可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車的制造方法
【專利摘要】一種可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，可安裝在狹小空間內(nèi)，涉及機(jī)電自動化及塑性結(jié)構(gòu)物質(zhì)加工等領(lǐng)域。包括框架、閉環(huán)控制系統(tǒng)、特制軌道、運(yùn)動懸架、雙重檢測系統(tǒng)、主動多功能機(jī)械臂、輔助多功能機(jī)械臂、正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)、可升降風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)及側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)。其特征是安全電壓驅(qū)動，有正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)用語音引導(dǎo)車輛停放，有可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)和可伸縮可擺動的不對稱的主動多功能機(jī)械臂和輔助多功能機(jī)械臂圍繞車體上下、前后、左右自動完成檢測定位、沖水、打泡沫、全方位無死角吹干、可循環(huán)擦干。本機(jī)結(jié)構(gòu)新穎且實用，解決了類似無接觸洗車機(jī)等無有效風(fēng)干更無實用擦干裝置、需人工指揮和大量輔助及體積龐大等問題。
【專利說明】可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 一種可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，適合安裝在狹小空間內(nèi)高 效自動完成洗車流程。涉及機(jī)電自動化及塑性結(jié)構(gòu)物質(zhì)加工等多項【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種 新型的電腦自動洗車機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，汽車飛速進(jìn)入家庭，洗車服務(wù)市場巨大，就目前洗車方式而言主要有純手工 洗車和電腦洗車機(jī)洗車兩種方式，但都有許多不足，純手工洗車?yán)速M(fèi)人力，效率低。電腦洗 車分為全自動和無接觸兩類，全自動洗車機(jī)帶毛刷的售價高維護(hù)費(fèi)用高且體積龐大，不適 應(yīng)廣大中小洗車房的實際需要，目前市面上普通無接觸洗車機(jī)一般是自動沖水和噴灑泡 沫，其功能單一，自動化程度低，速度慢，為能在普通小洗車房的狹小空間內(nèi)快速高效的完 成洗車過程，我設(shè)計并制造了這款可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，同以 上兩種洗車方式相比其好處在于在保證功能較全，效率較高的基礎(chǔ)上大量縮小機(jī)器體積， 節(jié)省空間，節(jié)省人力和寶貴的水資源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種具備快速可靠自動完成的車型檢 測定位、立體式高壓沖水、打泡沫、全方位無死角強(qiáng)力吹干、有效擦干、實時語音提示自動引 導(dǎo)在正確范圍內(nèi)停車及語音糾正提示及警報且體積小巧適應(yīng)安裝在狹小空間內(nèi)又能進(jìn)行 省水模式和高壓模式間切換等多項功能于一體的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自 動洗車機(jī)，解決了普通全自動洗車機(jī)占用空間大及普通無接觸洗車機(jī)無全方位風(fēng)干功能， 更無擦干功能和工作速度慢需要大量人工輔助等問題，其最大特點(diǎn)在于對機(jī)械臂、軌道及 停車自動引導(dǎo)方式、在車體的上下、前后、左右全方位無死角強(qiáng)力風(fēng)干和有效擦干方面等進(jìn) 行創(chuàng)新及優(yōu)化設(shè)計。主要部件包括：簡潔實用的框架、閉環(huán)控制系統(tǒng)、特制軌道、運(yùn)動懸架、 雙重檢測系統(tǒng)、主動多功能機(jī)械臂、輔助多功能機(jī)械臂、正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)、可升降頂部風(fēng) 干擦干機(jī)構(gòu)、側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)。