外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统

1.本实用新型涉及外墙清洁技术领域，特别是长时间大面积连续作业的高层外墙清洁领域，具体是一种外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统。
技术背景
2.随着我国经济的高速运转、城市化的发展，城市中建造的高楼大厦的数量越来越多，且呈现出越来越高的趋势；由于环境污染加剧了空气中的粉尘污染、雨水中所夹带的灰尘等，使得近几年的高楼外墙清洗需求大增，已形成巨大的外墙清洁市场。
3.在我国外墙清洗的主要方式为人工清洁，由外墙清洁工人使用吊绳从楼顶下降到幕墙外部进行手动清洗，存在着危险系数大、工作效率低、清洁成本高等问题，亟需实用新型机器人来替代人工进行外墙清洁，解放劳动力。
4.目前市场上已实用新型的外墙清洁机器人，虽然避免了清洁工人发生坠落事故，但是依然存在需要改进的问题，例如机身容易短路，导致坠落，伤到行人；大多只能直线行走，不能越障，清洁路线不灵活；清洁布不能及时更换，导致外墙的清洁效果不佳。
5.现有外墙清洁技术中，多采用黑板擦形式的擦洗装置进行擦洗，经过一定面积的擦洗后，擦洗装置会因为被污染而无法保证擦洗效果，因而无法面对长时间、大面积的擦洗作业，特别是高层条件下，不方便将机器收回更换擦洗装置的外墙清洁作业。现有的外墙擦洗装置如可自动更换擦头的智能扫地擦地一体清洁装置，存在由于布料缠绕导致收纳轴工作半径变动，从而引发的两轴控制电机的转动配合问题。
6.因此针对这一现状，迫切需要开发一种优化的外墙清洁设备，以满足外墙清洁机器人连续作业的实际使用需求。


技术实现要素：

7.针对上述现有技术中的缺陷，本实用新型目的在于提供一种外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统，从而延长外墙清洁机器人的工作时长，提高清洁效率。
8.本实用新型中的擦洗装置携带有纸卷样清洗用布带，通过海绵将布带上的一段挤压贴合至墙面，随清洁机器人移动对墙面进行清洗。完成对一定面积墙面的清洁后，由脏布收纳轴转动将使用过的布料回收，并带动干净布料收纳轴释放干净布料至海绵处，有效延长外墙清洗的连续作业时长，保证清洁质量，提高清洁效率。
9.现有外墙清洁技术中，主流采用流水冲洗进行墙面清洁，资源消耗大，且需外接水管进行供水，设备结构复杂。本实用新型采用中性低毒可降解有机溶剂作为清洗媒介，利用相似相溶原理溶解外墙上的油性污渍，诸如油烟沉积、鸟粪等。同时溶剂浸润玻璃形成液膜，配合擦洗布料的机械擦洗，松动并吸附灰尘类污渍。设备结构简单，占用机器负载低，对环境友好。
10.针对常用雾化喷嘴配套设备重，雾化颗粒较大，易在喷涂面上产生较大液滴。本实用新型采用超声雾化技术，并配置伯努利喷管改善超声雾化喷出流速慢的缺陷，同时使雾
化清洁液与空气混合并均化，使之在待清洁墙面更为均匀地分布并稳固附着，避免清洁液浪费。
11.本实用新型的技术解决方案如下：
12.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
13.一种外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统，其特点在于，包含：置于壳体内的硅胶导柱、擦洗海绵、干净布料收纳轴、脏布收纳轴和换布驱动电机，以及置于壳体外的电磁阻尼器；所述的壳体底侧有开孔，擦洗海绵通过开孔，部分伸出外壳之外；
14.所述硅胶导柱、干净布料收纳轴、脏布收纳轴和换布驱动电机的轴线相互平行；
15.所述脏布收纳轴及其传动齿轮的一端连有传动齿轮，所述的干净布料收纳轴与电磁阻尼器相连，在所述的干净布料收纳轴与脏布收纳轴用于缠绕布带；
16.所述的换布驱动电机连有传动齿轮，与所述的脏布收纳轴相连的传动齿轮啮合，从而带动所述的脏布收纳轴转动；
17.当需要进行布料更换时，所述的电磁阻尼器处于低阻尼状态，脏布收纳轴受传动齿轮带动转动，将使用过的布料从擦洗海绵处移开；通过布料带动干净布料收纳轴转动，将未使用干净布料移动至擦洗海绵处；换布结束后，所述的电磁阻尼器处于高阻尼状态，此时布料无法随意移动，可用于擦洗外墙。
18.还包括置于壳体外的超声雾化片和雾化清洁液喷管，所述的超声雾化片设有外径管道快插口，清洁液由水泵通过管道输送至超声雾化片时，超声雾化片将清洁液雾化并送至所述的雾化清洁液喷管处。
