一种滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置.pdf

本发明公开了一种滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，包括姿态调整装置(1)和洗刷装置(2)；姿态调整装置包括一级摆动机构(12)、二级摆动机构(17)和三级摆动机构(19)，主连杆座(13)、两件连杆(14)和副连杆座(16)共同组成的一个平行四边形四连杆变幅机构；洗刷装置包括滚刷支架(21)、滚刷(22)、滚刷驱动机构(23)、挡水罩(24)和喷水管(25)，滚刷支架底端固定连接在三级摆动机构上。本滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置通过控制各摆动机构及四连杆变幅机构实现多自由度调节，便于收纳，能够实现小空间内的多自由度调节，能够满足不同的工况下的洗刷作业，操作简单、作业方便。

权利要求书1.  一种滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，包括姿态调整装置(1)和洗刷装置(2)；洗刷装置(2)包括滚刷支架(21)、滚刷(22)、滚刷驱动机构(23)、挡水罩(24)和喷水管(25)，滚刷支架(21)呈“U”形，滚刷(22)架设在滚刷支架(21)的“U”形结构内部，包括刷毛和滚刷轴，滚刷驱动机构(23)安装在滚刷(22)的滚刷轴的一端，挡水罩(24)截面呈弧形结构，安装在滚刷支架(21)上，挡水罩(24)沿滚刷(22)的滚刷轴的轴向方向上的长度大于滚刷(22)的刷毛沿滚刷(22)的滚刷轴的轴向方向上的长度，喷水管(25)沿滚刷(22)的滚刷轴的轴向方向安装在挡水罩(24)的两个顶端，喷水管(25)上均布设有喷嘴，喷嘴与喷水管(25)贯通；其特征在于，所述的姿态调整装置(1)包括调平托架(11)、一级摆动机构(12)、主连杆座(13)、连杆(14)、连杆变幅油缸(15)、副连杆座(16)、二级摆动机构(17)、摆动座(18)和三级摆动机构(19)；调平托架(11)一端与伸缩节臂或折叠臂(3)的末节顶端铰接连接，伸缩节臂或折叠臂(3)上设有调平液压缸，调平液压缸一端铰接连接于调平托架(11)，另一端铰接连接在伸缩节臂或折叠臂(3)上；一级摆动机构(12)的旋转轴沿垂直于调平托架(11)一端与伸缩节臂或折叠臂(3)的末节铰接方向的方向固定连接于调平托架(11)的另一端；主连杆座(13)固定连接在一级摆动机构(12)上；连杆(14)设置为两件，两件连杆(14)平行设置并分别一端铰接连接于主连杆座(13)，另一端铰接连接于副连杆座(16)，主连杆座(13)、两件连杆(14)和副连杆座(16)共同组成平行四边形四连杆机构；连杆变幅油缸(15)设置于平行四边形四连杆机构的对角线上，一端铰接连接于主连杆座(13)，另一端铰接连接于副连杆座(16)；二级摆动机构(17)固定连接于副连杆座(16)、且二级摆动机构(17)的旋转轴线与一级摆动机构(12)的旋转轴线平行设置；摆动座(18)与二级摆动机构(17)的旋转轴固定连接；三级摆动机构(19)的旋转轴沿垂直于二级摆动机构(17)的旋转轴的方向固定连接在摆动座(18)上；所述的滚刷支架(21)“U”形底端固定连接在三级摆动机构(19)上。2.  根据权利要求1所述的滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，其特征在于，所述的主连杆座(13)和副连杆座(16)设置成的三角形结构，主连杆座(13)和副连杆座(16)对称设置，三角形结构的主连杆座(13)的一个顶点固定连接在一级摆动机构(12)上，另两个顶点分别铰接连接连杆(14)，三角形结构的副连杆座(16)的一个顶点固定连接在二级摆动机构(17)上，另两个顶点分别铰接连接连杆(14)。3.  根据权利要求1或2所述的滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，其特征在于，所述的一级摆动机构(12)、二级摆动机构(17)和三级摆动机构(19)是液压马达。4.  