一种复合多功能负压清洗装置技术领域
本发明涉及高空清洗作业技术领域，尤其涉及一种复合多功能负压清洗装置。
背景技术
现有的常规清洁方案都是敞开式的或者半敞开式的结构内分别做液体溶解或软
化表面灰尘和滚刷清洗作业，主要的弊端体现在清洁剂的喷洒在开放空间内进行，使用率
低，回收难度大，并且毛刷的刷洗工作情况没有充分的清洁液做保证，也不能避免毛刷所携
带的灰尘在脱离工作表面后定向回收，而是随离心力随意甩出，普通的带液工作环境密封
也很难解决相对运动时的密封问题。
另外，现有的高楼大厦越来越多，在形状和外表面上种类繁多，在机器人清洗的方
面上，全玻璃的外表面并不算多，只占到20％不到的范围，为了更好的让机器人适应更多的
工作环境，所以机器人需要有越过台阶的能力，也就是越过障碍的能力，而现有的机器人大
多也有能越障能力，但常常都是快速越过，玻璃表面没法清洗干净，同时因为越障单元考虑
到越障，结构也会相对简单轻，在越障时很容易留下很多空白，也就是会有玻璃边框的面没
法清洗，做不到全面清洗。
因此，针对以上不足，需要提供了一种复合多功能负压清洗装置。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种复合多功能负压清洗装置一方面解决现有的建筑外墙
清洗技术中清洁剂的喷洒在开放空间内进行，使用率低，回收难度大，二次污染严重的问
题；另一方面解决现有的机器人在越障时易留空白、玻璃边框的面无法清洗的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合多功能负压清洗装置，包括密封
清洗罩、喷洒单元、清洁单元、负压单元；在建筑外墙清洗作业时，密封清洗罩与外墙表面靠
近以形成封闭空间；所述喷洒单元包括设置在所述密封清洗罩内的喷水管路和开设在所述
喷水管路上的喷头；所述清洁单元包括设置在所述密封清洗罩内的滚刷和驱动所述滚刷的
滚刷驱动件；所述负压单元设置在所述密封清洗罩的背面，所述负压单元包括负压风管，所
述负压风管与所述密封清洗罩内的空间连通。
其中，所述负压单元还包括设置在所述密封清洗罩的背面的负压风扇或负压泵，
所述负压风扇或负压泵设置在负压风管上。
其中，所述密封清洗罩的底部罩边设置有密封条。
其中，所述滚刷包括平行设置的前滚刷和后滚刷，所述滚刷驱动件包括前滚刷驱
动件和后滚刷驱动件，所述前滚刷和后滚刷分别由前滚刷驱动件和后滚刷驱动件驱动。
其中，所述密封清洗罩具有前翻盖和后翻盖，前翻盖驱动件和后翻盖驱动件设置
在所述密封清洗罩的背面；前翻盖和后翻盖分别铰接在所述密封清洗罩的前部和后部，且
分别由前翻盖驱动件和后翻盖驱动件驱动；所述前滚刷位于密封清洗罩内靠近前翻盖内侧
的位置，所述后滚刷位于密封清洗罩内靠近后翻盖内侧的位置。
其中，所述前翻盖驱动件包括前翻盖电机、丝杆、丝母、传动件、铰接件，所述前翻
盖电机设置在密封清洗罩背面，前翻盖电机与所述丝杆连接，所述丝杆与丝母螺纹配合，所
述丝母通过传动件与铰接件的一端铰接，所述铰接件的另一端与前翻盖的背面铰接。
其中，所述后翻盖驱动件包括后翻盖电机、丝杆、丝母和铰接件，所述后翻盖电机
设置在密封清洗罩背面，后翻盖电机与所述丝杆连接，所述丝杆与丝母螺纹配合，所述丝母
与铰接件的一端铰接，所述铰接件的另一端与后翻盖的背面铰接。
其中，还包括控制单元，所述前翻盖驱动件、后翻盖驱动件、前滚刷驱动件、后滚刷
驱动件均与所述控制单元电连接。
其中，还包括超声测距单元，所述超声测距单元设置在前翻盖的外侧面，所述超声
