個問題。這種密封機構(gòu)由氣囊37密封裙和彈簧33組成，滿足密封所需的適應(yīng)能力，氣囊37密封裙由表面涂有耐磨材料的自行車內(nèi)胎組成，利用氣囊37的微小變形適應(yīng)壁面的小凹凸。氣囊37密封裙與壁面作相對滑動時要求兩者之間的摩擦力盡可能小，因此，對耐磨涂層材料的選擇有一定的要求:耐磨性好、與瓷磚玻璃等的摩擦系數(shù)小、柔韌性好。清洗作業(yè)裝置4是進行壁面清洗作業(yè)的具體執(zhí)行機構(gòu)，由供水裝置、噴霧噴嘴14、轉(zhuǎn)刷13、刮板、污水儲存箱5等機構(gòu)組成。從提高清洗效率和效果的角度考慮，采用高壓沖洗、轉(zhuǎn)刷刷洗和刮板刮洗聯(lián)合作業(yè)的清洗作業(yè)方式，為防止清洗后形成的污水再次污染壁面，必須及時回收污水，從污水回收和機構(gòu)的緊湊角度考慮，把清洗作業(yè)裝置4直接放置在負(fù)壓吸盤內(nèi)，由于吸盤內(nèi)外存在壓力差，清洗后形成的污水不會從吸盤與壁面之間的縫隙流出，而通過排水管流入安裝在壁面裝置本體的箱壁上的污水儲存箱5中。而當(dāng)清洗裝置隨壁面裝置本體翻越障礙物時，此時要控制噴嘴噴水，在吸盤內(nèi)安裝一個壓力傳感器，當(dāng)吸盤內(nèi)氣壓大幅升高時噴嘴自動停止噴水，而吸盤內(nèi)氣壓降低至清洗工作時的壓力時噴嘴又開始自動噴水(即翻越障礙時，吸盤離開壁面，空氣進入，氣壓升高；越過障礙吸盤從新貼緊壁面產(chǎn)生負(fù)壓)。由電動機通過同步齒形帶帶動轉(zhuǎn)刷13旋轉(zhuǎn)，對壁面進行刷洗，除去附著力較大的污垢，轉(zhuǎn)刷13的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該與驅(qū)動裝置2牽引壁面裝置本體移動速度相匹配，同時通安裝在轉(zhuǎn)刷13內(nèi)的噴霧噴嘴14對壁面進行沖洗和浸潤，除去壁面上附著力較小的污垢，為提高沖洗效果，由高壓清洗機提供高壓水(或水 基清洗劑)。安裝在吸盤內(nèi)的刮板可以刮干凈殘留在壁面上的液滴，并引導(dǎo)污水，通過排水管排入污水儲存箱5。污水收集箱設(shè)在箱體結(jié)構(gòu)I的下側(cè)，并在污水收集箱中設(shè)置濾網(wǎng)和循環(huán)泵，循環(huán)利用一部分污水。
驅(qū)動和安全保險裝置主要包括屋頂隨動小車24、卷揚機構(gòu)21和鋼絲繩等幾部分，隨動小車24上安裝有桁架22和滑輪23。由小車?yán)锏碾妱訖C帶動卷揚機來牽引壁面裝置本體的上下移動，而隨動小車24的左右移動又能帶動壁面裝置本體的左右移動。同時它承受裝置本體的重量和屋頂懸掛下來的水管及電纜的重量，起到安全保險的作用。為適應(yīng)不同的屋檐突出，并能夠在相鄰壁面之間連續(xù)移動，采用桁架22傾斜角可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)形式。驅(qū)動和安全保險裝置安裝子樓頂上，可由地面工作人員通過遙控盒控制隨動車的移動和鋼絲繩的收放，也可由樓頂?shù)墓ぷ魅藛T通過手動操縱盒控制。驅(qū)動安全保險裝置在電氣控制上必須保證各個傳感器開關(guān)之間的互鎖，保證卷揚電機剎車打開于電機啟動之后，在機械上采用蝸輪桿傳動結(jié)構(gòu)，保證反向轉(zhuǎn)動的自鎖。遙控系統(tǒng)采用雙通道無線射頻遙控，主要包括無線射頻通訊裝置和功能控制裝置，遙控距離不低于500m。其主要功能是通過地面或屋頂遙控操作盒操作，控制清洗系統(tǒng)在壁面的吸附、驅(qū)動控制和清洗作業(yè)控制。具體控制對象包括:
I)驅(qū)動安全保險裝置控制:隨動小車24驅(qū)動電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向控制；制動器、轉(zhuǎn)向離合器的通、斷控制；卷揚機構(gòu)21絞車的速度控制；變幅絞車的啟動、關(guān)閉和調(diào)速。2)清洗系統(tǒng)吸附系統(tǒng)和清洗裝置的控制:真空泵的開閉、調(diào)速；高壓清洗機的啟動、停止；轉(zhuǎn)刷的旋轉(zhuǎn)和停止。遙控系統(tǒng)的具體要求:
