超声波清洗设备的制作方法

1.本发明涉及清洗技术领域，更具体地说，本发明涉及一种超声波清洗设备。


背景技术：

2.随着新能源技术的不断推广，光伏不但用于发电厂，还广泛用于家庭住户以及学校等地方。以学校为例，学校道路、教学建筑、办公建筑、商业建筑、宿舍建筑、体育建筑等都广泛设置有光伏板。
3.不单是上述光伏板，学校的建筑墙面(包括玻璃板墙面和瓷砖墙面)和户外显示屏的也需要定期清洁，清洁作业工作量非常大。
4.超声波清洗已经是一种非常成熟的清洗技术，常用于机械工件、医疗器械、半导体晶片、钟表首饰以及纺织物的清洗，超声波清洗的原理是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。但是超声波清洗技术的应用因清洗的物体不同而不同，物体的结构形状、材料以及待清洗面的理化性质都会影响超声波清洗的效果，因此超声波清洗工具需要根据清洗的物体设计，才能发挥超声波清洗的最大效果。
5.与常规工件不同的是，建筑包括学校教学楼、办公楼的墙面和玻璃板，以及广泛设置在学校内的光伏板和户外显示屏等等这些东西已经固定在某一处，需要清洗设备来适应这些墙面、玻璃板、光伏板和户外显示屏，但是现有技术中并没有专门用于清洗墙面、玻璃板、光伏板和显示屏的设备，只能依靠人工手持刷子或拖把等刷洗工具进行清洁作业，不但清洗效率低，且清洗效果参差不齐。
6.因此，亟需设计一种能够解决上述问题的超声波清洗设备。


技术实现要素：

7.本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
8.本发明的另一个目的是提供一种适用于建筑墙面、玻璃板、光伏板和户外显示屏等固定物的超声波清洗设备。
9.本发明的另一个目的是提供一种能够减少清洗液沿墙面、玻璃板、光伏板和户外显示屏流走的超声波清洗设备。
10.本发明的另一个目的是提供一种能够提高清洗效果的超声波清洗设备。
11.本发明的原理如下：
12.通过设置液压升降柱抬高或降低横梁的高度，以调节悬挂在横梁上的壳体以及安装在壳体内部的清洗组件相对待清洗面的距离，获得更佳的清洗效果。
13.超声波换能器产生的超声波振动能通过振动板传递到刷丝以及刷丝表面的水；在超声波振动能的作用下刷丝剧烈振动，当刷丝贴近待清洗面时，能够对待清洗面清扫；同时在超声波振动能和刷丝的振动作用下，刷丝表面的水产生空化效应、加速效应和直进流效应，精确作用在待清洗面，刷丝结合水双重作用，达到刷洗待清洗面的目的。
14.超声波的直进流效应能够使得水沿声波的传播方向前进，虽然超声波垂直入射到待清洗面也能达到清洗的效果，但是水垂直冲击待清洗面会使得污渍向两边溅射分散，不但不利于污渍的收集，且污渍容易污染已经清理过的待清洗面或是沉积在刷丝缝隙中；而超声波以倾斜的角度入射到待清洗面时，水流能够倾斜冲击污渍，不但能够更加容易将污渍铲起，且能够一致将污渍往前推，利于污渍集中被另外设置的吸水板吸走，同时避免污渍重新卷入到刷丝中或是已经清洗过的区域。为了达到能够调节超声波入射角度的目的，本发明通过设置调摆装置，利用调摆电机转动驱动齿轮，齿轮与设置在壳体上的弧形板啮合，进而驱动壳体摆动，作为一个整体，设置在壳体内部的清洗组件也因此改变相对待清洗面的相对角度。