其特征在于在工作過程中，先由正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)用語音實時 引導(dǎo)待清洗車輛停放在安全合適的范圍內(nèi)，如車輛停放在危險區(qū)域內(nèi)則會有糾正的語音提 示，未完成糾正時運(yùn)動部件不工作，再根據(jù)雙重檢測系統(tǒng)中的超聲波傳感器、光電傳感器反 饋的數(shù)據(jù)由閉環(huán)控制系統(tǒng)計算后向各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)布指令，以驅(qū)動安裝在特制復(fù)合軌道上 24V安全直流電驅(qū)動的運(yùn)動懸架引導(dǎo)一個可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)和一對可伸縮且可擺動 的不對稱的主動多功能機(jī)械臂和輔助多功能機(jī)械臂圍繞車體的上下前后左右運(yùn)動并完成 清洗吹干擦干工作，兩機(jī)械臂上均集成了車型檢測定位、立體式?jīng)_水、打泡沫、全方位無死 角強(qiáng)力吹干、可循環(huán)擦干功能于一體，其中輔助多功能機(jī)械臂只有小幅度的伸縮動作，主 動多功能機(jī)械臂有伸縮和周期累計擺動270度角的動作，兩臂工作時距離車體25厘米沖水 打泡沫和距離10厘米強(qiáng)力吹干以實現(xiàn)高效率的清洗和有效的風(fēng)干和擦干，在兩多功能機(jī) 械臂的扇形噴頭組的供水管。其有益效果是：與目前市場上最相似的無接觸洗車機(jī)相比， 它比目前單臂式的機(jī)器清洗速度至少快2倍，比對稱雙臂式的節(jié)省至少2米長的運(yùn)行空間， 更重要的是功能要全面和強(qiáng)大的多，可升降伸縮機(jī)械臂完成真正安全貼近車體進(jìn)行高壓沖 洗噴淋泡沫和全方位無死角強(qiáng)力風(fēng)干及自動清潔擦車巾的有效擦干功能，自動指揮停車入 位，通過在機(jī)械臂及運(yùn)動部件上高度集成多項功能的方式使得整機(jī)體積更加小巧，可以安 裝在狹小的空間內(nèi)，自動化程度更高，無需停車入位人工指揮，無需人工打泡沫和擦干，主 動被動安全保障措施更全面，更省水、檢測定位和控制手段更全面可靠，大量使用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng) 度耐腐蝕的塑性材料使重量很輕且外形美觀堅固耐用。
[0004] 在閉環(huán)控制系統(tǒng)的實施方式中根據(jù)實際配置情況使用相配套完全自主開發(fā)的控 制程序控制用PLC、步進(jìn)電機(jī)和編碼器等構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其有益效果是控制更精確， 減少了普通電腦洗車機(jī)開環(huán)控制中因步進(jìn)電機(jī)丟步造成的誤差。
[0005] 在特制軌道的實施方式中，其中軌道外層使用高耐磨高彈性耐腐蝕高分子材料， 中間層用中碳鋼，內(nèi)層用樹脂粘結(jié)纖維復(fù)合制成。其有益效果是增強(qiáng)了外表面對驅(qū)動車輪 的摩擦力和抗腐蝕能力，中間的鋼材能保證軌道具有足夠的抗拉抗變形性能，內(nèi)部的纖維 和有機(jī)高分子復(fù)合材料可以增強(qiáng)抗變形和抗腐蝕能力，減輕自重，實現(xiàn)軌道本身的輕量化。
[0006] 在多功能主動機(jī)械臂、多功能輔助機(jī)械臂的實施方式中，具有創(chuàng)新設(shè)計的不對稱 主動加輔助多功能機(jī)械臂工作系統(tǒng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，區(qū)別于市場上已有的功能單一的單臂式無 接觸洗車機(jī)以及僅能擺動90度角的對稱的雙臂式洗車機(jī)，相比這兩種簡單的洗車機(jī)，本機(jī) 除在外觀及結(jié)構(gòu)設(shè)計上的不同以外，在功能種類和實際使用效果及場地要求方面均有較大 改進(jìn)，它采用注塑成型的重量輕，強(qiáng)度大，耐腐蝕，外型美觀的玻璃鋼材質(zhì)制作機(jī)械臂的外 殼，上面安裝了雙重檢測系統(tǒng)，測距定位用抗干擾超聲波測距模塊及側(cè)面光電傳感器以保 障測距和避障，清洗車體用的向前進(jìn)方向斜下方噴射高壓水的扇形噴頭組，清洗輪窩專用 噴頭，泡沫噴頭組，可伸縮側(cè)風(fēng)口，全密封的高速風(fēng)機(jī)組，輔助臂橫移電機(jī)，主動臂橫移步進(jìn) 電機(jī)，擺動傳動裝置，通風(fēng)管道，軸向耐壓軸承，水管，洗滌劑管道，防撞軟體塑膠等主要部 件，其有益效果是：提高了產(chǎn)品外觀的品質(zhì)和觀賞性，同時各項功能的高度集成于一體大大 減小了設(shè)備的體積，使其可以安裝在狹小的空間內(nèi)，大大拓寬了產(chǎn)品的適用場合，方便小洗 車房安裝使用，并且實現(xiàn)精確測距，有效清洗及風(fēng)干各個部位，提高了自動化程度，防止意 外劃傷漆面，杜絕意外觸電等功能。
[0007] 在獨(dú)立的清洗輪窩機(jī)構(gòu)的實施方式中，其中清洗輪窩專用噴頭位于玻璃鋼殼體右 側(cè)下方，噴射方向為向左側(cè)，噴射角度為斜向上30度角。其有益效果是實現(xiàn)首先對輪窩及 輪轂內(nèi)部等難清洗部位進(jìn)行有效清洗，沖出的污漬將被緊隨其后的機(jī)械臂左側(cè)的高壓扇形 噴頭組及時去除以避免在擦車時裹挾泥沙劃傷車體漆面。
