技术领域
本发明涉及机器人清洗领域，具体是一种幕墙清洗装置。
背景技术
目前，在城市里鳞次栉比的高楼大厦中，普遍采用了玻璃幕墙作为外墙， 拥有美丽外观的同时也带来了玻璃清洁的问题。就目前而言，绝大部分的玻璃 幕墙采用人工清洗的作业方式。而人工清洗是靠吊绳悬挂单人或者悬挂升降平 台进行清洗，这种作业方式简单易行，但是随着社会对高危职业工作者的生命 安全关注度越来越高，人工清洗的成本也越来越高，据调查，在一些二线城市 已经出现了招工困难的问题。因此，设计一台能够替代人工的玻璃幕墙攀爬清 洁装置是势在必行的解决方案。
自20世纪末以来，国内外很多研究人员均做了很多尝试，这些设计各有特 色，但均有一个共同的不足，就是整机质量偏大。国内目前已有的玻璃幕墙清 洗机构主要有北京蓝星哈工大机器人技术有限公司研制的一种壁面清洗机器人 (专利号：ZL01202018.4)，其技术特征是采用轮式移动机构、单吸盘吸附方式， 移动速度较快、清洗效率较高、清洗效果也较好、操作方便、造价低，但不能 跨越窗框等障碍。北京航空航天大学研制的一种擦窗机器人(专利号： ZL00201085.2)，其技术特征是采用框架式移动机构、多足多吸盘吸附方式，对 玻璃壁面的凹凸有一定的适应能力，清洗效果也较好、智能化程度高，但移动 速度慢、清洗效率低、结构复杂且造价高。上海交通大学研制的公开号为 CN1586384A的高楼玻璃幕墙清洗系统，其技术特征为在卷扬机的牵引作用下， 依靠密封机构，利用双吸盘负压吸附机构同时或交替吸附于玻璃壁面，通过滚 刷来擦洗玻璃幕墙，但是越障能力有限，且整机质量较大，清洗效率较低。以 上专利申请主要存在越障能力有限，不能跨越窗框等障碍，而且整机质量较重， 造成移动速度慢，清洗效率低等不足。
发明内容
本发明提出一种幕墙清洗装置，以解决现有技术中外墙清洗装置清洗效果 不佳、越障能力差、整机质量重等问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种幕墙清洗装置，包括爬行系统、清洗系统和控制系统；
所述爬行系统包括外足板和内足板；所述外足板的上表面设有外气缸，所 述外气缸具有活塞杆，所述外气缸的活塞杆的端头通过外吸盘连接件固定有外 吸盘，所述外吸盘位于所述外足板的下表面侧；所述外足板的上表面设有直线 轴承，所述直线轴承上设有直线导轨，所述直线轴承两端的外足板上设有限位 板；所述外足板上设有穿通口；所述外足板的一端设有清洗气缸，所述清洗气 缸具有活塞杆，所述清洗气缸的活塞杆的端头连接所述清洗系统；
所述内足板固定在所述直线导轨上，所述内足板的上表面设有内气缸，所 述内气缸具有活塞杆，所述内气缸的活塞杆的端头通过内吸盘连接件固定有内 吸盘，所述内吸盘连接件穿过所述穿通口，使所述内吸盘位于所述外足板的下 表面侧；
所述控制系统位于所述内足板上。
进一步地，所述清洗系统包括支撑板，所述支撑板上固定有滚刷、清洗头 和固定件。
进一步地，所述滚刷具有滚刷轴；
所述支撑板的两端穿设有调节螺杆，所述调节螺杆的一端螺合有调节螺母， 所述调节螺杆的另一端固定有连接环，所述连接环与所述支撑板之间设有减震 部件，所述连接环内穿设有连接杆，所述连接杆上设有固定盘，所述滚刷轴穿 设于所述固定盘内。
进一步地，所述支撑板上设有滑道，所述滑道上设有滑动件，所述滑动件 上设有伸缩杆，所述伸缩杆上设有水平旋转装置，所述水平旋转装置上设有竖 直旋转装置，所述竖直旋转装置上设有夹持装置，所述清洗头固定于所述夹持 装置上。
进一步地，所述减震部件为套设于所述调节螺杆上的减震弹簧。
进一步地，该幕墙清洗装置还包括安全系统，所述安全系统包括卷扬机和 安全绳，所述安全绳与该幕墙清洗装置连接。
本发明的有益效果为：
1、滚刷依靠清洗气缸的往复运动、配合清洗头的喷洗实现清洗功能，全过 程无需电机，采用纯气动驱动，安全可靠，清洗效率高，操作简单方便。
2、通过爬行系统与清洗系统的结构设计，使机器具有可调节高度的越障能 力，大大提高了整机的自适应性。
3、依靠直线导轨和重力，配合内/外吸盘交替吸附完成竖直方向运动，既简 化了运动结构实现减重，也节省了能源消耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例的总体结构示意图；
图2是爬行系统的一个实施例的部分结构分解图；
图3是外足板的一个实施例的部分结构示意图；
图4是清洗系统的一个实施例的部分结构示意图；
图5是滚刷部分的分解示意图；
图6是清洗头部分的分解示意图。
图中：