I)遙控裝置小型、輕量化、高可靠性。2)通過遙控盒調(diào)節(jié)卷揚絞車的速度，即為壁面裝置本體和清洗裝置的移動速度，壁面裝置本體最大移動速度為12m/min，工作移動速度為6m/min。有遙控盒上對應(yīng)的功能按鈕控制控制絞車電機的轉(zhuǎn)速，同時控制屋頂隨動小車驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向以及制動器、轉(zhuǎn)向離合器，實現(xiàn)壁面裝置本體在壁面上的全方位的移動。3)通過遙控盒控制抽風(fēng)機的啟動、停止和調(diào)速，實現(xiàn)壁面裝置本體可靠貼附在壁面上，保證氣囊37密封裙與壁面良好的貼合。4)通過遙控盒控制高壓清洗機開關(guān)、轉(zhuǎn)刷電機的開關(guān)和調(diào)速，使清洗系統(tǒng)完成壁面清洗任務(wù)。5)遙控系統(tǒng)應(yīng)有恰當(dāng)?shù)娜哂?，保證遙控操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能通過冗余系統(tǒng)把壁面裝置本體安全放至地面進行維修。清洗系統(tǒng)遙控系統(tǒng)的設(shè)計遵循可靠、小型化、輕量化、便于操作維護的設(shè)計思想，遙控接收系統(tǒng)直接安裝在壁面裝置本體上，隨壁面裝置本體一起上下運動使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更緊密，結(jié)構(gòu)上采取防水密封。
權(quán)利要求
1.一種高層建筑自動清洗機，包括箱體結(jié)構(gòu)(I)、驅(qū)動裝置(2)、清洗作業(yè)裝置(4)和吸附裝置(3)，其特征在于:吸附裝置(3)包括吸盤結(jié)構(gòu)和抽氣裝置，清洗作業(yè)裝置(4)安裝在吸盤結(jié)構(gòu)內(nèi)部，配置有遙控系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:吸盤結(jié)構(gòu)的裙邊為氣囊(37)，氣囊(37)安裝在固定板(35)下方，固定板(35)上端連接導(dǎo)桿(32)，導(dǎo)桿(32)插在箱體連接結(jié)構(gòu)(31)的安裝孔中，箱體連接結(jié)構(gòu)(31)安裝在箱體結(jié)構(gòu)(I)上；導(dǎo)桿(32)外套有彈簧(33)，固定板(35)和箱體連接結(jié)構(gòu)(31)之間通過密封套(34)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:在吸盤結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:抽氣裝置采用離心抽風(fēng)機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:箱體結(jié)構(gòu)(I)的側(cè)面安裝有越障輪組(11)，每個越障輪組(11)由3個呈正三角形排布的輪子組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:清洗作業(yè)裝置(2)包括轉(zhuǎn)刷(13)、轉(zhuǎn)刷中央的噴霧噴嘴(14)、轉(zhuǎn)刷兩側(cè)的刮板以及供水儲水裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:在箱體結(jié)構(gòu)(I)的一側(cè)設(shè)置污水收集箱(5)，并在污水收集箱中設(shè)置濾網(wǎng)和循環(huán)泵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高層建筑自動清洗機，其特征在于:驅(qū)動裝置(I)為隨動小車(24)，隨動小車(24)中安裝有卷揚機構(gòu)(21)，通過鋼繩和清洗機的箱體結(jié)構(gòu)(I)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了種高層建筑自動清洗機，包括箱體結(jié)構(gòu)(1)、驅(qū)動裝置(2)、清洗作業(yè)裝置(4)和吸附裝置(3)，其特征在于吸附裝置(3)包括吸盤結(jié)構(gòu)和抽氣裝置，清洗作業(yè)裝置(4)安裝在吸盤結(jié)構(gòu)內(nèi)部，配置有遙控系統(tǒng)。本發(fā)明可代替人工清洗建筑外墻，不需要太多的防護措施，沒有施工危險，也不受時間限制。
文檔編號A47L11/40GK103110396SQ20131007759
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月12日
發(fā)明者王華東, 王自勤, 杜飛龍, 孟忠良 申請人:貴州大學(xué)