[0008] 在正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)的實施方式中，其中使用優(yōu)質(zhì)抗干擾PNP對射型光電傳感器 5對，其中有橫向的有3對，包括前后出界監(jiān)測傳感器2對，停止位觸發(fā)器1對，縱向2對，為 左右出界監(jiān)測傳感器2對，左右配合語音系統(tǒng)構(gòu)成該引導(dǎo)系統(tǒng)，其有益效果是：該系統(tǒng)用上 述5對光電傳感器監(jiān)控汽車所在的位置和位移狀態(tài)，實時用語音引導(dǎo)汽車停放在正確的位 置或范圍內(nèi)，當(dāng)汽車未處在正確的范圍內(nèi)時，將有人聲語音提示司機(jī)應(yīng)該怎樣修正，如果沒 有修正到位則運(yùn)動部件不會動作以避免危險發(fā)生，同時有警報聲音響起和警示燈光提示， 直至車輛擺正警報才能停止，節(jié)省人工時間并提高安全性。
[0009] 在電機(jī)防水及廢熱再利用的實施方式中，其中高速風(fēng)機(jī)防水及廢熱再利用的處理 上將風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)口和散熱孔均用風(fēng)機(jī)密封套密封，在外罩上連接一大一小兩個管 道，大管道通向運(yùn)動懸架頂部用于吸進(jìn)無水空氣，小管道一端連接吹風(fēng)管通向高速風(fēng)機(jī)的 電機(jī)內(nèi)部用于向高速電機(jī)內(nèi)部吹入無水空氣以及時散熱，從高速電機(jī)內(nèi)部散出的熱空氣從 小管道返回到大管道用于吸入從電機(jī)排出的熱空氣，其有益效果是：既達(dá)到了給電機(jī)有效 散熱的目的，又能防止電機(jī)進(jìn)水造成電機(jī)短路或人員觸電還能提供一定量的熱風(fēng)。
[0010] 在擦干機(jī)構(gòu)的實施方式中，其中獨(dú)特的高效擦干機(jī)構(gòu)包括在可升降頂風(fēng)口上方安 裝的可升降頂部風(fēng)干可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)及運(yùn)動懸架兩側(cè)安裝的側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)。其有益效果 是：可自動且有效的完成擦干車體殘余水分的工作，大量節(jié)約人力，縮短洗車所用時間。
[0011] 在可升降頂部沖洗風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)的實施方式中，其中頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)由從上 至下由自潔清洗噴頭、擠水滾輪和可循環(huán)擦車巾三部分構(gòu)成，自潔清洗噴頭用于及時清除 擦車巾表面積累的污垢，擦車巾通過擠水滾輪擠壓去除大部分水分使之達(dá)到最易吸水的半 干狀態(tài)待用，并且擠水滾輪在擠水的同時也將清潔并半干的擦車巾傳送到可接觸車體的工 作區(qū)域，如此循環(huán)往復(fù)，側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)擦干車體兩側(cè)的是可伸縮的側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)則是 由減速電機(jī)連接一個雙向傳動軸，再由雙向傳動軸連接一對可伸展收縮的擺動機(jī)械臂，再 由兩個擺動機(jī)械臂各連接1塊特制的側(cè)面擦車巾構(gòu)成。其有益效果是：可實現(xiàn)擦車巾的循 環(huán)使用，免去經(jīng)常更換擦車巾的麻煩，結(jié)構(gòu)簡單不容易出現(xiàn)問題，并且擦車巾等耗材更換比 較方便。
[0012] 在擦車巾的實施方式中，其中頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)所用可循環(huán)擦車巾由吸水性強(qiáng) 且不易藏泥沙的高密度植絨布制成，分別起到在吸水性最強(qiáng)的半干狀態(tài)下擦干車體表面殘 余水分、防止粘連的作用，并在擦車巾可能遇到阻礙位置處留有特定形狀的分瓣，側(cè)面擦車 巾由吸水性較強(qiáng)的天然纖維與容易浙干的滌綸混紡而成，在末端每隔5厘米做一個6厘米 長并且斜向下30度的開口，用魔術(shù)貼連接少量磁性橡膠薄片和特制側(cè)面擦車巾。其有益效 果是：使擦車巾能以適當(dāng)?shù)膲毫ψ畲笙薅鹊刭N在車體表面吸去殘余水分，從而達(dá)到有效擦 干的效果，并且用魔術(shù)貼連接磁性橡膠薄片和特制側(cè)面擦車巾便于拆卸，可隨時拆卸并清 洗側(cè)面擦車巾以保證擦干效果和防止出現(xiàn)車漆劃痕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型實施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖2為圖1結(jié)構(gòu)俯視示意圖；
