高楼玻璃幕墙清洁设备的设计

高楼玻璃幕墙清洁设备的设计

项景耀 郝绘坤 【 通讯作者】

山东协和学院 山东济南 250107

摘 要：我国目前已经成为了世界第一大幕墙生产与使用大国，但在幕墙制造蓬勃发展的同时，我国仍面临一个难以解决的问题，即玻璃幕墙的清洗工作。本论文设计的清洗机，能够自动实现清洗，供水，提供清洗液等自动化功能。通过特殊设计的清洗机构与风压机构，使得清洗机可以适应多种复杂墙面，稳定高效的完成各类幕墙的清洗工作。

关键词：高楼玻璃幕墙 清洗 设计方案

引言

玻璃幕墙作为一种兼具美观与实用功能的装修方式，随着我国城市的不断发展，逐渐被应用在各类建筑上，要维持玻璃幕墙良好的采光率就需要定期对玻璃幕墙进行清洗。本论文设计的玻璃幕墙清洁设备，可实现无人操作工作，能够自动实现清洗，供水，提供清洗液等自动化功能。

1 玻璃幕墙清洁的整体方案设计

玻璃幕墙清洁设备的设计目标是能够清洗玻璃材质的幕墙并在垂直复杂的墙面上进行移动与控制。行走机构通过电机驱动实现行走运动，清洗机构通过水泵把清洗液从水箱抽出实现清洗，楼顶行走借助外铺设导轨，使其沿导轨行走。通过对比包括真空洗盘吸附、磁吸附以及风压式贴附等在垂直工作面保持与幕墙压力的方案后，选择了风压式贴附的最终方案。此方案中，螺旋桨分压系统工作时会出现一个风压，如此处于墙面之上的设备可牢牢吸住，不会掉落，压紧盘刷还有滚刷，如此会有刷洗压力出现。刷洗之时，在电机的作用下，刷子跟着转动。刷子转动之后，会留下包络线的印记，确保墙面的整洁。另外盘刷还能喷清水，把墙上的清洗液冲洗干净以保证墙面的清洁，避免对墙面的损坏。

2 清洗机构设计

玻璃幕墙清洁设备的清洗机构主要包括电机、盘刷、喷水机构和刮净器四部分组成，盘刷选择塑料材质，不仅具备较好的弹性，且刚度也非常不错，可以保证盘刷与墙壁之间的压紧力，进而保证清洗后墙面的清洁。当墙面凹凸不平时，因为塑料毛有一定的弹性，可以确保盘刷能够墙面每一处。喷水机构设计时为确保清洗液从喷嘴喷出之时，不会被盘刷转动所影响，选择了盘刷的固定通过滚动轴承来实现，盘刷需得连接空心轴的一端，还有一端连接水管，此时若盘刷体出现转动，空心轴依旧会保持稳定，将清洗液均匀喷出。刮净器的中间安装橡胶条，使用弹簧把刮净器与墙面压紧，如此能够将墙面之上喷射的清洗液清理干净，防止清洗液将墙面腐蚀。

3 电动机的选择

根据机械的负载特性和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。同时电机的重量对一台机器来说相当庞大，故而控制之时若想便利，设备自身重量应当减轻，电机数量不能过多，所选择的方案是清洗机构安装一台电机，它能够作为盘刷以及驱动轮的动力，此后传动通过齿轮以及V带实现。
工作之时的顶部安装在顶部的螺旋桨，会有20KG的力作用于其上；会有3kg的力作用于四个角轮之上，会有2kg的力作用于盘滚刷之上。刷毛和墙面彼此之间有摩擦，其之系数当为 ，遵照刷洗力矩，所用之型当为 ，额定功率 ,转速 ,平键 ，维持转矩在 。

4 风压机构的设计

风压机构的基本原理是使用正压能够保证清洗机轮子的端面与墙面进行接触，这样就能够产生一个小的腔体，此时需要依靠悬吊系统，确保其能够越来越靠近墙面。如果电风扇的电动机在工作的时候，产生了空气流动，如此就会产生负压，最终让清洗机越来越紧的贴近墙面。空气形成负压需要一个详细的流程，最后在离心力的作用下通过蜗壳流出来。在这样一个详细的过程中空气和清洗机不断的碰撞，流动的速度也就越来越小。清洗机在进行工作的时候，其清洗力的大小是可以进行相应的调节的。

5 结语

本次设计完成了对高楼玻璃幕墙清洁设备的包括传动系统设计、清洗机构设计、风压机构设计、行走机构设计等在内的整体设计。在深入了解玻璃幕墙清洗方式及需求后,科学地设计和构思了玻璃幕墙清洁设备的各部分机构，并进行三维构图和受力分析,以确保所选部件的合理性和科学性。但是本设计仍然存在许多不足之处，之后我会继续研究和探索，不断更新和完善设计，希望能更好的解决当前幕墙清洗工作的困难。

参考文献

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