多功能全自動可升降洗墻車

邢明洋 張曉彤 王凱 戴佳楠 吳宇婷 李曉紅

摘要：多功能全自動可升降洗墻車是一種能夠適用于大型、小型街道上墻壁或者薄板結(jié)構(gòu)的自動清洗工作的洗墻移動設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可控性高，清洗效果好。能夠完成洗墻車多階段、多動作、具有邏輯性洗墻工作。洗墻污水可做到回收并再利用，以達到綠色環(huán)保，能源回收再利用的目的。

1、設(shè)計背景

隨著我國車輛交通流量高速增加，穿行的車輛排出大量尾氣，同時車輛帶來的揚塵也很多，尾氣形成的炭黑，機油和揚塵帶來的灰塵混合在一起，最終沉積在墻壁表面。這些污漬會降低空氣質(zhì)量，影響行車安全，降低城市的整體形象。本項目設(shè)計的多功能自動洗墻車：噴出的高壓水簾對墻面產(chǎn)生的沖擊力，將污漬和灰塵從墻面剝離，融入水流流下，從而達到清洗墻面的效果，隨著車輛向前行駛，實現(xiàn)墻面整體的清洗。

2、設(shè)計理念

完成一款多功能全自動洗墻車功能及結(jié)構(gòu)設(shè)計使其能夠適用于大型、小型街道上墻壁或者薄板結(jié)構(gòu)的自動清洗工作，并滿足簡單緊湊，成本低廉，穩(wěn)定性高，清洗效果好的結(jié)構(gòu)特點，能夠支撐洗墻車完成工作3小時，累計工作長度15公里墻面清洗工作的水循環(huán)及負(fù)載系統(tǒng)并擁有自動清洗，自動報警，自動識別等自動清洗功能。

3、現(xiàn)狀分析

隨著科技的不斷進步，各種自動清洗車輛在各個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。從清洗方式來看，隧道墻面清洗車主要分為兩類：高壓水清洗方式和毛刷清洗方式。

（1）高壓水清洗方式

高壓水清洗方式的原理是：噴出的高壓水簾對墻面產(chǎn)生的沖擊力，將污漬和灰塵從墻面剝離，并溶入水流流下，從而達到清洗墻面的效果。高壓水泵泵出的高壓水在墻面上形成一條高壓水簾，隨著車輛的向前行駛，實現(xiàn)隧墻面的清洗。

（2）毛刷清洗方式

毛刷清洗方式的原理是：利用低壓水泵將洗滌液噴射到墻面和滾刷，起到濕潤墻面、軟化污漬和降低污漬附著力的作用，接著用高速旋轉(zhuǎn)的毛刷刷洗墻面，利用刷毛沖擊力完全剝離墻面上的污漬混合物，最后用清水沖洗墻面，將污漬和污水從墻面沖洗到路面的排水溝，隨著車輛的向前行駛，實現(xiàn)隧道墻面的清洗。

4、 工作原理及過程

本設(shè)計產(chǎn)品洗墻車，能夠針對不同的墻面，在保證不損壞薄板結(jié)構(gòu)的墻面的前提下，克服洗墻時清洗水的干擾，高可靠性地實現(xiàn)洗刷與墻面之間的水平和垂直方向的位置穩(wěn)定。本設(shè)計產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，在洗墻車的洗刷上安裝有傳感器連接座，傳感器安裝在連接座內(nèi)，連接座的前端安裝有擋水罩，可以防止清洗墻面的清潔水對傳感器的干擾，實現(xiàn)對墻面的實時檢測，保證自動調(diào)刷。

本設(shè)計產(chǎn)品洗墻車的運行過程如圖4所示，在洗墻車的底盤大梁和水箱縱梁處安裝有板簧穩(wěn)定油缸，在清洗作業(yè)前，系統(tǒng)將安裝在底盤大梁和水箱縱梁上的穩(wěn)定油缸伸出，用穩(wěn)定油缸承受上裝重量，使地盤板簧處于松弛狀態(tài)，保證輪胎與大梁的相對位置不會因為外部原因發(fā)生變化，既保證了洗刷在作業(yè)過程中的穩(wěn)定，而且在洗墻車高速行駛狀態(tài)，可將板簧穩(wěn)定系統(tǒng)復(fù)位，收回油缸，使板簧正常工作。

本項目相關(guān)技術(shù)指標(biāo)：

（1）發(fā)動機功率：180KW;

（2）作業(yè)時的車速：1.35～5km/h;

（3）單次作業(yè)時間：120min;

（4）最大清洗范圍：4.0m;

（5）清洗高度：0.2～0.5m。

5、創(chuàng)新點

（1）一款多功能全自動洗墻車能夠適用于大型、小型街道上墻壁或者薄板結(jié)構(gòu)的自動清洗工作。

（2）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低廉，穩(wěn)定性高，清洗效果好。

（3）能夠支撐洗墻車清洗工作的水循環(huán)及負(fù)載系統(tǒng)。

（4）能夠完成自動清洗，自動報警，自動識別等自動清洗控制系統(tǒng)設(shè)計。

（5）能夠完成洗墻車多階段、多動作、具有邏輯性洗墻工作。

（6）能夠在洗墻車的工作時限內(nèi)，回收并再利用洗墻污水，以達到綠色環(huán)保，能源回收再利用的目的。

6、結(jié)束語

目前多數(shù)洗墻產(chǎn)品一般采用手動控制，無法準(zhǔn)確控制位置，影響清洗效果;針對現(xiàn)有技術(shù)問題，本設(shè)計產(chǎn)品提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低廉，穩(wěn)定性高，清晰效果好的洗墻車，能夠針對不同的墻面，在保證不損壞薄板結(jié)構(gòu)的墻面的前提下，克服洗墻時清洗水的干擾，高可靠性地實現(xiàn)洗刷與墻面之間的水平和豎直放方向的位置穩(wěn)定且在洗墻車的底盤大梁和水箱縱梁處安裝板簧穩(wěn)定油缸，來保證洗刷在作業(yè)過程中的穩(wěn)定。這不僅僅方便了人們的生活，同時也節(jié)約了水資源的浪費，合理利用水自然共創(chuàng)人與自然地美好社會。

參考文獻：

[1]王珠烤、壁面自動清洗機器人關(guān)鍵技術(shù)研究[D]，上海：上海大學(xué)，2010.

[2]哈爾流工業(yè)大學(xué)、雙柔索驅(qū)動的玻璃馨墻清潔機器人：中國，1034573LA[P]，2013-1

[3]置南大學(xué)、基于足式爬壁的智能玻璃清潔機器人：中國，103032934A[P]，20130508.

[4]蔣貞榮、高樓玻璃馨墻自動清洗系統(tǒng)：中國，205314876U[P]2015-12-04.

項目：大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目”多功能全自動可升降洗墻車”（編號：2021101480089）