15.通过在操作手杆的一端设置旋转调节装置，利用伺服电机驱动横梁旋转，从而改变横梁与操作手杆的交叉角度，当横梁与操作手杆呈垂直交叉状态时，方便操作手杆推动横梁前后移动以对待清洗面清洗，当横梁与操作手杆呈一线重叠状态时，方便操作手杆推到横梁左右摆动以对待清洗面清洗，呈其他交叉状态时，方便其他方位或姿态的操作清洗。
16.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种超声波清洗设备，其中，包括：
17.横梁，其两端支撑有液压升降柱，所述液压升降柱顶端支撑所述横梁，底端可转动设置有轮体，所述轮体使得超声波清洗设备更加容易沿待清洗面移动，所述液压升降柱用于抬高或降低横梁，最终会改变清洗组件相对待清洗面的距离，合适的距离使得清洗组件上的刷丝与待清洗面保持一定的接触压力，便于清除待清洗面的污渍。所述轮体的外周打磨形成光滑的轮面，所述轮面上粘附有均匀厚度的橡胶层或硅胶层，所述轮体的内部挖空形成密闭的空心结构。玻璃墙体、光伏板、户外显示屏这些这样固定物虽然做了保护处理，但是应当减少尖锐的物体的碰撞和破坏。当轮体在待清洗面上行走时，如果轮面存在凸点，在清洗组件和横梁的重压下，凸点容易将待清洗面顶破，因此需要将轮体的外周打磨形成光滑的轮面，同时粘附橡胶层增加缓冲，光滑的轮面分散了重力，降低了顶破待清洗面的风险。同时将轮体设置成密封的空心结构能够在减少重量的同时，避免水分和污渍进入到轮体内。
18.盒式的壳体，其以可左右摆动的方式悬挂在所述横梁下方，所述壳体内部具有盒腔，底部敞开形成盒口；壳体用于安装清洗组件，同时保护清洗组件。
19.调摆装置，其包括：固定在所述横梁上的调摆电机、同心固定在所述调摆电机转动轴上的齿轮、以及固定在所述壳体顶部的弧形板，所述弧形板的凹面朝上，所述弧形板的凹面内设置有齿槽，所述齿槽与所述齿轮啮合以使得调摆电机能够驱动所述壳体左右摆动，以调节清洗组件相对待清洗面的相对角度，为了清洗组件保持在特定倾斜角度，调摆电机可以是步进电机或伺服电机，而齿轮与弧形板通过啮合的方式结合，可以防止打滑，也解决了传统技术中清洗组件不能随意调节相对待清洗面的相对倾斜角度的问题。
20.操作手杆，其顶端设置有一旋转调节装置，所述旋转调节装置包括：伺服电机、控制器以及控制开关，所述伺服电机固定在所述操作手杆上，所述伺服电机的转轴与所述横梁的中点连接，所述伺服电机用于驱动横梁的旋转，所述伺服电机与所述控制器连接，所述控制器与所述控制开关连接，所述控制器根据控制的信号控制所述伺服电机的正反转；通过旋转调节装置改变横梁空间状态，操作手杆使得横梁以及下方的清洗组件以不同的姿态
对待清洗面清洗，丰富操作的姿势。所述操作手杆的顶端还设置有照明灯和摄像头，所述照明灯和摄像头朝下指向所述待清洗面，所述操作手杆上还可拆卸设置有微型显示器，所述摄像头与所述微型显示器通过无线连接，所述微型显示器显示所述摄像头拍摄的图像；当清理一些死角时，照明灯可以将这些死角照亮，摄像头可以拍摄死角的状况，微型显示器及时将死角状况图像显示，操作工人可以根据图像对死角清理，从而解决了工作人员无法看清死角而不能有效清理死角的问题。