[0015] 圖3為圖1側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖4為圖1主動多功能機(jī)械臂6結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖5為圖1的框架結(jié)構(gòu)及正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)示意圖；
[0018] 圖6為圖1的側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)10示意圖。
[0019] 圖7為圖1的頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖8左側(cè)為圖1的輔助多功能機(jī)械臂7橫截面示意圖，右側(cè)為主動多功能機(jī)械臂 6橫截面示意圖。
[0021] 以上附圖中各數(shù)字標(biāo)號所指代的部位名稱如下：1-框架、2-閉環(huán)控制系統(tǒng)、3-特 制軌道、4-運(yùn)動懸架、5-雙重檢測系統(tǒng)、6-主動多功能機(jī)械臂、7-輔助多功能機(jī)械臂、8-正 確停車引導(dǎo)系統(tǒng)、9_可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)、10-側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)、11-可伸縮側(cè)風(fēng)口、 12-可升降頂風(fēng)口、13-運(yùn)動懸架傳動機(jī)構(gòu)、14-運(yùn)動懸架外殼、15-高速風(fēng)機(jī)組、16-雙向傳 動軸、17-擺臂步進(jìn)電機(jī)、18-主動運(yùn)動小車、19-編碼器、20-頂風(fēng)口升降軌道、21-輔助臂 橫移電機(jī)、23-頂部超聲波探頭、24-側(cè)面超聲波探頭、25-滾輪組、26-主動臂橫移步進(jìn)電 機(jī)、27-懸架前后移動電機(jī)、28-扇形噴頭組、29-防水擋板、30-側(cè)面光電傳感器、32-測高 光電傳感器、33-泡沫噴頭組、34-清洗輪窩專用噴頭、35-擺動傳動裝置、36-框架連接件、 37-軌道連接件、38-框架橫梁、39-框架立柱、40-固定腳、41-擺動機(jī)械臂、42-側(cè)面擦車 巾、43-減速電機(jī)、44-擠水滾輪、45-可循環(huán)擦車巾、46-多功能機(jī)械臂玻璃鋼外殼、47-洗 滌劑管道、48-通風(fēng)管、49-吹風(fēng)口、50-傳動軸、51-加強(qiáng)筋、52-水管、53-防撞軟體塑膠、 54-軸向耐壓軸承、55-自潔清洗噴頭、56-前后出界監(jiān)測傳感器、57-停止位觸發(fā)器、58-兩 側(cè)出界監(jiān)測傳感器、59-頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)、60-齒條、61-語音裝置、62-磁性橡膠薄片、 63-輔助運(yùn)動小車、64-輔助定位光電傳感器、65-不銹鋼支架、66-法蘭盤。

【具體實施方式】
[0022] 下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。實 施例如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8所示，一種可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多 功能自動洗車機(jī)，主要部件包括：框架1、閉環(huán)控制系統(tǒng)2、特制軌道3、運(yùn)動懸架4、雙重檢測 系統(tǒng)5、主動多功能機(jī)械臂6、輔助多功能機(jī)械臂7、正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)8、可升降頂部風(fēng)干擦 干機(jī)構(gòu)9、側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)10。
[0023] 在框架1的實施方式中，如圖5所示主體框架以鍍鋅方形鋼管為主要材料，包括4 個框架立柱39和兩根框架橫梁38,立柱39和橫梁38之間由直角三角形的框架連接件36 用螺栓固定連接而成，應(yīng)用三角形的穩(wěn)定性以防止框架變形，立柱最下端均安裝由三角形 鋼板支撐的固定腳40,每只固定腳40上各有安裝孔4個用于將立柱可靠固定在地面上，另 外使用軌道連接件37將框架與特制軌道3相連接。
