[发明专利]一种能够实现原地转向的吸附式壁面清洁装置

说明书

本发明属于壁面清洁领域，具体涉及一种能够实现原地转向的吸附式壁面清洁装置，包括移动与转向装置10、壁面吸附装置11、壁面清洁装置13。移动转向装置10为履带机构12，采用链传动；同时为解决原地转向的问题，发明了一种内外分离式的履带底盘设计，在外底盘不动的情况下，通过旋转内部的履带底盘10完成转向。为了使壁面清洁装置能够适应更多的壁面情况，吸附装置使用的是负压风机8，风机的叶轮7为半开式离心叶轮，为了给风机提供高转速，本产品的电机采用了空心杯电机6，由于空心杯电机6的转矩较小，在这里通过转矩串联控制的方法来提高电机的转矩；壁面清洁装置采用分布在整机四周的纤维布9，可以有效地清洁边角部分，也可以擦掉移动装置留下的痕迹。

技术领域

本发明涉及一种能够实现原地转向的吸附式壁面清洁装置，属于自动化壁面清洁领域。

背景

随着城市现代化发展，特别是高层建筑的兴起，以玻璃壁面为代表的壁面结构逐渐演绎成华丽的“城市外衣”，由此衍生出繁重的壁面清洁任务，许多国家已对建筑壁面的清洗要求做出了明确规定。另一方面，越来越奇特的建筑结构使清洗的难度成倍增加，甚至采用传统的清洗方法已无能为力。人们不得不寻找新的解决方法。

目前壁面清洁的方法主要有两种，一种是靠升降平台或吊篮承载清洁工进行玻璃幕墙的清洗，虽简便易行，但劳动强度大，工作效率又低，属于高空极限作业对人身安全及玻璃壁面都有很大的威胁性。目前一些国家和地区已经通过立法对包括擦窗作业在内的人工高空攀爬进行了限制。另一种是用安装在楼顶的轨道及吊索系统将擦窗机对准窗户进行自动擦洗。这种方式初次投资成本较高，而且要求在建筑物设计之初就要考虑擦窗系统，因而限制了其使用，急需一种能代替人而又有一定灵活性和适用性的自动机器来完成这项工作。

综上所述，壁面清洁装置市场前景广阔，同类产品纷纷问世，然而，目前市面上的壁面清洁装置有着一个致命的缺陷，即在装置的移动转向装置中，均采用在外机架不动的情况下仅依靠移动装置的某种动作来实现转向，这样的转向方式就会造成装置的移动轨迹呈现一个弧线形，就会在拐角处留下清洁死角

发明内容

本发明涉及一种能够实现原地转向的吸附式壁面清洁装置。

在该吸附式壁面清洁装置的组成结构中，组成部分可分为：移动转向装置10、壁面吸附装置11、壁面清洁装置13和控制电路四个部分。本发明主要针对移动转向装置10、壁面吸附装置11、壁面清洁装置 13作为重点内容进行介绍。

本产品采用如图2所示的这种布局形式。其中11为壁面吸附装置，位于整台机器的正中心，有利于提供均衡的吸附力；12为壁面移动转向装置，由互相平行的两个部分组成，分布在壁面吸附装置11的两侧且距离相等，有利于提供平稳的移动特性；13为壁面清洁装置，采用整体式的设计并分布在整机的四周，可以有效地清洁边角部分，如窗户的边框和拐角处、玻璃门的门把手部位，也可以擦掉移动装置留下的痕迹。

对于移动装置，可以实现壁面移动的方式有很多种，如双轮、四轮机构，同步带机构，履带机构，多足行走机构，蠕动机构，绳索牵引机构等等，但并不都适合于吸附式壁面清洁装置。所以我们对各类机构进行分析发现履带机构具有：接触面积大对壁面压强小、可适应多种壁面情况、控制方式简单、具有一定的刚度强度，可以承载更大的牵引力、防滑能力强，运行平稳、移动速度适中，移动灵活，移动范围大等优点，所以本发明决定采用履带机构12作为壁面清洁机器人的移动装置。同时，设计履带从动轮轴的轴承孔不是圆形孔而是长孔，因为清洁装置清洁墙面的过程中难免卷入污物，长孔设计可以使使用者不必拆开整个装置外壳就能取出履带，只需通过长孔拆下履带链一个链节即可完整取出。

本发明选择的是风机吸附方案。首先，风机吸附可在任何平整墙面吸附，与磁吸附相比可以不受壁厚限制。并且不与壁面接触，避免了粘性材料吸附时会弄脏墙面的缺点。同时移动时阻力小，相较吸盘吸附和粘性材料吸附，效率更高。