21.清洗组件，其设置在所述壳体的盒腔内，所述清洗组件包括：超声波换能器、振动板、刷丝以及供水管道，所述刷丝固定在所述振动板的一个板面上，且所述刷丝伸出所述壳体的盒口，所述超声波换能器与所述振动板接触，所述超声波换能器产生的声波振动能从振动板传递到所述刷丝，其中，所述刷丝的表面设置有沟槽，所述沟槽从所述刷丝的一端伸延至另一端，所述刷丝连接至所述供水管道以使得供水管道内的水经过沟槽流经所述刷丝的表面，所述刷丝以及刷丝表面流淌的水在声波振动能的作用下对待清洗面刷洗；超声波换能器产生的超声波振动能通过振动板传递到刷丝以及刷丝表面的水；在超声波振动能的作用下刷丝剧烈振动，当刷丝贴近待清洗面时，能够对待清洗面清扫；同时在超声波振动能和刷丝的振动作用下，刷丝表面的水产生空化效应、加速效应和直进流效应，精确作用在待清洗面，刷丝结合水双重作用，达到刷洗待清洗面的目的。这样的结构设计提高了清洗的准确性，也提高了清洗的效果。另外，所述盒腔与清洗组件之间的空隙还可以设置有缓冲材料填充，所述缓冲材料为气泡垫或泡沫塑料；气泡垫和泡沫塑料填充盒腔与清洗组件之间的空隙后，能够减少振动往壳体传递，减轻了操作手杆的震动感，同时气泡垫和泡沫塑料不吸水，质轻，不容易吸水增加重量。
22.吸水板，其包括对称设置在所述壳体的左右两侧的左吸水板和右吸水板，所述吸水板为中空结构，所述吸水板的底面可拆卸设置有海绵层，所述海绵层通过设置在吸水板底面的吸水孔与所述中空结构连通，所述吸水板倾斜向上设置以使得所述壳体左右摆动时左吸水板或右吸水板上的海绵层贴合至所述待清洗面，所述中空结构与另外设置的抽吸泵连通，所述抽吸泵用于将待清洗面上的水分吸走。吸水板可以将清洗组件喷出粘附到待清洗面的水分连同污渍一同吸走，避免水分四处流走，污染其他地方。另外，所述吸水板与壳体之间可以连接有弹性支撑件，所述弹性支撑件弹性支撑所述吸水板，弹性支撑件可以在吸水板贴合至待清洗面时，弹性支撑所述吸水板，保证吸水板能够压在待清洗面上，也使得吸水板与待清洗面的接触更加具有弹性，避免撞坏。
23.优选的是，所述的超声波清洗设备中，所述弧形板的两端分别设置有压力开关，所述压力开关与所述调摆电机串联，所述齿轮沿所述弧形板凹面转动至触发所述压力开关时，所述压力开关控制所述调摆电机停转。到齿轮转动到弧形板端头时，触发压力开关，压力开关及时将调摆电机停止，从而限定了壳体的左右摆动角度，避免摆动的角度过大，也使得摆动角度更加精确易用控制。
24.优选的是，所述的超声波清洗设备中，所述操作手杆为伸缩式操作手杆。使得操作更加灵活。
25.优选的是，所述的超声波清洗设备中，所述控制开关设置在所述操作手杆尾端与手持位置相对应的位置。方便手操控控制开关。
26.优选的是，所述的超声波清洗设备中，所述操作手杆上还设置有调节开关，所述调
节开关与所述液压升降柱连接，所述调节开关用于控制所述液压升降柱的升降。方便手动控制液压升降柱的升降，及时调整清洗组件与待清洗面的接触状况。
27.优选的是，所述的超声波清洗设备中，所述操作手杆上还设置有调摆开关，所述调摆开关与所述调摆电机连接，所述调摆开关用于控制所述调摆电机转动以改变壳体与待清洗面相对角度。方便及时手动调节清洗组件中超声波入射到待清洗面的角度。
28.优选的是，所述的超声波清洗设备中，还包括供水箱和回收箱，所述供水箱和回收箱组合形成整体，所述整体的底部设置有车轮，所述供水箱与所述供水管道连接供水，所述回收箱与所述抽吸泵连接以回收水。回收水后进行集中处理，避免水分洒落。
29.本发明至少包括以下有益效果：