测距单元与所述控制单元连接，以向所述控制单元发送障碍信息。
其中，还包括与所述控制单元连接的前接触探针传感器和后接触探针传感器，所
述密封清洗罩具有左侧盖和右侧盖，所述前接触探针传感器安装在左侧盖或右侧盖的前
端，以探测前滚刷与障碍面前侧的贴附状态；所述后接触探针传感器安装在左侧盖或右侧
盖的后端，以探测后滚刷与障碍面后侧的贴附状态。
其中，还包括与所述控制单元连接的下压触点传感器，所述下压触点传感器安装
在左侧盖或右侧盖的下端，以探测前滚刷及后滚刷与清洁面的贴附状态。
其中，还包括辅助轮和收回伸出驱动件，所述辅助轮设置在所述密封清洗罩内，所
述收回伸出驱动件与所述辅助轮连接，以使所述辅助轮收回或伸出。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明复合负压清洗装置采用了负压吸力结合清洁剂喷洒与清洁单元清洁作业，
清洗包含清洁剂喷雾软化污垢和滚刷高速刷洗建筑物表面，密封清洗罩与外墙表面靠近以
形成封闭空间，在密封清洗罩内，通过喷水管路和喷头喷洒清洁剂，在滚刷驱动件的驱动
下，滚刷进行清洁作业，密封清洗罩为清洁剂的喷洒和滚刷的作业提供了有效的封闭环境，
通过负压单元的负压风管，在密封清洗罩内可形成负压环境，将清洁液的覆盖范围控制在
密封清洗罩的范围内，可以避免清洁液的过度覆盖和已使用过的清洁液溢出可控范围，进
而避免了对工作面造成的二次污染，并且也方便污液的回收；另外，通过负压风管的吸力，
密封清洗罩处于负压状态，密封清洗罩内的滚刷可更好的贴紧清洁面面，进一步提高了滚
刷清洁玻璃面的效果。
通过负压清洗装置前端的超声波传感器可以探测到负压清洗装置运行前端距离
墙体表面障碍物的距离，从而为负压清洗装置提供了是否开启与何时开启前后两端翻盖的
依据，有效的拓展了滚刷的清洁范围，使得负压清洗装置可以清洁运行方向前方障碍的垂
直位置的面。
本复合负压清洗装置还可以根据建筑物表面材质的不同切换不同的通过方式。除
了正常的清洁通过外，负压清洗装置内的辅助轮可以在建筑物表面是颗粒物形式或是不可
擦洗的白灰墙面时，提供稳定的运行支撑，这样既保护了墙面的结构，又保护了负压清洗装
置本身的机械结构和密封设备不被墙面刮伤。
附图说明
图1是本发明实施例复合多功能负压清洗装置的立体图；
图2是本发明实施例复合多功能负压清洗装置的侧视图；
图3是本发明实施例复合多功能负压清洗装置的俯视图；
图4是本发明实施例复合多功能负压清洗装置的仰视图；
图5是本发明实施例复合多功能负压清洗装置的越障工作过程示意图；
图6是本发明实施例复合多功能负压清洗装置中前滚刷的驱动方式示意图；
图7是本发明实施例复合多功能负压清洗装置中前翻盖的驱动方式示意图；
图8是本发明实施例复合多功能负压清洗装置中辅助轮的驱动方式示意图。
图中，1：后滚刷电机；2：喷头；3：前翻盖电机；4：前翻盖；5：前滚刷电机；6：密封清
洗罩；7：后翻盖；8：负压单元；9：后翻盖电机；10：前滚刷；11：密封清洗罩背面；12：超声测距
单元；13：前接触探针传感器；14：后接触探针传感器；15：下压触点传感器；16：辅助轮；17：
后滚刷；18：玻璃边框；19：玻璃面；20：传动带；21：丝杆；22：丝母；23：传动件；24：铰接件；
25：滚刷电机仓；26：控制电路仓；27：负压风管；28：收伸驱动电机；29：转角件；30：起落杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例