[0024] 在閉環(huán)控制系統(tǒng)2的實施方式中，如圖1所示，本機(jī)使用的可編程控制器是西門子 S7-200型PLC，加上相關(guān)模塊和配套的完全自主開發(fā)編輯的控制程序，通過控制該P(yáng)LC向兩 個步進(jìn)驅(qū)動器發(fā)送脈沖串的數(shù)量和頻率控制擺臂步進(jìn)電機(jī)17和主動臂橫移步進(jìn)電機(jī)26， 從而控制主動多功能機(jī)械臂6能環(huán)繞車尾、車側(cè)、車頭進(jìn)行沖水、噴洗滌劑、強(qiáng)力風(fēng)干操作， 并使之噴水和吹風(fēng)方向與相接近的車體始終保持75度角并3次累計完成旋轉(zhuǎn)270度的任 務(wù)及控制多功能主動機(jī)械臂6橫向移動距離及運(yùn)動速度以完成始終距離車體10厘米左右 進(jìn)行有效風(fēng)干作業(yè)，通過用PLC控制壽命長無觸點(diǎn)防爆可靠的固態(tài)繼電器的開閉控制運(yùn)動 懸架傳動機(jī)構(gòu)13的驅(qū)動電機(jī)的啟動和停止，同時安裝在運(yùn)動懸架傳動機(jī)構(gòu)13的傳動軸上 的光電編碼器19向PLC反饋運(yùn)動懸架外殼14最前沿所在位置的具體數(shù)據(jù)，實現(xiàn)閉環(huán)控制， 通過用PLC控制相關(guān)繼電器和電磁閥的開閉控制沖洗水流和噴淋泡沫的噴出和截止，通過 用PLC控制相關(guān)接觸器的開閉控制三組高速風(fēng)機(jī)組15吹風(fēng)的啟動和停止，通過用PLC控制 相關(guān)繼電器的開閉來控制可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)9中安裝的頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)59的 傳動電機(jī)的啟動和停止控制頂部擦車巾的擠水動作和頂部擦車巾的傳送，通過用PLC控制 控制相關(guān)繼電器的開閉來控制側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)10傳動電機(jī)的啟動和停止控制擺臂向內(nèi)外擺 動來帶動側(cè)面擦車巾42進(jìn)行擦干動作，通過安裝在可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)9上面的三對 頂部光電傳感器32、頂部超聲波探頭23測量車型及車高和車頭車尾位置，通過安裝在主動 多功能機(jī)械臂6右側(cè)的側(cè)面超聲波探頭24測量車寬以及兩個機(jī)械臂頂端和末端的2對側(cè) 面光電傳感器30輔助測量車門和倒車鏡及車頭車尾的位置，通過以上傳感器為PLC提供相 關(guān)位置的車高、車寬、車頭車尾位置的數(shù)據(jù)，經(jīng)過PLC內(nèi)部已經(jīng)設(shè)定好的程序的計算后再對 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)指令，從而實現(xiàn)自動洗車和安全洗車。
[0025] 在特制軌道3的實施方式中，采用在兩側(cè)留有余量的中間安裝上軌道的方式，見 圖5,以避免洗車機(jī)各部件在運(yùn)行時與其他物體發(fā)生不必要的阻礙和沖撞，并可以避免對墻 體的承重依賴且方便安裝，為保障兩根上軌道有足夠的強(qiáng)度和韌性，防止出現(xiàn)變形和腐蝕， 采用多種材料復(fù)合成，在外表面復(fù)合摩擦力強(qiáng)且耐磨耐水的有機(jī)高分子層，用于防腐和增 大表面摩擦力，中間為承重鋼材以保證抗拉性能，內(nèi)部為纖維和樹脂復(fù)合材料以增強(qiáng)抗變 形和抗腐蝕能力，減輕自重實現(xiàn)輕量化。
[0026] 在運(yùn)動懸架4的實施方式中，運(yùn)動懸架4包括與橫向?qū)к壟涮椎?組防滑靜音滾 輪組25,前后移動傳動機(jī)構(gòu)13、可左右移動的運(yùn)動小車18、擺動傳動裝置35和玻璃鋼材質(zhì) 的運(yùn)動懸架外殼14。運(yùn)動懸架4上部固定4組防滑靜音滾輪組25, 一組為驅(qū)動車輪，連接 傳動軸，另三組分別起承重、防扭作用，傳動軸兩端連接懸架前后移動電機(jī)27及編碼器19。 運(yùn)動懸架4下部的為左右運(yùn)動機(jī)構(gòu)，由主動臂橫移電機(jī)26安裝在主動運(yùn)動小車18上，與齒 條60接觸實現(xiàn)傳動，主動運(yùn)動小車18連接擺動傳動機(jī)構(gòu)35,另外輔助臂橫移電機(jī)21連接 輔助運(yùn)動小車63。主動多功能機(jī)械臂的擺動傳動裝置35主要由擺臂步進(jìn)電機(jī)17、步進(jìn)驅(qū) 動器及聯(lián)軸器組成，運(yùn)動小車18負(fù)責(zé)對與之連接的主動多功能機(jī)械臂6進(jìn)行前后、左右移 動和旋轉(zhuǎn)擺動一定所需角度的定位和控制。運(yùn)動懸架4采用24V安全電壓驅(qū)動的懸架前后 移動電機(jī)27連接減速齒輪箱傳動，減少觸電風(fēng)險，并且用光電編碼器19進(jìn)行定位，使洗車 機(jī)運(yùn)行精確安全，各機(jī)械臂的擺動和伸縮用減速步進(jìn)電機(jī)控制可以做到精確定位和隨時急 停及按預(yù)定軌跡運(yùn)行。