30.本发明的壳体悬挂在横梁上，清洗组件安装在壳体内，横梁与操作手杆之间设置旋转调节装置连接，旋转调节装置能够改变横梁的摆向，使得清洗组件能够以不同的姿态对待清洗面清洗，增加了超声波清洗设备对墙面、玻璃板、光伏板以及户外显示屏等这些固定物的适应性和适用性，解决传统清洗设备无法适应配合固定物进行清洗的问题。
31.本发明在壳体和横梁之间设置了调摆装置，调摆装置依靠调摆电机驱动齿轮，齿轮与设置在壳体上的弧形板啮合，齿轮转动时驱动壳体摆动，使得安装在壳体内的清洗组件能够改变相对待清洗面的角度，特别是改变清洗组件中超声波入射到待清洗面的角度，使得超声波通过激发刷丝振动和激发水流倾斜入射到待清洗面将污渍清除，同时推动污渍集中清理，避免水流垂直冲击待清洗面造成污渍向两边溅射分散而产生污渍不容易收集以及污渍容易污染已经清理过的待清洗面或是沉积在刷丝缝隙中的问题。
32.本发明超声波换能器产生的超声波振动能通过振动板传递到刷丝以及刷丝表面的水；在超声波振动能的作用下刷丝剧烈振动，当刷丝贴近待清洗面时，能够对待清洗面清扫；同时在超声波振动能和刷丝的振动作用下，刷丝表面的水产生空化效应、加速效应和直进流效应，精确作用在待清洗面，刷丝结合水双重作用，达到刷洗待清洗面的目的。相比传统技术，本发明具有更高的清洗精确度和清洗效果。
33.本发明的吸水板对称设置在所述壳体的两侧，吸水板向上倾斜，当壳体进行左右摆动调整时，吸水板能够刚好水平贴合在待清洗面上，增加吸水板与待清洗面的接触面，保证待清洗面的水分完全被吸水板吸走，减少泄漏；同时吸水板中的海绵层可拆卸设置，污渍吸附在海绵层中，清洗完成后可见快速将海绵层替换。
34.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
35.图1为本发明所述的超声波清洗设备的正视图；
36.图2为本发明所述的超声波清洗设备的左视图；
37.图3为本发明所述的调摆装置调节壳体左右摆动时的状态图；
38.图4为本发明所述的横梁在不同摆向状态下的使用状态图；
39.图5为本发明所述的刷丝的横截面结构示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
41.如图1、2、3、4和5所示，一种超声波清洗设备，其中，包括：
42.横梁1，其两端支撑有液压升降柱2，所述液压升降柱2顶端支撑所述横梁1，底端可转动设置有轮体3，所述轮体3使得超声波清洗设备更加容易沿待清洗面移动，所述液压升降柱2用于抬高或降低横梁1，最终会改变壳体4内的清洗组件相对待清洗面的距离，合适的距离可使得清洗组件上的刷丝13与待清洗面保持一定的接触压力，便于清除待清洗面的污渍。
43.盒式的壳体4，其以可左右摆动的方式悬挂在所述横梁1下方，所述壳体4内部具有盒腔，底部敞开形成盒口；壳体用于安装清洗组件，同时保护清洗组件。具体来说，壳体4与横梁1通过铰接块5铰接以实现可自由左右摆动。
44.调摆装置，其包括：固定在所述横梁1上的调摆电机6、同心固定在所述调摆电机6转动轴上的齿轮7、以及固定在所述壳体4顶部的弧形板8，所述弧形板8的凹面朝上，所述弧形板8的凹面内设置有齿槽，所述齿槽与所述齿轮7啮合以使得调摆电机6能够驱动所述壳体4左右摆动，以调节壳体内部的清洗组件相对待清洗面的相对角度，调摆电机6可以是步进电机或伺服电机。
