用于处理头顶上方表面的工具的制作方法

1.本发明涉及一种手动引导或机器引导的工具，其用于对头顶上方表面进行表面处理，例如擦拭。


背景技术：

2.即使使用允许安全地到达高天花板的移动升降机或脚手架，但保持高天花板清洁可能是一个挑战。例如，机场中存在有巨大的天花板，其必须在短暂且安静的时间段内并且在干扰最小的情况下进行清洁。在要清洁的天花板的一部分下方存在有移动升降机或脚手架的情况下，长距离拖把允许工人在工作平台正上方区域之外的头顶上方位置进行清洁，但以这种方式水平伸长这些工具并手动操作它们对体力要求很高。这种现有技术工具的另一个问题是用户评估被处理表面的状态的能力，特别是其可到达的范围，这可能会对清洁质量产生不利影响。
3.本发明的目的在于克服或大体上改善上述缺点，或者更大体地，提供一种用于处理头顶上方表面的改进工具。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理头顶上方表面的工具，其包括：
5.驱动电机；
6.头部，其用于承载至少一个搅动器，至少一个搅动器具有施加在使用中被处理的头顶上方表面上的大体平坦表面；
7.传动装置，其用于将动力从驱动电机传输到搅动器；以及
8.接口，其设置在头部上以用于连接到安装装置，头部通过安装装置被定位和导向。
9.优选地，该至少一个搅动器是绕搅动器轴线旋转的旋转元件。可以安装多个搅动器以绕大体平行的相应轴线旋转。替代地，该至少一个搅动器可以绕转和/或旋转和/或往复运动以用于在平行于平坦表面的输出平面中移动，或者该至少一个搅动器可以包括环形带，其中该带在两个辊之间的部分限定平面。
10.优选地，该至少一个搅动器包括清洁垫。替代地，该至少一个搅动器可被配置为用于抛光、砂光、打磨、研磨或在平面中使用摩擦动作的类似表面处理。
11.优选地，工具还包括联接到工具头部的相机，其用于捕获该表面的图像并生成图像数据，以及接收和发送图像数据的通信装置。
12.优选地，安装装置包括细长构件，并且接口包括大体横向于细长构件的铰链，细长构件的外端通过铰链连接到工具头部。该铰链优选地具有足够的抗转动性，其设定的角位置可以在使用前手动调整，并且在使用期间倾向于保持在该设定的角位置，从而适于根据要清洁的表面的定向容易地倾斜平坦表面。该铰链允许用户容易地定向平坦表面并手动引导工具头部平行于要清洁的表面移动。替代地，诸如弹簧的弹性装置可以促使头部朝向设定的角位置旋转。制动件可提供逐步的角度调整。
13.优选地，多个横向枢轴可提供多轴旋转接头。
14.优选地，驱动电机固定在细长构件的外端，并且传动装置包括柔性轴，柔性轴通过铰链从驱动电机轴向延伸到搅动器，以用于将扭矩从电机传递到搅动器，同时容纳搅动器轴线的相对倾斜。优选地，头部包括一对平行臂，其设置在柔性轴的两侧，每个臂在近端固定到支撑搅动器以用于旋转的轴承块，并且其中，在远端穿过臂的同轴螺栓限定铰链。替代地，通过搅动器轴线的不同倾斜角度将扭矩传递到搅动器可以通过万向接头或等同物连接的轴来实现。
15.优选地，细长构件的内端连接到配重。配重可包括用于为驱动马达供电的电池或者马达可包括配重的一部分和管状细长构件，传动装置通过该管状细长构件延伸。
16.优选地，工具还包括用于在使用中支撑工具的枢轴夹具，枢轴夹具包括用于将枢轴夹具固定到脚手架的安装件，以及开口，其用于滑动地接收细长构件，同时允许细长构件绕横向轴线旋转至少50度。
17.优选地，工具还包括在外端固定到细长构件或配重的系绳，并且相对端具有用于连接到脚手架的紧固件。
18.可选地，工具可以包括用于连接流体管线的联接器，该联接器布置在细长构件的内端附近，联接器连接到通向工具头部并终止于喷嘴的流体管线，以用于向搅动器或表面施加流体。
19.可选地，流体容器布置在手柄端，或设置有适于由操作者携带的流体容器，并且流体容器可流体连接到联接器。流体管线可以连接到流体容器，并且诸如手动泵的泵可以布置在流体容器上，以用于将流体引导到喷嘴。
20.可选地，通信装置将图像数据无线发送到具有显示器的手持装置。工具还可包括安装到细长构件的装置保持件，以用于保持手持装置。
21.在本发明一个进一步实施方式中，安装装置包括铰接式机械臂，并且接口包括将铰接式机械臂的外端刚性联接到工具头部的可拆卸联接器，工具头部还包括接近传感器的阵列，铰接式机械臂包括控制器，其接收来自接近传感器的输出信号以定向平坦表面，并引导工具头部平行于要清洁的表面移动。
22.可拆卸联接器可包括锁定致动器，其操作由控制器控制，从而允许铰接式机械臂附接并移除不同的工具头部。
