多功能全自动可升降洗墙车

邢明洋 张晓彤 王凯 戴佳楠 吴宇婷 李晓红

摘要：多功能全自动可升降洗墙车是一种能够适用于大型、小型街道上墙壁或者薄板结构的自动清洗工作的洗墙移动设备。其结构简单紧凑，可控性高，清洗效果好。能够完成洗墙车多阶段、多动作、具有逻辑性洗墙工作。洗墙污水可做到回收并再利用，以达到绿色环保，能源回收再利用的目的。

1、设计背景

随着我国车辆交通流量高速增加，穿行的车辆排出大量尾气，同时车辆带来的扬尘也很多，尾气形成的炭黑，机油和扬尘带来的灰尘混合在一起，最终沉积在墙壁表面。这些污渍会降低空气质量，影响行车安全，降低城市的整体形象。本项目设计的多功能自动洗墙车：喷出的高压水帘对墙面产生的冲击力，将污渍和灰尘从墙面剥离，融入水流流下，从而达到清洗墙面的效果，随着车辆向前行驶，实现墙面整体的清洗。

2、设计理念

完成一款多功能全自動洗墙车功能及结构设计使其能够适用于大型、小型街道上墙壁或者薄板结构的自动清洗工作，并满足简单紧凑，成本低廉，稳定性高，清洗效果好的结构特点，能够支撑洗墙车完成工作3小时，累计工作长度15公里墙面清洗工作的水循环及负载系统并拥有自动清洗，自动报警，自动识别等自动清洗功能。

3、现状分析

随着科技的不断进步，各种自动清洗车辆在各个领域都有着广泛的应用。从清洗方式来看，隧道墙面清洗车主要分为两类：高压水清洗方式和毛刷清洗方式。

（1）高压水清洗方式

高压水清洗方式的原理是：喷出的高压水帘对墙面产生的冲击力，将污渍和灰尘从墙面剥离，并溶入水流流下，从而达到清洗墙面的效果。高压水泵泵出的高压水在墙面上形成一条高压水帘，随着车辆的向前行驶，实现隧墙面的清洗。

（2）毛刷清洗方式

毛刷清洗方式的原理是：利用低压水泵将洗涤液喷射到墙面和滚刷，起到湿润墙面、软化污渍和降低污渍附着力的作用，接着用高速旋转的毛刷刷洗墙面，利用刷毛冲击力完全剥离墙面上的污渍混合物，最后用清水冲洗墙面，将污渍和污水从墙面冲洗到路面的排水沟，随着车辆的向前行驶，实现隧道墙面的清洗。

4、 工作原理及过程

本设计产品洗墙车，能够针对不同的墙面，在保证不损坏薄板结构的墙面的前提下，克服洗墙时清洗水的干扰，高可靠性地实现洗刷与墙面之间的水平和垂直方向的位置稳定。本设计产品内部结构如图3所示，在洗墙车的洗刷上安装有传感器连接座，传感器安装在连接座内，连接座的前端安装有挡水罩，可以防止清洗墙面的清洁水对传感器的干扰，实现对墙面的实时检测，保证自动调刷。

本设计产品洗墙车的运行过程如图4所示，在洗墙车的底盘大梁和水箱纵梁处安装有板簧稳定油缸，在清洗作业前，系统将安装在底盘大梁和水箱纵梁上的稳定油缸伸出，用稳定油缸承受上装重量，使地盘板簧处于松弛状态，保证轮胎与大梁的相对位置不会因为外部原因发生变化，既保证了洗刷在作业过程中的稳定，而且在洗墙车高速行驶状态，可将板簧稳定系统复位，收回油缸，使板簧正常工作。

本项目相关技术指标：

（1）发动机功率：180KW;

（2）作业时的车速：1.35～5km/h;

（3）单次作业时间：120min;

（4）最大清洗范围：4.0m;

（5）清洗高度：0.2～0.5m。

5、创新点

（1）一款多功能全自动洗墙车能够适用于大型、小型街道上墙壁或者薄板结构的自动清洗工作。

（2）结构简单紧凑，成本低廉，稳定性高，清洗效果好。

（3）能够支撑洗墙车清洗工作的水循环及负载系统。

（4）能够完成自动清洗，自动报警，自动识别等自动清洗控制系统设计。

（5）能够完成洗墙车多阶段、多动作、具有逻辑性洗墙工作。

（6）能够在洗墙车的工作时限内，回收并再利用洗墙污水，以达到绿色环保，能源回收再利用的目的。

6、结束语

目前多数洗墙产品一般采用手动控制，无法准确控制位置，影响清洗效果;针对现有技术问题，本设计产品提供一种结构简单紧凑，成本低廉，稳定性高，清晰效果好的洗墙车，能够针对不同的墙面，在保证不损坏薄板结构的墙面的前提下，克服洗墙时清洗水的干扰，高可靠性地实现洗刷与墙面之间的水平和竖直放方向的位置稳定且在洗墙车的底盘大梁和水箱纵梁处安装板簧稳定油缸，来保证洗刷在作业过程中的稳定。这不仅仅方便了人们的生活，同时也节约了水资源的浪费，合理利用水自然共创人与自然地美好社会。

参考文献：

[1]王珠烤、壁面自动清洗机器人关键技术研究[D]，上海：上海大学，2010.

[2]哈尔流工业大学、双柔索驱动的玻璃馨墙清洁机器人：中国，1034573LA[P]，2013-1

[3]置南大学、基于足式爬壁的智能玻璃清洁机器人：中国，103032934A[P]，20130508.

[4]蒋贞荣、高楼玻璃馨墙自动清洗系统：中国，205314876U[P]2015-12-04.

项目：大学生创新训练项目“多功能全自动可升降洗墙车”（编号：2021101480089）