45.操作手杆9，其顶端设置有一旋转调节装置，所述旋转调节装置包括：伺服电机10、控制器以及控制开关，所述伺服电机10固定在所述操作手杆9上，所述伺服电机10的转轴与所述横梁1的中点连接，所述伺服电机用于驱动横梁以中点为圆心旋转，所述伺服电机10与所述控制器连接，所述控制器与所述控制开关连接，所述控制器根据控制的信号控制所述伺服电机的正反转，具体的，控制开关至少包括正转按钮、反转按钮和停止按钮，正转按钮发出正转信号、反转按钮发出反转信号、停止按钮发出停转信号，控制器根据对应的信号控制伺服电机正转、反转和停转；通过旋转调节装置改变横梁摆向状态，操作手杆使得横梁以及下方的清洗组件以不同的姿态对待清洗面清洗，丰富操作的姿势，如图4所示，位于上方的图为横梁1与操作手杆9互相垂直时的摆向状态，方便工作人员推拉动作以对待清洗面清洗；位于下方的图为横梁1与操作手杆9平行重叠时的摆向状态，方便工作人员左右摆动以对待清洗面清洗，除此之外，横梁还可以与操作手杆呈不同的交叉状态，适应清洗的需要。此外，所述操作手杆9的顶端还设置有照明灯和摄像头，所述照明灯和摄像头朝下指向所述待清洗面，摄像头拍摄待清洗面，所述操作手杆9上还可拆卸设置有微型显示器，所述摄像头与所述微型显示器无线连接以将拍摄的图像传送到微型显示器，所述微型显示器显示所述摄像头拍摄的图像；当清理一些死角时，照明灯可以将这些死角照亮，摄像头可以拍摄死角的状况，微型显示器及时将死角状况图像显示，操作工人可以根据图像对死角清理。
46.清洗组件，其设置在所述壳体4的盒腔内，所述清洗组件包括：超声波换能器11、振动板12、刷丝13以及供水管道，所述刷丝13固定在所述振动板12的下板面上，且所述刷丝13伸出所述壳体4的盒口，刷丝13用于贴近待清洗面，所述超声波换能器11与所述振动板12接触，所述超声波换能器11产生的声波振动能从振动板12传递到所述刷丝13，其中，具体如图5所示，所述刷丝13的表面设置有沟槽16，所述沟槽16从所述刷丝13的一端伸延至另一端，所述刷丝13连接至所述供水管道以使得供水管道内的水经过沟槽16流经所述刷丝13的表
面，所述刷丝13以及刷丝的沟槽16内流淌的水在声波振动能的作用下对待清洗面刷洗；具体来说，超声波换能器11产生的超声波振动能通过振动板12传递到刷丝13；在超声波振动能的作用下刷丝剧烈振动，当刷丝13贴近待清洗面时，能够对待清洗面清扫；同时在超声波振动能和刷丝13的振动作用下，刷丝13表面的水产生空化效应、加速效应和直进流效应，精确作用在待清洗面。供水管道可以布置在振动板的上表面或是独立设置在壳体内部。
47.吸水板14，其包括对称设置在所述壳体4的左右两侧的左吸水板和右吸水板，所述吸水板14为中空结构，所述吸水板14的底面可拆卸设置有海绵层15，所述海绵层15通过设置在吸水板14底面的吸水孔与所述中空结构连通，所述吸水板14倾斜向上设置以使得所述壳体4左右摆动时左吸水板或右吸水板上的海绵层15贴合至所述待清洗面，图3为调摆装置调节壳体左右摆动时的状态图，其中示出了左吸水板和右吸水板与待清洗面贴合的情况，位于上方的图为壳体4左摆时右吸水板贴近待清洗面的状态图，此时壳体4的盒口倾斜指向待清洗面，超声波清洗设备往左运动；位于中间的图为壳体4位于平衡位置的状态图，此时左吸水板和右吸水板均不与待清洗面接触；位于下方的图为壳体4右摆时左吸水板与待清洗面接触的状态图，此时壳体4的盒口朝左，超声波清洗设备向左运动；所述中空结构与另外设置的抽吸泵连通，当抽吸泵启动时，将中空结构抽成负压，然后将待清洗面的水分经海绵层15和吸水孔吸入到中空结构内，再被抽吸泵吸走。