1-滚刷，2-连接杆，3-连接环，4-调节螺杆，5-支撑板，6-固定件，7-调节螺 母，8-减震部件，9-清洗头，10-夹持装置，11-竖直旋转装置，12-水平旋转装置， 13-伸缩内杆，14-伸缩外杆，15-滑动件，16-滚刷轴，17-固定盘，18-清洗气缸， 19-清洗连接件，20-外吸盘连接件，21-外气缸，22-真空发生器，23-连接套管， 24-真空电磁阀，25-内足板，26-内吸盘，27-外吸盘，28-外足板，29-内吸盘连 接件，30-内气缸，31-下限位板，32-直线导轨，33-直线轴承，34-上限位板，35- 穿通口，36-滑道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例中的幕墙清洗装置，包括爬行系统、清洗系统和控 制系统。
所述爬行系统包括外足板28和内足板25；参看图2和图3，所述外足板28 的上表面设有外气缸21，所述外气缸21具有活塞杆，所述外气缸21的活塞杆 的端头通过外吸盘连接件20固定有外吸盘27，所述外吸盘27位于所述外足板 28的下表面侧；所述外足板28的上表面设有直线轴承33，所述直线轴承33上 设有直线导轨32，所述直线轴承33两端的外足板28上设有限位板，如图3所 示，分别为上限位板34和下限位板31；所述外足板28上设有穿通口35，穿通 口35可以为外足板28上的通孔结构、也可以为外足板28边缘的缺口结构；所 述外足板28的一端设有清洗气缸18，所述清洗气缸18由清洗连接件19固定在 外足板28上，所述清洗气缸18具有活塞杆，所述清洗气缸18的活塞杆的端头 连接所述清洗系统。
参看图2，所述内足板25固定在所述直线导轨32上，所述内足板25的上 表面设有内气缸30，所述内气缸30具有活塞杆，所述内气缸30的活塞杆的端 头通过内吸盘连接件29固定有内吸盘26，所述内吸盘连接件29穿过所述穿通 口35，使所述内吸盘26位于所述外足板28的下表面侧，这样外吸盘27与内吸 盘26位于外足板28同侧。
所述控制系统位于所述内足板25上，图2中表示出控制系统的部分结构， 包括真空电磁阀24、真空发生器22及其连接套管23，连接套管23用于连通真 空发生器22与各吸盘；真空发生器22用于形成真空以使各吸盘实现吸附功能； 真空电磁阀24用于控制各吸盘的吸气和放气，以控制各吸盘的吸附和松开。控 制系统可以采用远程控制和预设控制两种方式。通过预设控制可以实现自动擦 洗，通过远程控制的方式可以实现实时控制，按照操作人员的指令做相应的移 动和清洗动作。
真空发生器22产生的负压使各吸盘吸附在幕墙表面，爬行系统位于下方， 清洗系统位于上方；内吸盘26与外吸盘27交替吸附与松开，使得内足板25与 外足板28中一个吸附在幕墙表面，另一个则由于重力而下降，再配合内气缸30 与外气缸21的伸缩动作，实现了内足板25与外足板28沿直线导轨32交替前 行。而限位板则起到控制内足板25和外足板28移动位移的作用，使得整机每 次移动相同的步长。清洗气缸18往复运动带动清洗系统进行擦洗，全过程无需 电机，采用纯气动驱动，清洗气缸18的一次伸缩运动可以实现两次擦洗，很大 程度地提升了擦洗的效率和清洁度。
如图4所示，所述清洗系统包括支撑板5，所述支撑板5上固定有滚刷1、 清洗头9和固定件6，本实施例中有两个滚刷1。同时参看图5，所述滚刷1具 有滚刷轴16；所述支撑板5的两端穿设有调节螺杆4，所述调节螺杆4的一端 螺合有调节螺母7，所述调节螺杆4的另一端固定有连接环3，所述连接环3与 所述支撑板5之间设有减震部件8，本实施例中，所述减震部件8为套设于所述 调节螺杆4上的减震弹簧；所述连接环3内穿设有连接杆2，所述连接杆2上设 有固定盘17，所述滚刷轴16穿设于所述固定盘17内。通过调节螺母7对减震 弹簧的调整，可以实现对滚刷1高度的调节，从而提高了越障能力，可以适应 不同结构玻璃幕墙，很大程度提高了整机的越障能力和自适应能力。
参看图4和图6，所述支撑板5上设有滑道36，所述滑道36上设有滑动件 15，所述滑动件15上设有伸缩杆，所述伸缩杆具有伸缩外杆14和伸缩内杆13， 所述伸缩杆上设有水平旋转装置12，所述水平旋转装置12上设有竖直旋转装置 11，所述竖直旋转装置11上设有夹持装置10，所述清洗头9固定于所述夹持装 置10上。清洗头9对幕墙进行喷洗，同时清洗头9可通过水平旋转装置12以 及竖直旋转装置11改变清洗的方位，可以进行水平360°和竖直180°的旋转， 实现全方位的清洗；同时可以通过调节伸缩杆的高度来实现清洗头9远程或者 近程的喷洗；从而提高擦洗的面积与清洗效率。
为了提高安全性，本实施例的幕墙清洗装置还包括安全系统，所述安全系 统包括卷扬机和安全绳，所述安全绳与该幕墙清洗装置连接。使用时，卷扬机 设置在楼顶，卷扬机旋转带动安全绳以保证幕墙清洗装置的安全。卷扬机可设 于移动小车上，方便移动。安全绳可绕过一支架后再沿楼体放下牵引幕墙清洗 装置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发 明的保护范围之内。