23.优选地，接近传感器各自设置在与搅动器轴线正交且平行于大体平坦表面的平面中。
24.优选地，铰接式机械臂包括至少三个臂部分和被配置为分别旋转至少三个臂部分的至少三个旋转接头；并且控制器被配置为控制至少三个旋转接头的旋转，以大体直线地并平行于要清洁的表面移动至少三个臂部分的最末端臂部分的远端。
25.优选地，工具还包括机动车辆、安装到机动车辆的升降机，升降机承载铰接式机械臂，以用于升高和降低铰接式机械臂。优选地，机动车辆、升降机和铰接式机械臂的控制是协调的。为了减轻负责操作工具的远程操作员的负担，定位辅助装置可以包括位置反馈系统，该系统与天花板和所有相邻结构的三维模型相配合。以这种方式，例如，在工具头部升高到平坦表面邻接要清洁的平表面的位置之前，机动车辆的位置和定向，以及升降机的延伸可以与工具头部的安全起始位置和起始定向相配合，同时避免障碍物并减少对环境传感
器的需求。
26.本发明提供了一种用于处理头顶上方表面的工具，其在操作使用中有效且高效，其降低了维护成本，并且具有整体简单的设计，从而最大限度地降低了制造成本。通过提供具有人体工程学优势的手动引导处理工具，减少了对工人的体力需求。此外，通过提供一种确保适当的搅拌器对准以提供减轻表面损坏的风险的高覆盖率的解决方案，克服了阻碍使机器引导的处理工具商业化的问题。
附图说明
27.现在将参照附图通过示例描述本发明的优选形式，其中：
28.图1是根据本发明第一实施方式的工具的头部的侧视立体图；
29.图2是图1的头部的变体的立体图，其包括相机；
30.图3是用于支撑图1的工具的接头夹具的立体图；
31.图4是在使用中的图1的工具的手柄端的放大立体图；
32.图5是在移动升降机上使用中的图1的工具的立体图；
33.图6是根据本发明第二实施方式的工具的头部的俯视立体图；
34.图7是承载图6的头部的工具的侧视立体图；
35.图8是图7的工具的控制系统的示意图，以及
36.图9是本发明第二实施方式的工具的示意图。
具体实施方式
37.参照图1和图2，本发明第一实施方式的拖把或表面处理工具10可以包括搅动器11，其具有施加在使用中被清洁的头顶上方表面上的大体平坦表面12，其呈圆形形式。搅动器11可以包括承载清洁垫14的旋转盘13，其在其外侧上限定平坦表面12。从其内侧，在盘13的中心，搅动器轴(未示出)可以在搅动器轴线15的方向上轴向突出，搅动器11绕搅动器轴线15旋转。清洁垫14可以是可拆卸的，从而允许其易于更换。
38.承载搅动器11的是头部16，其可以包括轴向伸长的一对平行臂17、18，每个臂17、18在近端固定到轴承块19。安装在轴承块19中的轴承(未示出)可以接收搅动器轴以支撑搅动器11以用于绕搅动器轴线15旋转。
39.相机20可以联接到工具头部16，以用于捕获表面的图像并生成图像数据。通信装置或无线发射器21可以接收和发送图像数据。
40.头部16可以安装在细长构件22或安装装置的外端上。细长构件22的内端由用户握住以手动引导头部16的运动。用于与头部16连接的固定到细长构件22的外端的结构可以包括中空外壳23和一对平行的轴向延伸支腿24、25，其在其外端接收在臂17、18之间以限定其之间的轴向延伸的接收轴的空间30。
41.用于连接到安装装置或细长构件22的工具头部上的接口可以包括大体横向于细长构件22的铰链26。铰链26可以包括同轴螺栓27、28，其将支腿24、25连接到臂17、18以提供搅动器轴线15与细长构件22的相对倾斜度。每个螺栓27、28还可以接收一堆弹性垫圈29(例如贝勒维尔(belleville)垫圈)，从而允许在臂17、18和支腿24、25之间设置夹紧负载以提供铰链26的转动所需的摩擦和阻力水平。以这种方式，合适的阻力水平可以允许头部16的
倾斜度在清洁操作期间被保持，同时仍然允许其角位置在使用之前易于手动设置。以这种方式，铰链26允许用户根据需要容易地定向平坦表面12以适应要清洁的表面，并手动引导工具头部平行于这些表面移动。
42.为了旋转搅动器11，旋转电动齿轮电机31可以包括电机31和集成的齿轮减速器32，并且可以安装于细长构件22并安装在中空外壳23内，其输出轴与中空外壳23轴向对准。可以通过电缆沿通过细长构件22的中间的轴向空间将动力提供到电机。柔性轴34在齿轮电机31和搅动器11的相对端连接，并且大体轴向穿过接收轴的空间30。柔性轴34因此能够在搅动器轴线15的倾斜度范围内传递扭矩。