48.进一步，在另一种实施方式中，所述弧形板8的两端分别设置有压力开关，所述压力开关与所述调摆电机6串联，所述齿轮7以所述弧形板8凹面作为轨道，转动至触发所述压力开关时，所述压力开关控制所述调摆电机停转，防止齿轮超出弧形板的凹面，也防止壳体摆动的角度过大。
49.进一步，在另一种实施方式中，所述操作手杆9为伸缩式操作手杆，使得操作更加灵活。
50.进一步，在另一种实施方式中，所述控制开关设置在所述操作手9尾端与手持位置相对应的位置，方便手操控控制开关。
51.进一步，在另一种实施方式中，所述操作手9上还设置有调节开关，所述调节开关与所述液压升降柱2连接，所述调节开关用于控制所述液压升降柱2的升降。
52.进一步，在另一种实施方式中，所述操作手杆上还设置有调摆开关，所述调摆开关与所述调摆电机连接，所述调摆开关用于控制所述调摆电机转动以改变壳体与待清洗面相对角度。
53.进一步，在另一种实施方式中，还包括另外独立设置的供水箱和回收箱，所述供水箱和回收箱组合形成整体，所述整体的底部设置有车轮，所述供水箱与所述供水管道连接供水，所述回收箱与所述抽吸泵连接以回收水。
54.进一步，在另一种实施方式中，所述轮体的外周打磨形成光滑的轮面，所述轮面上粘附有均匀厚度的橡胶层或硅胶层，所述轮体的内部挖空形成密闭的空心结构。玻璃墙体、光伏板、户外显示屏这些这样固定物虽然做了保护处理，但是应当减少尖锐的物体的碰撞和破坏。当轮体在待清洗面上行走时，如果轮面存在凸点，在清洗组件和横梁的重压下，凸点容易将待清洗面顶破，因此需要将轮体的外周打磨形成光滑的轮面，同时粘附橡胶层增加缓冲，光滑的轮面分散了重力，降低了顶破待清洗面的风险。同时将轮体设置成密封的空心结构能够在减少重量的同时，避免水分和污渍进入到轮体内。
55.进一步，在另一种实施方式中，所述盒腔与清洗组件之间的空隙还可以设置有缓冲材料填充，所述缓冲材料为气泡垫或泡沫塑料；气泡垫和泡沫塑料填充盒腔与清洗组件之间的空隙后，能够减少振动往壳体传递，减轻了操作手杆的震动感，同时气泡垫和泡沫塑料不吸水，质轻，不容易吸水增加重量。
56.进一步，在另一种实施方式中，所述吸水板与壳体之间可以连接有弹性支撑件，所述弹性支撑件弹性支撑所述吸水板，弹性支撑件可以在吸水板贴合至待清洗面时，弹性支撑所述吸水板，保证吸水板能够压在待清洗面上，也使得吸水板与待清洗面的接触更加具有弹性，避免撞坏。
57.本发明的实现过程如下：
58.工人操纵操作手杆将超声波清洗设备配合到待清洗面上，通过开关调摆开关控制调摆电机的转动，使得壳体摆动到与待清洗面成45
°
的位置，此时壳体的盒口以及清洗组件均倾斜指向待清洗面；通过调节开关调节液压升降柱，使得刷丝贴近到待清洗面，此时吸水板也贴合在待清洗面上；根据清洗的需要，通过控制开关调节横梁的摆向；启动超声波换能器和抽吸泵，同时通过供水管向刷丝供水，开始人工操作操作手杆推动超声波清洗设备沿待清洗面移动清洗。
59.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。