根据权利要求1或2所述的滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，其特征在于，所述的挡水罩(24)底端连通有废水回收水管，废水回收水管另一端设置在清洗车的底盘上并管口低垂靠近地面。5.  根据权利要求1或2所述的滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，其特征在于，所述的挡水罩(24)的弧形结构的圆心角大于180°、小于270°。6.  根据权利要求1或2所述的滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，其特征在于，所述的挡水罩(24)的弧形结构面上设置弧形齿条，所述的滚刷支架(21)上对应位置设有驱动机构和与弧形齿条配合的齿轮。

说明书一种滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置
技术领域
本发明涉及一种姿态调整装置及滚刷装置，具体是一种滚刷式清洗设备的姿态调整装置及滚刷装置，属于滚刷式清洗设备技术领域。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，车辆交通流量的高速增加，城市内的立交桥、环城高架桥及穿山隧道、过江隧道或穿湖隧道的数量日益增多，车辆排出的大量尾气中的油污和高速通过的行驶车辆卷起的大量扬尘混合在一起最终附着在墙面、隔音屏及护栏上，日积月累就形成明显的污渍，污渍不仅会影响美观，而且会影响照明效果，严重的甚至影响驾驶员视线进而影响行车安全，通常需要对墙面、隔音屏及护栏进行定期清洗维护，清除污渍。
墙面清洗车是用于城市道路立面的清洁维护工作的特种车辆，是隧道墙面和隔音屏清洗维护作业的首选设备，由于采用滚刷清洗方式的墙面清洗车具有作业性能好、作业效率高、单次有效作业时间和里程长、运行成本低等优点，因此现有的墙面清洗车大多采用滚刷清洗方式，一般包括汽车车体总成、折叠臂和洗刷装置总成等，通过液压驱动装置驱动折叠臂能够升高或降低，进而实现洗刷装置总成的洗刷高度变化，通过液压驱动装置驱动洗刷装置总成可以水平转动方向从而实现多个方向进行洗刷。
目前滚刷的姿态调整多使用连杆配合油缸形式的变幅机构，其结构复杂，收纳后占用空间大，且很难实现小空间内的多自由度调节，使滚刷清洗设备的洗刷方式单一，进而导致为了满足不同的工况需要采用不同结构形式的变幅机构及滚刷清洗装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置，结构简单，便于收纳，能够实现小空间内的多自由度调节，能够满足不同的工况下的洗刷作业，操作简单、作业方便。
为实现上述目的，本滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置包括姿态调整装置和洗刷装置；
所述的姿态调整装置包括调平托架、一级摆动机构、主连杆座、连杆、连杆变幅油缸、副连杆座、二级摆动机构、摆动座和三级摆动机构；
调平托架一端与伸缩节臂或折叠臂的末节顶端铰接连接，伸缩节臂或折叠臂上设有调平液压缸，调平液压缸一端铰接连接于调平托架，另一端铰接连接在伸缩节臂或折叠臂上；
一级摆动机构的旋转轴沿垂直于调平托架一端与伸缩节臂或折叠臂的末节铰接方向的方向固定连接于调平托架的另一端；
主连杆座固定连接在一级摆动机构上；
连杆设置为两件，两件连杆平行设置并分别一端铰接连接于主连杆座，另一端铰接连接于副连杆座，主连杆座、两件连杆和副连杆座共同组成平行四边形四连杆机构；
连杆变幅油缸设置于平行四边形四连杆机构的对角线上，一端铰接连接于主连杆座，另一端铰接连接于副连杆座；
二级摆动机构固定连接于副连杆座、且二级摆动机构的旋转轴线与一级摆动机构的旋转轴线平行设置；
摆动座与二级摆动机构的旋转轴固定连接；
三级摆动机构的旋转轴沿垂直于二级摆动机构的旋转轴的方向固定连接在摆动座上；
所述的洗刷装置包括滚刷支架、滚刷、滚刷驱动机构、挡水罩和喷水管；
滚刷支架呈“U”形，其“U”形底端固定连接在三级摆动机构上；
滚刷架设在滚刷支架的“U”形结构内部，包括刷毛和滚刷轴；
滚刷驱动机构安装在滚刷的滚刷轴的一端；
挡水罩截面呈弧形结构，安装在滚刷支架上，挡水罩沿滚刷的滚刷轴的轴向方向上的长度大于滚刷的刷毛沿滚刷的滚刷轴的轴向方向上的长度；