用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、
“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为
基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗
示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对
重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明提供的复合多功能负压清洗装置包括密封
清洗罩6、喷洒单元、清洁单元、负压单元8；在建筑外墙清洗作业时，密封清洗罩6与外墙表
面靠近以形成封闭空间；喷洒单元包括设置在密封清洗罩6内的喷水管路和开设在喷水管
路上的喷头2；清洁单元包括设置在密封清洗罩6内的滚刷和驱动滚刷的滚刷驱动件；负压
单元8设置在密封清洗罩6的背面，负压单元8包括负压风管27，负压风管27与密封清洗罩6
内的空间连通。
上述技术方案中，采用了负压吸力结合清洁剂喷洒与清洁单元清洁作业，清洗包
含清洁剂喷雾软化污垢和滚刷高速刷洗建筑物表面，密封清洗罩6与外墙表面靠近以形成
封闭空间，在密封清洗罩6内，通过喷水管路和喷头2喷洒清洁剂，在滚刷驱动件的驱动下，
滚刷进行清洁作业，密封清洗罩6为清洁剂的喷洒和滚刷的作业提供了有效的封闭环境，通
过负压单元8的负压风管27，在密封清洗罩6内可形成负压环境，将清洁液的覆盖范围控制
在密封清洗罩6的范围内，可以避免清洁液的过度覆盖和已使用过的清洁液溢出可控范围，
进而避免了对工作面造成的二次污染，并且也方便污液的回收；另外，通过负压风管27的吸
力，密封清洗罩6处于负压状态，密封清洗罩6内的滚刷可更好的贴紧清洁面面，进一步提高
了滚刷清洁玻璃面19的效果。
具体地，负压单元8还包括设置在密封清洗罩6的背面的负压风扇或负压泵，负压
风扇或负压泵设置在负压风管27上，负压风扇或负压泵的工作时，通过负压风管27，使密封
清洗罩6内产生负压。在清洗过程中，负压风扇为密封清洗罩6和滚刷提供正向工作压力，保
证滚刷能够有力的刷洗到玻璃幕和铝塑板等需要清洗的表面；与此同时，负压风扇还能为
密封清洗罩6内的水路密封提供可靠的吸力，保证水路循环的可靠性，同时避免带有污浊的
清洁液对建筑物表面和环境造成二次污染。
优选地，密封清洗罩6的底部罩边设置有密封条，负压单元8配合密封条，可以在和
工作表面有相对移动的情况下，进一步保证整个负压清洗装置的液体密封性。
具体地，如图6所示，滚刷包括平行设置的前滚刷10和后滚刷17，前滚刷10和后滚
刷17分别位于密封清洗罩背面的滚刷电机仓25内，滚刷驱动件包括前滚刷10驱动件和后滚
刷17驱动件，前滚刷10和后滚刷17分别由前滚刷10驱动件和后滚刷17驱动件驱动，具体为
前滚刷电机5和后滚刷电机1；密封清洗罩6具有前翻盖4和后翻盖7，前翻盖4驱动件和后翻
盖7驱动件设置在密封清洗罩6的背面；前翻盖4和后翻盖7分别铰接在密封清洗罩6的前部
和后部，且分别由前翻盖4驱动件和后翻盖7驱动件驱动，前翻盖4驱动件和后翻盖7驱动件
驱动具体为驱动电机和传动带20，传动带20与滚刷连接，传动带20具体为齿形带，传动更可
靠；前滚刷10位于密封清洗罩6内靠近前翻盖4内侧的位置，后滚刷17位于密封清洗罩6内靠
近后翻盖7内侧的位置。其中前翻盖4的外侧设置有回水管和回水头，以收集清洗后的回水。
如图5所示，上述滚刷的形式、前翻盖4和后翻盖7的设置主要是考虑负压清洗装置