[0027] 在雙重檢測系統(tǒng)5的實施方式中，見圖1、圖2、圖3、圖4,車型檢測和定位采用紅 外線和超聲波雙重檢測手段，雙重檢測系統(tǒng)5選用優(yōu)質(zhì)PNP型對射式紅外線光電傳感器，三 對頂部光電傳感器32安裝在可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)9的兩側(cè)，用于實時測量車體的高 度，頂部超聲波探頭23安裝在運(yùn)動懸架4后部上方，用于實時測量車體的高度并兼具測量 車頭車尾位置的用途，其中側(cè)面超聲波探頭24安裝在主動多功能機(jī)械臂6右側(cè)下部，用于 測量車寬，另有2對側(cè)面光電傳感器30分別安裝于主動多功能機(jī)械臂6和輔助多功能機(jī)械 臂7的頂端和末端位置，輔助測量車寬及車門和倒車鏡及車頭車尾的位置，另有一對輔助 定位光電傳感器64安裝在防水擋板29中下部，用于輔助頂部超聲波探頭23檢測車頭車尾 的位置，其中使用超聲波傳感器是因為超聲波可輕松穿透水霧進(jìn)行可靠有效的測量，避免 噴濺的水霧對各光電傳感器可能造成的干擾而造成誤動作，通過以上傳感器為PLC提供相 關(guān)位置的車高、車寬、車頭車尾位置的數(shù)據(jù)，經(jīng)過PLC內(nèi)部已經(jīng)設(shè)定好的程序的計算后再對 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出相應(yīng)指令，從而實現(xiàn)自動洗車和安全洗車。
[0028] 在主動多功能機(jī)械臂6和輔助多功能機(jī)械臂7的實施方式中，見圖2、圖3、圖4、圖 8,主動多功能機(jī)械臂6上部為擺動傳動裝置35,包括擺臂步進(jìn)電機(jī)17、軸向耐壓軸承54、不 銹鋼支架65、傳動軸50的接出部分，中上部為高速風(fēng)機(jī)組15,再使用高強(qiáng)度復(fù)合材料制成 的法蘭盤66連接到中部的主動運(yùn)動小車18,主動運(yùn)動小車18向下與玻璃鋼外殼46相連， 用于對主動多功能機(jī)械臂6進(jìn)行橫向傳動，玻璃鋼外殼46內(nèi)部的3根高強(qiáng)度通風(fēng)管48用法 蘭盤66向上與主動運(yùn)動小車18上的高速風(fēng)機(jī)組15對應(yīng)的3個出風(fēng)口相連，通風(fēng)管48圍繞 著傳動軸50,傳動軸50向上與擺臂步進(jìn)電機(jī)17相連，通風(fēng)管48用于輸送強(qiáng)大風(fēng)力，高壓空 氣在通風(fēng)管48外的玻璃鋼殼體46內(nèi)部空腔內(nèi)進(jìn)一步被壓縮，最終由中下部細(xì)長狹窄的可 伸縮側(cè)風(fēng)口 11強(qiáng)力吹出用于吹落和風(fēng)干車體及縫隙中的水分，輔助多功能機(jī)械臂7內(nèi)部有 2根通風(fēng)管48,也用同樣方式與輔助運(yùn)動小車63相連接，由于輔助多功能機(jī)械臂7僅需要 伸縮動作，故不需要擺動傳動裝置。主動多功能機(jī)械臂6雖然有伸縮和旋轉(zhuǎn)擺動動作，但主 動多功能機(jī)械臂6的橫向跨度設(shè)計的很短，所以擺動范圍較小，使得所需空間很小且對機(jī) 械臂連接零件的磨損和壓迫最小，并將沖、噴、吹、擦、檢測多項功能零件集中在一起，即在 兩機(jī)械臂靠近來車方向一側(cè)的下端安裝有清洗輪窩專用噴頭34,另一側(cè)安裝有扇形噴頭組 28和泡沫噴頭組33,其外部采用多功能機(jī)械臂玻璃鋼外殼46為主要支撐體，并在玻璃鋼外 殼相關(guān)位置復(fù)合柔軟的防撞軟體塑膠53,內(nèi)部為通風(fēng)管48,通風(fēng)管與吹風(fēng)口 49相連接，吹 風(fēng)口側(cè)后方為包裹在多功能機(jī)械臂玻璃鋼外殼46和防撞軟體塑膠53之內(nèi)的水管52和洗 滌劑管道47,玻璃鋼殼體46右側(cè)中下方安裝一個側(cè)面超聲波傳感器探頭24,作用是測量機(jī) 械臂距離車輛側(cè)面位置的數(shù)據(jù)，將各種數(shù)據(jù)反饋給PLC。如此設(shè)計安裝是為追求幾近苛刻的 的安全性和多功能性和緊湊性，輔助多功能機(jī)械臂7與主動多功能機(jī)械臂6相互配合加快 了洗車速度，與傳統(tǒng)單臂式相比成倍節(jié)省了工作時間，也避免以往的對稱雙臂造成的運(yùn)行 空間大，擺臂在旋轉(zhuǎn)時要么為了安全而造成距離車體過遠(yuǎn)清洗效果差，要么為了保證清洗 效果而距離車體過近，擺動時極易砸到車體的問題。接近車體的檢測方式有紅外線光電傳 感器、超聲波測距傳感器、微動開關(guān)、接近開關(guān)多種方式，保障運(yùn)動部件不會意外碰傷車體。
[0029] 在正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)8的實施方式中，見圖5,為最大限度降低安全事故風(fēng)險，設(shè) 置了覆蓋整個運(yùn)動部件運(yùn)行范圍的監(jiān)測體系，用于自動引導(dǎo)車輛正確停車入位及警報，該 系統(tǒng)用多個光電傳感器實時監(jiān)控汽車所在的位置和位移狀態(tài)，其中包括安裝在框架立柱39 上的2對前后出界監(jiān)測傳感器56,在距離前出界監(jiān)測傳感器來車方向大約20-40厘米位置 上設(shè)置1對停止位觸發(fā)器57,以頂風(fēng)口升降軌道20內(nèi)沿前后運(yùn)動時所經(jīng)過位置為參照界 限，設(shè)置2對兩側(cè)出界監(jiān)測傳感器58及語音裝置61，當(dāng)汽車未處在正確的范圍內(nèi)時，將有人 聲語音提示司機(jī)應(yīng)該怎樣修正，如果沒有修正到位則運(yùn)動部件不會動作以避免危險發(fā)生， 同時有警報聲音響起和警示燈光提示，直至車輛擺正警報才能停止。