19.所述的雾化清洁液喷管分为内喷管和外喷管，内喷管的外径略小于外喷管的内径；以墙面为基准，内喷管的起始位置远于外喷管的起始位置，外喷管起始位置略远于内喷管的截至位置；经由超声雾化片雾化的清洁液进入所述的内喷管，由于雾化时体积膨大，建立压力，在压力推动下获得一定流速，从内喷管喷出后，由于外喷管的内压力小于大气压力，从内外喷管之间的间隙吸取空气，使雾化清洁液与空气混合，同时获得更大的气流量，实现清洁液的均匀喷涂。
20.所述的脏布收纳轴上收纳有所述的布带的已用于擦洗的部分，所述的干净布料收纳轴上缠绕有所述的布带尚未用于擦洗的部分。
21.所述的硅胶导柱和擦洗海绵位于外壳内靠近墙体侧，所述硅胶导柱用于将布料引导至便于与擦洗海绵靠近墙体侧贴合的位置，确保布料处于展开而非褶皱或重叠状态，所述的硅胶导柱提供摩擦力，阻止布料沿硅胶导柱轴向滑动；
22.所述擦洗海绵用于将经由硅胶导柱送达的布料压至待清洁墙面。
23.所述超声雾化片以一定距离靠近待清洁墙面，将外部供给的清洁液雾化，经由雾化清洁液喷管均匀喷出，干净布料收纳轴，脏布收纳轴及其传动齿轮，硅胶导柱通过调心球轴承与外壳相连，布料收纳轴通过齿轮组与电动机相连，布料收纳轴与电磁阻尼器相连，布料收纳轴与布料收纳轴通过清洁用布料相连。干净布料收纳于干净布料收纳轴，使用过的布料收纳于脏布布料收纳轴，硅胶导柱间布有擦洗海绵，用于改善布料与墙面的接触条件，进行自动换布时，电磁阻尼器处于低阻尼状态，换布驱动电机转动带动布料收纳至脏布收纳轴，同时干净布料收纳轴收纳轴在布料牵引下释放干净布料至导向心轴间，电磁阻尼器处于高阻尼状态，阻止布料滑移，电机停转，完成一次自动换布。
24.由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
25.1)通过超声雾化片实现清洁液雾化，超声雾化片体积小，配套设备质量轻便，雾化颗粒小，喷管实现整流和雾化清洁液的均匀喷出，同时解决单纯使用超声雾化片雾化会产生的压力不足的问题，降低设备质量，使之更加轻便；减少清洁液的使用量，避免清洁液的浪费，对环境友好。
26.2)通过布料收纳轴的转动，保持清洁用布料的干净，提高清洁效率。
27.3)延长设备持续工作能力，大量减少清洁机器人往返补充耗材次数，节约能源，降低使用成本。
附图说明
28.图1本实用新型的外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统外观结构
29.图2本实用新型外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统
30.内部结构示意
31.图3本实用新型外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统的主视图
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本实用新型方案进行进一步的详细说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。
33.如图所示，一种外墙清洁用自动换布的擦洗及清洁液雾化喷洒系统，包含：置于壳体内的硅胶导柱3、擦洗海绵4、干净布料收纳轴2、脏布收纳轴1和换布驱动电机5，以及置于壳体外的电磁阻尼器6；还包括置于壳体外的超声雾化片7和雾化清洁液喷管8。
34.所述硅胶导柱3、干净布料收纳轴2、脏布收纳轴1和换布驱动电机5的轴线相互平行；所述脏布收纳轴1的一端连有传动齿轮，所述的干净布料收纳轴2与电磁阻尼器6相连，在所述的干净布料收纳轴2与脏布收纳轴1用于缠绕和收纳清洁用的擦洗布带。所述干净布料收纳轴2、脏布收纳轴1、硅胶导柱3和擦洗海绵4均位于壳体内侧且与壳体外壳相连，擦洗海绵4位于壳体底侧，硅胶导柱3所处位置高于擦洗海绵4的位置，干净布料收纳轴2和脏布收纳轴1及其传动齿轮所处位置高于硅胶导柱3。壳体底侧有开孔，擦洗海绵4通过开孔，部分伸出外壳之外。
35.所述的换布驱动电机5连有传动齿轮，与所述的脏布收纳轴1相连的传动齿轮啮合，从而带动所述的脏布收纳轴1转动；
36.当需要进行布料更换时，所述的电磁阻尼器6处于低阻尼状态，脏布收纳轴1受传动齿轮带动转动，将使用过的布料从擦洗海绵4处移开；通过布料带动干净布料收纳轴2转动，将未使用干净布料移动至擦洗海绵4处；换布结束后，所述的电磁阻尼器6处于高阻尼状态，此时布料无法随意移动，可用于擦洗外墙。