喷水管沿滚刷的滚刷轴的轴向方向安装在挡水罩的两个顶端，喷水管上均布设有喷嘴，喷嘴与喷水管贯通。
作为本发明的进一步改进方案，所述的主连杆座和副连杆座设置成的三角形结构，主连杆座和副连杆座对称设置，三角形结构的主连杆座的一个顶点固定连接在一级摆动机构上，另两个顶点分别铰接连接连杆，三角形结构的副连杆座的一个顶点固定连接在二级摆动机构上，另两个顶点分别铰接连接连杆。
作为本发明的优选方案，所述的一级摆动机构、二级摆动机构和三级摆动机构是液压马达。
作为本发明的进一步改进方案，所述的挡水罩底端连通有废水回收水管，废水回收水管另一端设置在清洗车的底盘上并管口低垂靠近地面。
作为本发明的进一步改进方案，所述的挡水罩的弧形结构的圆心角大于180°、小于270°。
作为本发明的优选方案，所述的挡水罩的弧形结构面上设置弧形齿条，所述的滚刷支架上对应位置设有驱动机构和与弧形齿条配合的齿轮。
与现有技术相比，本滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置的姿态调整装置由于是一个平行四边形四连杆变幅机构，因此收纳状态时两件连杆在连杆变幅油缸的带动下可贴合在一起，使平行四边形的面积最小，减少了收纳占用空间；由于姿态调整装置具有两个C坐标旋转机构(即沿竖直轴线为旋转轴线的一级摆动机构和二级摆动机构)、一个A坐标旋转机构(即沿X轴方向水平轴线为旋转轴线的三级摆动机构)和一个B坐标旋转机构(即沿Y轴方向水平轴线为旋转轴线的调平托架)，因此可以多自由度摆动，能够实现小空间内的多自由度调节，满足不同的工况下的洗刷作业，洗刷运行方式灵活，操作简单、作业方便。
附图说明
图1是本发明的三维结构示意图；
图2是使用本发明洗刷顶面洗刷面时的局部结构示意图；
图3是使用本发明洗刷侧面洗刷面时的局部结构示意图。
图中：1、姿态调整装置，11、调平托架，12、一级摆动机构，13、主连杆座，14、连杆，15、连杆变幅油缸，16、副连杆座，17、二级摆动机构，18、摆动座，19、三级摆动机构，2、洗刷装置总成，21、滚刷支架，22、滚刷，23、滚刷驱动机构，24、挡水罩，25、 喷水管，3、伸缩节臂或折叠臂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置包括姿态调整装置1和洗刷装置2。
所述的姿态调整装置1包括调平托架11、一级摆动机构12、主连杆座13、连杆14、连杆变幅油缸15、副连杆座16、二级摆动机构17、摆动座18和三级摆动机构19；
调平托架11一端与伸缩节臂或折叠臂3的末节顶端铰接连接，伸缩节臂或折叠臂3上设有调平液压缸，调平液压缸一端铰接连接于调平托架11，另一端铰接连接在伸缩节臂或折叠臂3上，通过控制调平液压缸的伸缩可以实现调平托架11沿水平轴线旋转；
一级摆动机构12的旋转轴沿垂直于调平托架11一端与伸缩节臂或折叠臂3的末节铰接方向的方向固定连接于调平托架11的另一端，一级摆动机构12可以沿垂直于调平托架11与伸缩节臂或折叠臂3的末节的铰接轴的轴线±90°范围内自由旋转并定位；
主连杆座13固定连接在一级摆动机构12上，一级摆动机构12旋转时可带动主连杆座13在±90°范围内自由旋转并定位；
连杆14设置为两件，两件连杆14平行设置并分别一端铰接连接于主连杆座13，另一端铰接连接于副连杆座16，主连杆座13、两件连杆14和副连杆座16共同组成平行四边形四连杆机构；
连杆变幅油缸15设置于平行四边形四连杆机构的对角线上，一端铰接连接于主连杆座13，另一端铰接连接于副连杆座16，通过控制连杆变幅油缸15的伸缩，可以实现四连杆机构的变幅运动；
二级摆动机构17固定连接于副连杆座16、且二级摆动机构17的旋转轴线与一级摆动机构12的旋转轴线平行设置，二级摆动机构17可以沿其轴线±90°范围内自由旋转并定位；
摆动座18与二级摆动机构17的旋转轴固定连接，二级摆动机构17旋转时可带动摆动座18在±90°范围内自由旋转并定位；
三级摆动机构19的旋转轴沿垂直于二级摆动机构17的旋转轴的方向固定连接在摆动座18上，三级摆动机构19可以沿其轴线±180°范围内自由旋转并定位。
所述的洗刷装置2与姿态调整装置1的末端连接，包括滚刷支架21、滚刷22、滚刷驱动机构23、挡水罩24和喷水管25；
滚刷支架21呈“U”形，其“U”形底端固定连接在三级摆动机构19上，三级摆动机构19旋转时可带动滚刷支架21在±180°范围内自由旋转并定位；