[0030] 泡沫噴頭組33工作時連接專用蠟泵，用PLC控制洗車液與清水的混合比例，經(jīng)過 與空氣的有效混合發(fā)泡，適時進(jìn)行噴灑。
[0031] 可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)9,見圖7,包括可升降頂風(fēng)口 12及在可升降頂風(fēng)口 12 上方安裝的頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)59,可升降頂風(fēng)口 12由4個高速風(fēng)機(jī)每兩個一組安裝在殼 體的兩側(cè)，頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)59由從上至下由自潔清洗噴頭55、擠水滾輪44和可循環(huán)擦 車巾45三部分構(gòu)成，自潔清洗噴頭55用于及時清除擦車巾表面積累的污垢，擦車巾通過擠 水滾輪44擠壓去除大部分水分使之達(dá)到最易吸水的半干狀態(tài)待用，并且擠水滾輪44在擠 水的同時也將清潔并半干的擦車巾傳送到可接觸車體的工作區(qū)域，如此循環(huán)往復(fù)，可實現(xiàn) 擦車巾的循環(huán)使用，免去經(jīng)常更換擦車巾的麻煩，頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)59所用擦車巾由吸 水性強(qiáng)且不易藏泥沙的高密度植絨布制成，并在擦車巾可能遇到阻礙位置處留有特定形狀 的分瓣。
[0032] 在運(yùn)動懸架4兩側(cè)安裝側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)10,見圖6,側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)10負(fù)責(zé)擦干車體 兩側(cè)，由減速電機(jī)43連接一個雙向傳動軸16,再由雙向傳動軸16連接一對可伸展收縮的擺 動機(jī)械臂41，再由兩個擺動機(jī)械臂41各連接1塊特制的側(cè)面擦車巾42,側(cè)面擦車巾42位于 安裝在運(yùn)動懸架前部下方的防水擋板29之內(nèi)。側(cè)面擦車巾42由吸水性較強(qiáng)的天然纖維與 容易浙干的滌綸混紡而成，在末端每隔5厘米做一個6厘米長并且斜向下30度的開口，并 用可方便拆卸的魔術(shù)貼連接少量磁性橡膠薄片以使側(cè)面擦車巾42有效接觸車體表面從而 保證擦干效果。另外該磁性材料優(yōu)質(zhì)磁性橡膠薄片，用魔術(shù)貼連接磁性橡膠薄片和特制側(cè) 面擦車巾42以方便拆卸和及時清洗側(cè)面擦車巾42以保證擦干效果和防止出現(xiàn)車漆劃痕。
[0033] 上述方式中未述及的技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在于主要部件包括： 簡潔實用的框架（1)、閉環(huán)控制系統(tǒng)（2)、特制軌道（3)、運(yùn)動懸架（4)、雙重檢測系統(tǒng)（5)、 主動多功能機(jī)械臂（6)、輔助多功能機(jī)械臂（7)、正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)（8)、可升降沖洗風(fēng)干擦 干機(jī)構(gòu)（9)及側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)（10)，其特征在于在工作過程中，由正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)（8)用 語音實時引導(dǎo)待清洗車輛停放在安全合適的范圍內(nèi)，如車輛停放在危險區(qū)域內(nèi)則會有糾正 的語音提不，未完成糾正時運(yùn)動部件不工作，根據(jù)雙重檢測系統(tǒng)中的超聲波傳感器、光電傳 感器反饋的數(shù)據(jù)由閉環(huán)控制系統(tǒng)（2)計算后向各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)布指令，由安裝在特制軌道 (3)上的運(yùn)動懸架（4)引導(dǎo)一個可升降頂部風(fēng)干擦干機(jī)構(gòu)和一對可伸縮且可擺動的不對稱 的主動多功能機(jī)械臂（6)和輔助多功能機(jī)械臂（7)在特制軌道上運(yùn)動并圍繞車體的上下前 后左右運(yùn)動，兩機(jī)械臂均集車型檢測定位、立體式?jīng)_水、打泡沫、全方位無死角強(qiáng)力吹干、可 循環(huán)擦干功能于一體，其中輔助多功能機(jī)械臂（7)只有小幅度的伸縮動作，主動多功能機(jī) 械臂（6)有伸縮和周期累計擺動270度角的動作，兩臂工作時距離車體25厘米沖水打泡沫 和距離10厘米強(qiáng)力吹干以實現(xiàn)高效率的清洗和有效的風(fēng)干和擦干。