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        一種自清潔窗戶的研發(fā)設(shè)計(jì)

        2021-09-10 06:11:07劉子民林堅(jiān)羅滔
        關(guān)鍵詞:刮水器膠管高樓

        劉子民 林堅(jiān) 羅滔

        摘要:本文介紹了一種自動(dòng)清潔窗戶設(shè)計(jì),通過(guò)位于窗戶頂部的噴口部分的噴水裝置自動(dòng)打開對(duì)玻璃表面進(jìn)行噴水濕潤(rùn)的初步處理,清潔部分內(nèi)安裝的清潔液膠管通過(guò)噴頭將清洗液噴在刮水器上,同時(shí)相應(yīng)的刮水器對(duì)窗戶進(jìn)行有效清潔;在電機(jī)帶動(dòng)下安裝在同步帶上的升降裝置帶動(dòng)刮水器作上下的反復(fù)運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)窗戶自上而下的清潔。通過(guò)單片機(jī)過(guò)濾蓄水部分將清潔過(guò)程中的水進(jìn)行過(guò)濾,并將已經(jīng)過(guò)濾清潔好的水存儲(chǔ)在窗戶底部的蓄水裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的循環(huán)使用。

        關(guān)鍵詞:自動(dòng)清潔;高空安全

        一、設(shè)計(jì)背景

        隨著社會(huì)的發(fā)展城市化區(qū)域越來(lái)越大,城市的建設(shè)也越來(lái)越完善,為了保證高樓內(nèi)的透光性和減低高樓承重,高樓通常會(huì)使用玻璃代替墻體,如何清潔高樓玻璃成了一件不僅危險(xiǎn)而且麻煩的事。現(xiàn)如今大部分的高樓擦窗都還是人工清潔,這就需要專門的擦窗人員進(jìn)行高空作業(yè),存在一定的全隱患,這就使得智能搞效的高樓窗戶的清潔裝置越來(lái)越具有市場(chǎng)潛力。 目前產(chǎn)品有磁力擦窗器、U型擦窗器、擦窗機(jī)器人等,但普遍存在使用時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)受力點(diǎn)不均勻、價(jià)格昂貴、存在安全隱患等問(wèn)題。

        二、整體設(shè)計(jì)

        如圖1所示是利用Solidworks建模軟件繪制的高層玻璃窗戶清潔器的3D結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1中可以看其結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)調(diào)查我們得知一般家用窗戶(平推窗)的尺寸大小為0.8m*1.2m,所以我們考慮利用模塊化的方式代替整窗戶,或者鑲嵌在高層寫字樓的玻璃隔板中,比起掛在外面的裝置安全性更高。內(nèi)置的玻璃可以做成有一定弧度的玻璃板,提高玻璃清潔能力。此產(chǎn)品利用電機(jī)、單片機(jī)等模塊實(shí)現(xiàn)更多智能化的功能,清洗裝置中安裝了的噴水和刮水器的裝置從而實(shí)現(xiàn)了窗戶玻璃的自動(dòng)清潔。

        三、工作流程

        首先是位于窗戶頂部的噴口部分的噴水裝置會(huì)自動(dòng)打開先對(duì)玻璃表面進(jìn)行噴水濕潤(rùn)的初步處理,其次清潔部分內(nèi)安裝的清潔液膠管通過(guò)噴頭將清洗液噴在刮水器上,同時(shí)相應(yīng)的從而方便后面刮水器對(duì)窗戶的有效清潔;在電機(jī)帶動(dòng)下安裝在同步帶上的升降裝置帶動(dòng)刮水器作上下的反復(fù)運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)窗戶自上而下的清潔。在使用完畢后,刮水器自動(dòng)回到窗框外側(cè)的上檐,這樣就不會(huì)影響到用戶對(duì)窗戶的觀感。單片機(jī)會(huì)控制電機(jī)讓過(guò)濾蓄水部分將清潔過(guò)程中的水進(jìn)行過(guò)濾,并將已經(jīng)過(guò)濾清潔好的水存儲(chǔ)在窗戶底部的蓄水裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的循環(huán)使用。

        四、創(chuàng)新點(diǎn)

        (一)噴口部分,該部分功能包括噴水頭、上行蓄水池,噴水頭采用了錐形的設(shè)計(jì):大口徑進(jìn)水,小口徑出水。這樣設(shè)計(jì)的噴水頭可以提高噴出的水的壓力。噴水口的位置交錯(cuò)分布,從而使噴出的水可以覆蓋更廣的窗戶面。

        (二)升降部分設(shè)計(jì),升降裝置是由做支撐的40*40型材、同步帶、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪以及連接清潔部分的升降移動(dòng)的裝置組成。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主動(dòng)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn),同時(shí)主動(dòng)輪帶動(dòng)與從動(dòng)輪外嚙合的同步帶開始運(yùn)動(dòng),升降移動(dòng)裝置固定在同步帶上的,如圖表 2從而實(shí)現(xiàn)雨刷的上下移動(dòng),齒輪同步帶的效率高且噪聲小,因此升降裝置在上下移動(dòng)的過(guò)程中不會(huì)發(fā)出大的噪聲影響用戶的正常生活,可以給用戶帶來(lái)更加舒適的生活環(huán)境。

        (三)清潔部分,該部分由噴水頭、刮水器、清洗液膠管、水膠管以及外殼組成,在外殼裝置內(nèi)部設(shè)置有清潔液膠管和水膠管提高清潔裝置的局部清潔能力,

        (四)過(guò)濾及蓄水部分,該部分功能包括對(duì)清潔過(guò)程留下的水進(jìn)行過(guò)濾、在下雨天蓄水,保證裝置低能耗運(yùn)轉(zhuǎn)。其中,過(guò)濾器的設(shè)計(jì)制作尤為重要,設(shè)計(jì)成有一定坡度的槽形過(guò)濾器,在過(guò)濾器尾部可以插入一個(gè)可控開閉的在過(guò)閥門,通過(guò)PLC控制設(shè)計(jì)成在大雨天時(shí)自動(dòng)關(guān)閉,這樣設(shè)計(jì)不僅可以充分清潔過(guò)濾網(wǎng)防止過(guò)濾裝置堵塞,而且可以提高過(guò)濾后儲(chǔ)蓄水的質(zhì)量。

        五、結(jié)束語(yǔ)

        高樓窗戶清潔裝置具有很大的市場(chǎng)針對(duì)以上問(wèn)題,設(shè)計(jì)一種操作方便、效率高、安全可靠的高層玻璃窗戶清潔裝置,可以方便地清潔窗戶玻璃的外側(cè),并且代替人工清潔實(shí)現(xiàn)節(jié)約時(shí)間,減少資源消耗。

        參考文獻(xiàn):

        [1]俞崇德,葉開國(guó),廖文斌,張林,楊丙輝.家用噴水式窗戶玻璃清潔器的設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018,9:38~39.

        [2]鄭耀翔.磁性擦窗器[J].磁性材料及器件,1985,3:74.

        [3]我國(guó)自主研發(fā)的首款擦窗機(jī)器人面世[J].機(jī)械,2011,38(11) :84.

        經(jīng)費(fèi)來(lái)源:廣西大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練自清潔窗戶202010595348項(xiàng)目成果。

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