37.所述的脏布收纳轴1上收纳有所述的布带的已用于擦洗的部分，所述的干净布料收纳轴2上缠绕有所述的布带尚未用于擦洗的部分；
38.所述的硅胶导柱3和擦洗海绵4位于外壳内靠近墙体侧，所述硅胶导柱3用于将布料引导至便于与擦洗海绵4靠近墙体侧贴合的位置，确保布料处于展开而非褶皱或重叠状态，所述的硅胶导柱3提供摩擦力，可阻止布料沿硅胶导柱轴向滑动，避免由布料滑动带来
有效清洁区域位移，造成部分区域的清洁缺失；所述擦洗海绵4用于将经由硅胶导柱送达的布料压至待清洁墙面，并借助海绵的柔性使布料贴合墙面的微小起伏，实现更为细致的擦洗、清洁。
39.换布驱动电机5位于外壳内远离墙体侧，驱动电机内置编码盘，通过编码盘实时读取驱动电机转动状态，保证将干净布料换至海绵处。
40.一台自动换布设备中包含两个硅胶导柱3，使用状态下，以被清洁的墙面为基准，两个硅胶导柱3的轴线所成的平面距离清洁墙面较近且平行于墙面，干净布料收纳轴2的轴线与脏布收纳轴及其传动齿轮1的轴线所成平面同样平行于墙面，且离墙面较远。两硅胶导柱3的轴线离彼此的距离近于干净布料收纳轴2的轴线到脏布收纳轴及其传动齿轮1的轴线的距离；擦洗海绵4于墙面贴合，擦洗海棉4到墙面的距离近于硅胶导柱3的轴线到墙面的距离。
41.所述的硅胶导柱3和擦洗海绵4位于所述的外壳内靠近墙体的一侧，所述的硅胶导柱3用于将布料引导至便于与擦洗海绵4靠近墙体侧贴合的位置，保证布料处于展开而非褶皱或重叠状态，硅胶导柱能提供较大的摩擦力，可组织布料沿硅胶导柱轴向滑动，避免由布料滑动带来有效清洁区域的位移，造成部分区域的清洁缺失；所述的擦洗海绵4将经由所述的硅胶导柱3送达的布料压至待清洁墙面，并借助海绵的柔性使布料贴合墙面的微小起伏，实现更为细致的擦洗、清洁。
42.所述的干净布料收纳轴2和脏布收纳轴1位于所述的外壳内远离墙体的一侧，所述脏布收纳轴1的一端连有传动齿轮，所述的干净布料收纳轴连有电磁阻尼器6；在所述的干净布料收纳轴2与脏布收纳轴及其传动齿轮1上缠绕有一条布带；所述的脏布收纳轴1上收纳有所述的布带的已用于擦洗的部分，所述的干净布料收纳轴2上缠绕有所述的布带尚未用于擦洗的部分；所述的硅胶导柱3和擦洗海绵4位于外壳内靠近墙体侧，所述硅胶导柱3用于将布料引导至便于与擦洗海绵靠近墙体侧贴合的位置，保证布料处于展开而非褶皱或重叠状态，硅胶导柱能提供较大的摩擦力，可组织布料沿硅胶导柱轴向滑动，避免由布料滑动带来有效清洁区域位移，造成部分区域的清洁缺失；所述擦洗海绵4用于将经由硅胶导柱送达的布料压至待清洁墙面，并借助海绵的柔性使布料贴合墙面的微小起伏，实现更为细致的擦洗、清洁。
43.超声雾化片7位于外壳外侧，配有外径8mm管道快插口，清洁液由水泵通过管道输送至超声雾化片时，超声雾化片将清洁液雾化并送至喷管处。
44.所述的雾化清洁液喷管8位于外壳外侧，雾化清洁液喷管分为内喷管和外喷管，内喷管的外径略小于外喷管的内径。以墙面为基准，内喷管的起始位置远于外喷管的起始位置，外喷管起始位置略远于内喷管的截至位置。经由超声雾化片7雾化的清洁液进入所述的内喷管，由于雾化时体积膨大，建立一定压力，在压力推动下获得一定流速，从内喷管喷出后，由于伯努利原理，外喷管的内压力小于大气压力，故会从内外喷管之间的间隙吸取空气，使雾化清洁液与空气混合，同时获得更大的气流量，实现清洁液的均匀喷涂，避免液滴聚集下流导致清洁液浪费。
45.实施例1：
46.清洁测试中，对华东理工大学信息楼外墙清洁时，在单面墙体清洁面积达近70％时，由清洁面积达到设置值触发换布，实现不返回保质清洁信息楼外墙。
47.实施例2：
48.清洁测试中，对华东理工大学图书馆六楼外墙清洁时，由清洁机器人图像识别系统识别出未清洗干净，进行两次返工后仍未清洗干净，且污渍边际成锯齿状，判断为清洁装置污染，执行自动换布，后对该处墙体实现有效清洁。
49.本项目自动换布时只需驱动脏布收纳轴转动回收使用过的清洁布料，在布料带动下，干净布料收纳轴自主释放干净布料至清洗位置，因而无需考虑由于布料缠绕导致收纳轴工作半径变动，从而引发的两轴控制电机的转动配合问题。本项目自动换布通过硅胶导柱阻碍布匹的轴向移动，导柱可沿轴向转动，故不会影响换布过程。并通过海绵使布料贴合清洁表面，对微小凹陷也可实现有效清洁。