[發明專利]一種能夠實現原地轉向的吸附式壁面清潔裝置

在審

• 申請號: 201811257288.5
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109394077A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 劉炳成;張萌萌;袁天萌
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: A47L11/02
• 分類號: A47L11/02;A47L11/28;A47L11/40
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明屬于壁面清潔領域，具體涉及一種能夠實現原地轉向的吸附式壁面清潔裝置，包括移動與轉向裝置10、壁面吸附裝置11、壁面清潔裝置13。移動轉向裝置10為履帶機構12，采用鏈傳動；同時為解決原地轉向的問題，發明了一種內外分離式的履帶底盤設計，在外底盤不動的情況下，通過旋轉內部的履帶底盤10完成轉向。為了使壁面清潔裝置能夠適應更多的壁面情況，吸附裝置使用的是負壓風機8，風機的葉輪7為半開式離心葉輪，為了給風機提供高轉速，本產品的電機采用了空心杯電機6，由于空心杯電機6的轉矩較小，在這里通過轉矩串聯控制的方法來提高電機的轉矩；壁面清潔裝置采用分布在整機四周的纖維布9，可以有效地清潔邊角部分，也可以擦掉移動裝置留下的痕跡。

技術領域

本發明涉及一種能夠實現原地轉向的吸附式壁面清潔裝置，屬于自動化壁面清潔領域。

背景

隨著城市現代化發展，特別是高層建筑的興起，以玻璃壁面為代表的壁面結構逐漸演繹成華麗的“城市外衣”，由此衍生出繁重的壁面清潔任務，許多國家已對建筑壁面的清洗要求做出了明確規定。另一方面，越來越奇特的建筑結構使清洗的難度成倍增加，甚至采用傳統的清洗方法已無能為力。人們不得不尋找新的解決方法。

目前壁面清潔的方法主要有兩種，一種是靠升降平臺或吊籃承載清潔工進行玻璃幕墻的清洗，雖簡便易行，但勞動強度大，工作效率又低，屬于高空極限作業對人身安全及玻璃壁面都有很大的威脅性。目前一些國家和地區已經通過立法對包括擦窗作業在內的人工高空攀爬進行了限制。另一種是用安裝在樓頂的軌道及吊索系統將擦窗機對準窗戶進行自動擦洗。這種方式初次投資成本較高，而且要求在建筑物設計之初就要考慮擦窗系統，因而限制了其使用，急需一種能代替人而又有一定靈活性和適用性的自動機器來完成這項工作。

綜上所述，壁面清潔裝置市場前景廣闊，同類產品紛紛問世，然而，目前市面上的壁面清潔裝置有著一個致命的缺陷，即在裝置的移動轉向裝置中，均采用在外機架不動的情況下僅依靠移動裝置的某種動作來實現轉向，這樣的轉向方式就會造成裝置的移動軌跡呈現一個弧線形，就會在拐角處留下清潔死角

發明內容

本發明涉及一種能夠實現原地轉向的吸附式壁面清潔裝置。

在該吸附式壁面清潔裝置的組成結構中，組成部分可分為：移動轉向裝置10、壁面吸附裝置11、壁面清潔裝置13和控制電路四個部分。本發明主要針對移動轉向裝置10、壁面吸附裝置11、壁面清潔裝置 13作為重點內容進行介紹。

本產品采用如圖2所示的這種布局形式。其中11為壁面吸附裝置，位于整臺機器的正中心，有利于提供均衡的吸附力；12為壁面移動轉向裝置，由互相平行的兩個部分組成，分布在壁面吸附裝置11的兩側且距離相等，有利于提供平穩的移動特性；13為壁面清潔裝置，采用整體式的設計并分布在整機的四周，可以有效地清潔邊角部分，如窗戶的邊框和拐角處、玻璃門的門把手部位，也可以擦掉移動裝置留下的痕跡。

對于移動裝置，可以實現壁面移動的方式有很多種，如雙輪、四輪機構，同步帶機構，履帶機構，多足行走機構，蠕動機構，繩索牽引機構等等，但并不都適合于吸附式壁面清潔裝置。所以我們對各類機構進行分析發現履帶機構具有：接觸面積大對壁面壓強小、可適應多種壁面情況、控制方式簡單、具有一定的剛度強度，可以承載更大的牽引力、防滑能力強，運行平穩、移動速度適中，移動靈活，移動范圍大等優點，所以本發明決定采用履帶機構12作為壁面清潔機器人的移動裝置。同時，設計履帶從動輪軸的軸承孔不是圓形孔而是長孔，因為清潔裝置清潔墻面的過程中難免卷入污物，長孔設計可以使使用者不必拆開整個裝置外殼就能取出履帶，只需通過長孔拆下履帶鏈一個鏈節即可完整取出。

本發明選擇的是風機吸附方案。首先，風機吸附可在任何平整墻面吸附，與磁吸附相比可以不受壁厚限制。并且不與壁面接觸，避免了粘性材料吸附時會弄臟墻面的缺點。同時移動時阻力小，相較吸盤吸附和粘性材料吸附，效率更高。