43.参照图3至图5，配重可以连接到细长构件22的内端，其位于在使用中手动抓握的细长构件22的长度的内侧。细长构件22的内端还可以承载用于控制电机的开关。
44.用于在使用中支撑工具的枢轴夹具35在图5中最佳地示出，并且可以包括用于将枢轴夹具固定到脚手架的安装件36，以及用于滑动地接收细长构件22的开口37。安装件36可以包括块38，其中开口37形成在块38中并且其具有集成的鞍座部分39。单独的夹紧鞍座40可以通过螺钉紧固件41连接到块38。因此，夹紧鞍座40和鞍座部分39的凹面可以夹紧在脚手架构件44的互补表面上，以将枢轴夹具35固定到位，其中块38为大体水平。
45.系绳42可以在一端固定到工具10的内端。系绳42的相对端具有紧固件43，在使用中，该紧固件43连接到脚手架46的构件45。在细长构件22通过枢轴夹具35和系绳42固定到脚手架46的情况下，它被完全固定并且不能掉落，同时仍然允许细长构件22被升高和降低并绕横向轴线旋转至少50度，其中在直立位置的两侧上为25度。
46.有利地，如图5所示，脚手架46可以围绕升降机48的平台47安装到机动车辆49。因此，枢轴夹具35提供了一个支点，该支点与配重一起有助于以更满足人体工程学的方式操作工具，该方式与提高的生产率兼容。用于接收和显示来自相机120的图像数据的装置(未示出)可以安装到脚手架或工具，从而允许用户更好地评估被清洁表面的状态。
47.参照图6，本发明第二实施方式的拖把或表面处理工具110可以包括承载搅动器111的头部116。搅动器111可以具有与搅动器11类似的形式，并具有承载清洁垫114的旋转盘113，其在其外侧上限定圆形平坦表面112，并且其绕搅动器轴线115旋转。
48.头部116可以包括相互联接的框架部件50a、50b、50c的组件。部件50b可以保持直接驱动搅动器111的齿轮电机(未示出)，并且其联接在框架部件50a和50c之间。在与平坦表面112面向相同的方向上，头部116包括接近传感器51-54的阵列。传感器51
–
53可以设置在与搅动器轴线115正交的平面(未示出)中，并平行于大体平坦表面112并从大体平坦表面112向内偏移。考虑将头部116等分为二的假想平面55，搅动器轴线115可以位于平面55中，并且两个传感器51、52可以与平面55大体等距地设置在头部116的周边。传感器51
–
53可以安装到框架部分50c，而传感器54可以保持在部件50a中，该部件50a还保持相机120和相关的无线发射器(未示出)。接近传感器51-54各自具有相似的视野范围，这些视野范围沿轴线115的方向对准并且未被遮挡。
49.接口59设置在头部116上，以用于可拆卸地连接到安装装置，头部116通过该安装装置被定向和导向。接口59可以包括适配器板或类似的联接结构，其形成刚性连接，并且包括用于接收机械紧固件的开口。
50.如图7所示，头部116承载在铰接式机械臂56的外端上，头部116通过该机械臂56被
定向和导向以执行头顶上方位置的清洁操作。如图8所示，控制网络包括传感器控制器58，接收来自接近传感器51-54的输出信号，并在总线63上与控制机械臂56的运动的机械臂控制器57进行通信。机械臂控制器57还可以向头部116发出控制信号60，以控制搅动器111启动和停止旋转。输入计算机61可以无线接收来自相机的图像数据并将其显示给操作员。输入装置62(例如键盘或操纵杆)由输入计算机61监测并用于提供操作命令，这些命令通过换向模块64和传感器控制器58中继到机械臂控制器57上。
51.铰接式机械臂56可以包括六个臂部分和六个旋转接头，这些接头被配置为分别旋转六个臂部分。机械臂控制器57被配置为控制旋转接头的旋转以移动最末端臂部分的远端，以定向平坦表面并大体直线地引导工具头部平行于要清洁的表面移动。
52.表面处理工具110还可以包括机动车辆70、安装到机动车辆70的升降机71，其承载铰接式机械臂56以用于升高和降低铰接式机械臂。优选地，机动车辆、升降机和铰接式机械臂的控制是协调的。为了减轻负责操作工具的远程操作员的负担，定位辅助装置可以包括位置反馈系统，该系统与天花板和所有相邻结构的三维模型相配合。以这种方式，机动车辆70的位置和定向，以及升降机7的延伸可以与工具头部116的安全起始位置和起始定向相配合。通过确保适当的搅动器对准，可以获得高覆盖率，而均匀的接触压力降低了被清洁的表面被损坏的风险。
53.仅通过示例描述了本发明的各个方面，并且应该理解，可以在不脱离其范围的情况下对其进行修改和添加。

技术特征：