越障的需要，在玻璃表面没有越障时，前滚刷10和后滚刷17贴附玻璃面19正常清洗，且前翻
盖4和后翻盖7处于关闭状态，与密封清洗罩6一起形成空腔体，在负压单元8的作用下，整体
的负压清洗装置与玻璃面19有一定吸力，滚刷进行清洁作业；当遇到玻璃边框18(障碍)时，
前翻盖4打开，负压清洗装置前行，其内侧的前滚刷10与玻璃边框18的一侧面贴合，在越障
的过程中，前滚刷10将有玻璃边框18的一侧面处(障碍一侧的死角位置)的脏点清除，之后，
负压清洗装置收回，继续越障前行(在障碍顶面前行)，走完障碍后，即前方玻璃是在障碍表
面的内侧，此时，后翻盖7打开，负压清洗装置前行，后滚刷17与玻璃边框18另一侧面贴合，
将该处(障碍另一侧的死角位置)的脏点清除，这样，在越障的过程中，将障碍两侧的死角位
置进行了清洗。
具体地，如图7所示，前翻盖4驱动件包括前翻盖电机3、丝杆21、丝母22、传动件23、
铰接件24，前翻盖电机3设置在密封清洗罩背面11，前翻盖电机3与丝杆21连接，丝杆21与丝
母22螺纹配合，丝母22通过传动件23与铰接件24的一端铰接，铰接件24的另一端与前翻盖4
的背面铰接；前翻盖电机3驱动丝杆21转动，丝杆21与丝母22螺纹配合，丝母22轴向移动，丝
母22通过传动件23与铰接件24的一端铰接，拉动铰接件24前后移动，铰接件24的另一端与
前翻盖4的背面铰接，进而实现前翻盖4的开合。
后翻盖7驱动件包括后翻盖电机9、丝杆21、丝母22和铰接件24，后翻盖电机9设置
在密封清洗罩背面11，后翻盖电机9与丝杆21连接，丝杆21与丝母22螺纹配合，丝母22通过
传动件23与铰接件24的一端铰接，铰接件24的另一端与后翻盖7的背面铰接。后翻盖电机9
驱动丝杆21转动，丝杆21与丝母22螺纹配合，丝母22轴向移动，丝母22与铰接件24的一端铰
接(具体地，丝母22通过传动件23与铰接件24的一端铰接)，拉动铰接件24前后移动，铰接件
24的另一端与后翻盖7的背面铰接，进而实现后翻盖7的开合。上述前翻盖电机3、后翻盖电
机9均有行程电路。
进一步地，还包括控制单元，前翻盖4驱动件、后翻盖7驱动件、前滚刷10驱动件、后
滚刷17驱动件均与控制单元电连接。通过控制单元控制前后翻盖7及前后滚刷17，实现协同
动作；所述控制单元具体包括控制电路，密封清洗罩6的背面设置有控制电路仓26，用于容
纳控制电路；另外还设置有电路走线仓，方便走线。
优选地，还包括超声测距单元12，超声测距单元12设置在前翻盖4的外侧面，超声
测距单元12与控制单元连接，以向控制单元发送障碍信息。超声测距单元12具体为超声波
传感器，前翻盖4的外侧面的超声波传感器可以探测整个负压清洗装置运行前端距离墙体
表面障碍物(玻璃边框18)的距离里，从而为负压清洗装置提供是否开启与何时开启前翻盖
4和后翻盖7的依据，以清洁运行方向前端障碍(玻璃边框18)的垂直位置表面有效拓展的滚
刷清洁的范围。
优选地，还包括与控制单元连接的前接触探针传感器13和后接触探针传感器14，
密封清洗罩6具有左侧盖和右侧盖，前接触探针传感器13安装在左侧盖或右侧盖的前端，以
探测前滚刷10与障碍面前侧的贴附状态；后接触探针传感器14安装在左侧盖或右侧盖的后
端，以探测后滚刷17与障碍面后侧的贴附状态；还包括与控制单元连接的下压触点传感器
15，下压触点传感器15安装在左侧盖或右侧盖的下端，以探测前滚刷10及后滚刷17与清洁
面的贴附状态。通过前接触探针传感器13、后接触探针传感器14及下压触点传感器15的反