滚刷22架设在滚刷支架21的“U”形结构内部，包括刷毛和滚刷轴；
滚刷驱动机构23安装在滚刷22的滚刷轴的一端，滚刷驱动机构23可以驱动滚刷22旋转实现滚刷；
挡水罩24截面呈与滚刷22的滚刷轴轴心同心的弧形结构，安装在滚刷支架21上，挡水罩24沿滚刷22的滚刷轴的轴向方向上的长度大于滚刷22的刷毛沿滚刷22的滚刷轴的轴向方向上的长度，弧形挡水罩24可周向局部遮挡滚刷22；
喷水管25沿滚刷22的滚刷轴的轴向方向安装在挡水罩24的两个顶端，喷水管25上均布设有喷嘴，喷嘴与喷水管25贯通。
本滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置在清洗车的正常行车状态时，即完全收纳状态时，其调平液压缸、连杆变幅油缸15均处于缩入状态，两件连杆14在连杆变幅油缸15的带动下可贴合在一起，即主连杆座13、两件连杆14和副连杆座16共同组成平行四边形的面积最小，一级摆动机构12、二级摆动机构17和三级摆动机构19分别处于相应极限位置使整个姿态调整装置1和洗刷装置2均处于清洗车的底盘的长度和宽度范围内，不会影响正常行车。
在洗刷工作状态时，可控制调平液压缸伸出、一级摆动机构12动作、连杆变幅油缸15伸出使调平托架11翻出并升起至水平位置，然后控制二级摆动机构17、三级摆动机构19动作使洗刷装置2旋转，如图2、图3所示，使滚刷22处于面对洗刷面的状态，然后控制滚刷驱动机构23开启使滚刷22旋转，控制水泵开启使喷水管25上的喷嘴开始喷射洗刷水，即可进行洗刷作业。
为了便于两件连杆14贴合收纳，作为本发明的进一步改进方案，所述的主连杆座13和副连杆座16设置成的三角形结构，主连杆座13和副连杆座16对称设置，三角形结构的 主连杆座13的一个顶点固定连接在一级摆动机构12上，另两个顶点分别铰接连接连杆14，三角形结构的副连杆座16的一个顶点固定连接在二级摆动机构17上，另两个顶点分别铰接连接连杆14。
所述的一级摆动机构12、二级摆动机构17和三级摆动机构19可以采用齿轮齿圈式结构，也可以采用液压马达式结构，或者其他结构形式，由于在实现旋转并定位的目的下液压马达空间占用相对较小，便于正反转控制，因此优选第二种方案，即，作为本发明的优选方案，所述的一级摆动机构12、二级摆动机构17和三级摆动机构19是液压马达。
为了尽量避免在洗刷过程中污水滴落对地面或过往车辆造成二次滴溅污染，作为本发明的进一步改进方案，所述的挡水罩24底端连通有废水回收水管，废水回收水管另一端设置在清洗车的底盘上并管口低垂靠近地面，废水可经废水回收水管低垂排放至地面，可降低洗刷过程中污水滴落对地面或过往车辆造成二次喷溅污染的程度。
为了进一步防止污水滴落、便于回收污水，作为本发明的进一步改进方案，所述的挡水罩24的弧形结构的圆心角大于180°、小于270°，即，喷嘴的喷射方向向滚刷22内侧倾斜，喷嘴喷出的水经洗刷面反射及滚刷22的洗刷大部分落入挡水罩24内，废水经废水回收水管收集低垂排放至地面。
由于洗刷方向的不同，旋转的滚刷22甩出的污水的方向也不同，为了有效阻挡甩出的污水，所述的挡水罩24采用可变阻挡方向设置，挡水罩24可以通过插销、不同插孔的手动方式固定在不同的阻挡方向上，也可以通过齿轮、齿条的自动方式固定在不同的阻挡方向上，由于后者可以在洗刷过程中随意方便调节，因此优选后者，即，作为本发明的优选方案，所述的挡水罩24的弧形结构面上设置弧形齿条，所述的滚刷支架21上对应位置设有驱动机构和与弧形齿条配合的齿轮，通过控制驱动机构带动齿轮正反转实现控制挡水罩24改变阻挡方向。
本滚刷式清洗设备的姿态调整装置及洗刷装置的姿态调整装置1由于是一个平行四边形四连杆变幅机构，因此收纳状态时两件连杆14在连杆变幅油缸15的带动下可贴合在一起，使平行四边形的面积最小，减少了收纳占用空间；由于姿态调整装置1具有两个C坐标旋转机构(即沿竖直轴线为旋转轴线的一级摆动机构32和二级摆动机构37)、一个A坐标旋转机构(即沿X轴方向水平轴线为旋转轴线的三级摆动机构39)和一个B坐标旋转机构(即沿Y轴方向水平轴线为旋转轴线的调平托架31)，因此可以多自由度摆动，能够实现小空间内的多自由度调节，满足不同的工况下的洗刷作业，洗刷运行方式灵活，操作简 单、作业方便。