1.一种用于处理头顶上方表面的工具，其特征在于，所述工具包括：驱动电机；头部，其用于承载至少一个搅动器，所述至少一个搅动器具有施加在使用中被处理的头顶上方表面上的大体平坦表面；传动装置，其用于将动力从所述驱动电机传输到所述至少一个搅动器；以及接口，其设置在所述头部上以用于连接到安装装置，所述头部通过所述安装装置被定位和导向。2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述至少一个搅动器是绕搅动器轴线旋转的旋转元件。3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述至少一个搅动器包括清洁垫。4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具还包括联接到所述头部的相机，其用于捕获所述头顶上方表面的图像并生成图像数据，以及接收和发送所述图像数据的通信装置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的工具，其特征在于，所述安装装置包括细长构件，并且所述接口包括大体横向于所述细长构件的铰链，所述细长构件的外端通过所述铰链连接到所述头部。6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述驱动电机固定在所述细长构件的所述外端，并且所述传动装置包括柔性轴，所述柔性轴通过所述铰链从所述驱动电机轴向延伸到所述至少一个搅动器，以用于将扭矩从所述驱动电机传递到所述至少一个搅动器，同时容纳搅动器轴线的相对倾斜。7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，所述头部包括一对平行臂，其设置在所述柔性轴的两侧，每个臂在近端固定到支撑所述至少一个搅动器以用于旋转的轴承块，并且其中，在远端穿过所述一对平行臂的同轴螺栓限定所述铰链。8.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述细长构件的内端连接到配重。9.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述工具还包括用于在使用中支撑所述工具的枢轴夹具，所述枢轴夹具包括用于将所述枢轴夹具固定到脚手架的安装件，以及开口，其用于滑动地接收所述细长构件，同时允许所述细长构件绕横向轴线旋转至少50度。10.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，所述工具还包括在外端固定到所述细长构件或配重的系绳，并且相对端具有用于连接到脚手架的紧固件。11.根据权利要求1至4中任一项所述的工具，其特征在于，所述安装装置包括铰接式机械臂，并且所述接口包括将所述铰接式机械臂的外端刚性联接到所述头部的可拆卸联接器，所述头部还包括接近传感器的阵列，所述铰接式机械臂包括控制器，其接收来自所述接近传感器的输出信号以定向所述大体平坦表面，并引导所述头部平行于要清洁的所述头顶上方表面移动。12.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述接近传感器各自设置在与搅动器轴线正交且平行于所述大体平坦表面的平面中。13.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述铰接式机械臂包括至少三个臂部分和被配置为分别旋转所述至少三个臂部分的至少三个旋转接头；并且所述控制器被配置为控制所述至少三个旋转接头的旋转，以大体直线地并平行于要清洁的所述头顶上方表面移
动所述至少三个臂部分的最末端臂部分的远端。14.根据权利要求11所述的工具，其特征在于，所述工具还包括机动车辆、安装到所述机动车辆的升降机，所述升降机承载所述铰接式机械臂，以用于升高和降低所述铰接式机械臂。

技术总结
一种用于对头顶上方表面进行表面处理(例如擦拭)的手动引导或机器引导的工具包括用于承载搅动器的头部，该搅动器具有施加在使用中被处理的头顶上方表面上的大体平坦表面。传动装置将动力从驱动电机传输到搅动器，并且接口设置在头部上以用于连接到安装装置，该头部通过该安装装置被定位和导向。过该安装装置被定位和导向。过该安装装置被定位和导向。


技术研发人员：樊家伦 梁颂恒 黄进安
受保护的技术使用者：物流及供应链多元技术研发中心有限公司
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2023/9/13