馈的信息，控制单元进而可控制滚刷及掀盖的工作，提高了整个负压清洗装置运行的智能
化和准确度。
进一步地，如图8所示，还包括辅助轮16和收回伸出驱动件，辅助轮16设置在密封
清洗罩6内，收回伸出驱动件与辅助轮16连接，以使辅助轮16收回或伸出。在正常清洗作业
时，在收回伸出驱动件的作用下，辅助轮16收起，当切换至越障模式时，辅助轮16伸出；这样
可以根据建筑物表面材质的不同切换不同的通过方式，除了正常的清洁通过外，机构内的
辅助轮16可以在建筑物表面是颗粒物形式或是不可擦洗的白灰墙面时，提供稳定的运行支
撑，这样既保护了墙面的结构，又保护了负压清洗装置本身的机械结构和密封设备不被墙
面刮伤。
具体地，所述收回伸出驱动件包括收伸驱动电机28、转角件29、丝杆21及丝母22，
收伸驱动电机28的驱动端与丝杆21的一端连接，丝母22与丝杆21螺纹配合；转角件29铰接
在密封清洗罩6上，转角件29的上端开设有滑槽，丝母22上固定有凸块，以与滑槽滑动配合
和驱动转角件29转动。转角件29具体通过起落杆30与辅助轮16连接。
图5是复合多功能负压清洗装置清洁一个带有障碍物的墙面的简单流程，如图所
示机构的清洁可分为6个步骤。
步骤1为负压清洗装置在清洁前的准备工作，主要包括调整姿态和定位两步；
步骤2为负压清洗装置伸出后接触到工作表面开始清洁工作。此时负压清洗装置
可以通过密封清洗罩6的负压效果吸附到工作表面，内部喷头2喷雾软化和滚刷的毛刷刷洗
同时进行。前端的超声波传感器实时监控负压清洗装置前端距离障碍物的距离准备打开前
翻盖4。
步骤3为当负压清洗装置和障碍物之间的距离小于设定的值后，打开前翻盖4，在
前接触探针传感器13接触到障碍物的一个端面后开始障碍物该端面清洁作业。该步骤会在
前接触探针传感器13脱离障碍物范围后进入结束阶段。
步骤4为当负压清洗装置即将通过的表面为非清洁表面时开启辅助轮16快速通过
的过程。
步骤5为负压清洗装置的后翻盖7开启，后接触探针传感器14接触障碍物的另一端
面，此为清洗障碍物的另一端面的过程。此步骤以底端的下压触点传感器15接触下一表面
为结束信号。
步骤6为负压清洗装置清理完预定工作范围后准备调整回收的过程。
综上所述，本发明的复合多功能负压清洗装置具有以下优点：
1、通过负压单元8、清洁单元和滚刷，采用了负压吸力结合清洁剂喷洒与毛刷清洁
作业，通过密封清洗罩6为清洁剂的喷洒和毛刷的作业提供了有效的封闭环境，可以避免清
洁液的过度覆盖和已使用过的清洁液溢出可控范围对工作面造成二次污染的情况，并且方
便污液的回收；
2、通过负压清洗装置前端的超声波传感器可以探测到负压清洗装置运行前端距
离墙体表面障碍物的距离，从而为负压清洗装置提供了是否开启与何时开启前后两端翻盖
的依据，有效的拓展了滚刷的清洁范围，使得负压清洗装置可以清洁运行方向前方障碍的
垂直位置的面。
3、通过负压风扇抽去密封清洗罩6内的气体，使得腔内气压明显低于外部大气压，
在压差的作用下为负压清洗装置提供正向工作压力，保证滚刷能够有力的刷洗到玻璃幕和
铝塑板等需要清洗的表面；
4、本复合负压清洗装置还可以根据建筑物表面材质的不同切换不同的通过方式。
除了正常的清洁通过外，负压清洗装置内的辅助轮16可以在建筑物表面是颗粒物形式或是
不可擦洗的白灰墙面时，提供稳定的运行支撑，这样既保护了墙面的结构，又保护了负压清
洗装置本身的机械结构和密封设备不被墙面刮伤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型
也应视为本发明的保护范围。