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于控制系統(tǒng)根據(jù)實際配置情況使用了相配套的完全自主開發(fā)的控制程序控制用PLC、步進(jìn) 電機(jī)和編碼器（19)構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)（2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于軌道外層使用高耐磨高彈性耐腐蝕高分子材料，中間層用中碳鋼，內(nèi)層用有機(jī)高分子材 料粘結(jié)纖維固化復(fù)合制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征 在于創(chuàng)新設(shè)計的不對稱主動輔助多功能機(jī)械臂（7)工作系統(tǒng)的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，它采用注塑成型 的重量輕，強(qiáng)度大，耐腐蝕，外型美觀的玻璃鋼材質(zhì)制作外殼和主要結(jié)構(gòu)件，上面安裝了測 距定位用抗干擾超聲波測距模塊，避障用雙重檢測系統(tǒng)（5)，清洗車體用的向前進(jìn)方向斜下 方噴射高壓水的扇形噴頭組（28)，清洗輪窩專用噴頭，泡沫噴灑系統(tǒng)，可伸縮側(cè)風(fēng)口（11)， 全密封高速風(fēng)機(jī)，擺臂步進(jìn)電機(jī)（17)，擺動傳動裝置（35)，通風(fēng)管道（48)，軸向耐壓軸承 (54)，水管（52)，洗滌劑管道（47)，防撞軟體塑膠等主要部件，以實現(xiàn)精確測距，有效清洗 及風(fēng)干各個部位，防止意外劃傷漆面，杜絕意外觸電等功能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于具有獨(dú)立的清洗輪窩機(jī)構(gòu)，清洗輪窩專用噴頭（34)位于玻璃鋼殼體（46)右側(cè)下方，噴射 方向為向左側(cè)，噴射角度為斜向上30度角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于創(chuàng)新設(shè)計的正確停車引導(dǎo)系統(tǒng)（8)，該系統(tǒng)用電子眼監(jiān)控汽車所在的位置和位移狀態(tài)，其 中包括2對前后出界監(jiān)測傳感器（56)，1對停止位觸發(fā)器（57)，2對兩側(cè)出界監(jiān)測傳感器 (58)及語音裝置（61)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于高速風(fēng)機(jī)防水及廢熱再利用的處理上將高速風(fēng)機(jī)組（15)工作時散發(fā)出的大量熱量輸送 回來并吹出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于具有獨(dú)特的高效擦干機(jī)構(gòu)，包括在可升降頂風(fēng)口（12)上方安裝的頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu) (59)及運(yùn)動懸架（4)兩側(cè)安裝的可伸縮的展翅型側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)（10)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征在 于頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)（59)由從上至下由自潔清洗噴頭（55)、擠水滾輪（44)和可循環(huán)擦 車巾（45)三部分構(gòu)成，自潔清洗噴頭（55)用于及時清除擦車巾表面積累的污垢，擦車巾 通過擠水滾輪（44)擠壓去除大部分水分使之達(dá)到最易吸水的半干狀態(tài)待，并且擠水滾輪 (44)在擠水的同時也將清潔并半干的擦車巾傳送到可接觸車體的工作區(qū)域，而負(fù)責(zé)擦干車 體兩側(cè)的是側(cè)面擦干機(jī)構(gòu)（10)則是由減速電機(jī)（43)連接一對可伸展收縮的機(jī)械臂，再由 兩個擺動機(jī)械臂（41)各連接1塊特制的側(cè)面擦車巾（42)構(gòu)成。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可全面有效風(fēng)干擦干的輕便型多功能自動洗車機(jī)，其特征 在于頂部可循環(huán)擦干機(jī)構(gòu)（59)所用擦車巾由吸水性強(qiáng)且不易藏泥沙的高密度植絨布制 成，而側(cè)面擦車巾（42)由吸水性較強(qiáng)的天然纖維與容易浙干的滌綸混紡而成，在末端每隔 5厘米做6厘米長并且斜向下30度的開口，并將特制側(cè)面擦車巾（42)用魔術(shù)貼連接少量磁 性橡膠薄片（62)。
【文檔編號】B60S3/04GK203902502SQ201420204019
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】李旭 申請人:李旭