用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法.pdf

本发明公开了一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法。基于水流通过水射流抽气元件时所产生的进口增压、缩口负压的流体力学特性，利用缩口负压为清洗机器人的真空吸盘抽气，实现清洗机器人在所清洗壁面的吸附，将水射流抽气元件进口处高压引入液压驱动机构，为清洗机器人在清洗壁面的行走提供动力，流过水射流抽气元件用于抽气的水流与引入液压驱动机构水流，在完成各自功能后，一起流入清洗机构，为壁面清洗提供用水，以水流作为唯一外部动力源，实现清洗机器人的抽气、驱动、清洗三大功能，相比于背景技术，结构更为简单、可靠，降低了清洗机器人制造成本及对附属设施的依赖。

1.  一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法，其特征在于：利用水流通过水射流抽气元件时所产生的进口增压、缩口负压的流体力学特性，以水流作为外部动力源，实现清洗机器人的抽气、驱动与清洗功能。

2.  根据权利要求1所述的一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法，其特征在于：水射流抽气元件由喷嘴和文丘里管两部分组成，水流通过喷嘴，流速得以提高，成为高速水射流，高速水射流通过文丘里管缩口，在文丘里管缩口处产生负压，利用该负压为清洗机器人的真空吸盘抽气，实现清洗机器人在所清洗壁面的吸附。

3.  根据权利要求1所述的一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法，其特征在于：水流通过水射流抽气元件时，由于水射流抽气元件内部细小喷嘴的节流作用，水射流抽气元件进口处液体压力升高，在该处将高压水流引入液压驱动机构，为清洗机器人在清洗壁面的行走提供动力。

4.  根据权利要求1所述的一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法，其特征在于：水射流抽气元件用于抽气的水流与引入液压驱动机构水流，在完成各自功能后，一起流入清洗机构，为壁面清洗提供用水。

用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法
技术领域
本发明涉及高墙清洗机器人，尤其涉及一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法。
背景技术
现代化城市，高楼大厦林立，越来越多的大厦采用大玻璃窗改善透光性或装饰外墙，因此玻璃的洁净度对窗户的透光功能和市容市貌都有很大影响，必须定期对玻璃窗进行清洗。目前大厦外墙玻璃的清洗，仍以人工作业为主，清洁工人的高空作业不仅劳动强度大，而且还具有一定的危险性，近年来也常有清洁工人坠楼伤亡事故的报道，因此需要研制安全高效的清洗机器人来代替人工作业。
目前已有几种真空吸附清洗机器人能够实现自动爬行、供水和擦窗的功能，但它们几乎都存在共同的问题：水电气分路控制。供水清洗、爬行驱动和真空吸附三个系统相互独立：需要水泵供给清洗用水，气泵产生吸附所需的真空，气缸或电机驱动机器人爬行。机器人整体机构复杂，增加了清洗机器人的附属设施和制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用水射流原理实现清洗机器人抽气、驱动与清洗的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
利用水流通过水射流抽气元件时所产生的进口增压、缩口负压的流体力学特性，以水流作为外部动力源，实现清洗机器人的抽气、驱动与清洗功能。
水射流抽气元件由喷嘴和文丘里管两部分组成，水流通过喷嘴，流速得以提高，成为高速水射流，高速水射流通过文丘里管缩口，在文丘里管缩口处产生负压，利用该负压为清洗机器人的真空吸盘抽气，实现清洗机器人在所清洗壁面的吸附。
水流通过水射流抽气元件时，由于水射流抽气元件内部细小喷嘴的节流作用，水射流抽气元件进口处液体压力升高，在该处将高压水流引入液压驱动机构，为清洗机器人在清洗壁面的行走提供动力。
水射流抽气元件用于抽气的水流与引入液压驱动机构水流，在完成各自功能后，一起流入清洗机构，为壁面清洗提供用水。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
以水流作为唯一外部动力源，实现清洗机器人的抽气、驱动、清洗三大功能，相比于背景技术，结构更为简单、可靠，降低了清洗机器人制造成本及对附属设施的依赖。
附图说明
图1是本发明方法的原理图。
图2是水射流抽气元件内部结构示意图。
图中：1、进水口，2、水射流抽气元件，3、清洗机构，4、出水口，5、电磁阀，6、真空吸盘，7、液压驱动机构，8、水射流抽气元件进水口，9、喷嘴，10、文丘里管缩口，11、文丘里管，12，水射流抽气元件出水口，13、水射流抽气元件抽气口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图2所示，水射流抽气元件2由喷嘴9和文丘里管11两部分组成。一股水流由水射流抽气元件进水口8流入水射流元件2，通过细小喷嘴9，流速得以提高，成为高速水射流，高速水射流通过文丘里管缩口10，根据流体力学原理，在文丘里管缩口10处产生负压，利用该负压通过水射流抽气元件抽气口13为清洗机器人的真空吸盘6抽气(如图1所示)，实现清洗机器人在所清洗壁面的吸附。完成抽气功能后的水流由水射流抽气元件出水口12流出。
如图2所示，水流通过水射流抽气元件2时，水射流抽气元件2内部细小喷嘴9相当于一个节流口，根据流体力学原理，由于喷嘴9的节流作用，水射流抽气元件进水口8处液体压力升高，在该处将高压水流引入液压驱动机构7(如图1所示)，驱动清洗机器人在清洗壁面行走。
如图1所示，图中实线箭头表示水流方向，水流从进水口1流入，在水射流抽气元件进水口8处把水流分成两股，一股通入到水射流抽气元件2用于产生负压，为真空吸盘6抽气，抽气过程中气体流向如虚箭头所示：真空吸盘6中的空气流经电磁阀5进入到水射流抽气元件2的水射流抽气元件抽气口13，当电磁阀5开启，气路接通，真空吸盘6抽气吸附；当电磁阀5关闭，气路切断，真空吸盘6放气松开。另一股水流通入到液压驱动机构7，液压驱动机构7与真空吸盘6相连接，液压驱动机构7的动作与真空吸盘6的吸、放动作相结合，实现清洗机器人在清洗壁面上行走。通入到水射流抽气元件2用于产生负压的水流与通入到液压驱动机构7用于驱动清洗机器人的水流，在完成各自功能后又在水射流抽气元件出水口12处被并成一股一起流入清洗机构3，为壁面清洗提供用水，清洗机构3可采用滚筒毛刷等机械结构实现清洗功能，经过清洗机构3的水流最后通过出水口4排出。