阅读说明：本技术 以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统及作画方法 (Painting brush system with glass curtain wall as painting and calligraphy carrier and painting method ) 是由 董莹岩 于 2019-10-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统及作画方法,包括清洗装置、作画装置、升降装置、行走装置、电气控制装置,其技术要点是：清洗装置位于作画装置的前进方向侧,作画装置包括固定框架、镶嵌于固定框架上的多个超声波雾化器、与各个超声波雾化器连接的颜料输送管路、颜料存储装置,颜料存储装置内设有多个颜料存储腔,颜料输送管路由与颜料存储腔数量相等的分支管路组成,且分支管路与颜料存储腔一一对应并连通,位于同一行或同一列的超声波雾化器的雾化腔通过一个分支管路与对应的颜料存储腔连通,超声波雾化器的雾化喷口与玻璃幕墙表面相对。本发明作画难度小,方便快捷,作画效率高,作画效果好,大大降低安全隐患。(The invention relates to a painting brush system taking a glass curtain wall as a painting and calligraphy carrier and a painting method, wherein the painting brush system comprises a cleaning device, a painting device, a lifting device, a walking device and an electrical control device, and the painting brush system is characterized in that: the belt cleaning device is located the direction of advance side of drawing the picture device, the drawing the picture device includes fixed frame, inlay a plurality of ultrasonic atomization wares on fixed frame, the pigment delivery pipeline who is connected with each ultrasonic atomization ware, pigment storage device, be equipped with a plurality of pigment storage chambeies in the pigment storage device, pigment delivery pipeline route constitutes with the branch pipeline that pigment storage chamber quantity equals, and branch pipeline and pigment storage chamber one-to-one and intercommunication, the atomizing chamber that is located the ultrasonic atomization ware of same line or same row is through a branch pipeline and the pigment storage chamber intercommunication that corresponds, the atomizing spout and the glass curtain wall surface of ultrasonic atomization ware are relative. The invention has the advantages of small drawing difficulty, convenience, rapidness, high drawing efficiency, good drawing effect and great reduction of potential safety hazards.)

以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统及作画方法

技术领域

本发明涉及机械化作画设备和方法，特别是一种以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统及作画方法，适用于在玻璃幕墙或其他光滑的高空建筑墙面上实现点画或像素画。

背景技术

玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑。

由于玻璃幕墙在城市中的显著性特点，在玻璃幕墙上作画会达到非比寻常的宣传效果，但人为在以玻璃幕墙等作为书画载体的高空作画存在如下问题：1、需要坐吊篮悬空作业，危险性极大；2、由于作画面积大，导致作画效率低；3、受限于空间感知，整体作画效果不好把控，作画难度大；4、玻璃幕墙很容易被污染，尤其在大气含尘量较多、空气污染严重、干旱少雨的北方地区，玻璃幕墙更易蒙尘，间接增加了作画难度。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种解决上述问题的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统及作画方法，作画难度小，方便快捷，作画效率高，作画效果好，大大降低安全隐患。

本发明的技术方案是：

一种以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，包括清洗装置、作画装置、将清洗装置和作画装置悬挂于玻璃幕墙表面的升降装置、带动清洗装置和作画装置在玻璃幕墙上移动的行走装置、电气控制装置，其技术要点是：所述清洗装置位于作画装置的前进方向侧，所述作画装置包括固定框架、以矩形矩阵式镶嵌于固定框架上的多个超声波雾化器、与各个超声波雾化器连接的颜料输送管路、与颜料输送管路连接的颜料存储装置，所述颜料存储装置内设有多个用于储存不同颜色颜料的颜料存储腔，所述颜料输送管路由与颜料存储腔数量相等的分支管路组成，且分支管路与颜料存储腔一一对应并连通，位于同一行或同一列的超声波雾化器的雾化腔通过一个分支管路与对应的颜料存储腔连通，所述超声波雾化器的雾化喷口与玻璃幕墙表面相对。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述超声波雾化器的雾化喷口的内周面设置具有吸水功能的塑形圈，所述塑形圈的中心孔与超声波雾化器的雾化片的功能区相对，一方面由雾化片喷出的颜料通过塑形圈的中心孔喷射向玻璃幕墙，塑形圈吸收多余颜料避免溢出，另一方面塑形圈对喷射出的颜料在玻璃幕墙上的落点形状进行塑形。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述清洗装置包括支撑架、由前至后依次设于支撑架上的喷水管路、清洗滚刷和刮板，所述支撑架对应清洗滚刷的轴端设有与滚刷轴连接的驱动电机Ⅰ，所述清洗滚刷的轴心线和刮板平行，所述喷水管路上均匀设有多个喷水孔。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述行走装置包括行走架、设于行走架中部的多个真空吸盘、与真空吸盘连接的真空发生器、设于行走架四角的行走轮组，所述行走轮组的每个行走轮轮轴分别连接有驱动电机Ⅱ，所述真空吸盘由用于与玻璃幕墙表面接触的滑动金属盘、与滑动金属盘扣装为一体的弹性皮碗组成，所述弹性皮碗后端设有与真空发生器连通的抽气管路，且弹性皮碗后端利用连接件与行走架连接固定，所述真空吸盘处于抽真空状态时，行走轮组的行走轮与玻璃幕墙表面接触，弹性皮碗具有适应伸缩动作的波纹。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述行走装置的行走架连接于作画装置和清洗装置之间。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述升降装置包括用于固定在玻璃幕墙所在建筑楼顶的卷扬机、缠绕于卷扬机的卷筒上的承重绳、沿楼顶边缘固定的导轨、可沿导轨滑动的支座、固定于支座的导向轮，所述承重绳的自由端绕过导向轮与作画装置的固定框架连接，所述承重绳上缠附有与清洗装置的喷水管路连通的输水管线以及用于电气控制装置的导线。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述清洗装置位于作画装置的左侧或右侧或下方。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，所述电气控制装置包括控制器、与控制器连接的清洗装置驱动电路、作画装置驱动电路、升降装置驱动电路和行走装置驱动电路。

一种以玻璃幕墙为书画载体的作画方法，其技术要点是，包括如下步骤：

步骤1、在玻璃幕墙所在建筑的楼顶安装升降装置，利用升降装置在玻璃幕墙侧悬挂作画装置、行走装置和清洗装置；清洗装置的喷水管路通过输水管线与置于楼顶的清洗液存储装置连通；作画装置各个颜料存储腔中分别充入对应的设定颜色的颜料，颜料存储腔连通颜料输送管路将颜料充入与作画装置的超声波雾化器中，同一排或同一列的超声波雾化器充入同种颜色的颜料；

步骤2、启动行走装置，行走装置利用真空吸盘吸附于玻璃幕墙表面，同时行走装置的行走轮在驱动电机作用下在玻璃幕墙表面进行吸附式行走；与此同时，启动清洗装置，喷水管路首先向玻璃幕墙表面喷水，在行走装置行进过程中，清洗装置的清洗滚刷在驱动电机作用下旋转并在喷水后的玻璃幕墙表面进行清洗动作，而后清洗装置的刮板将清洗余液刮除；

步骤3、作画装置在行走装置带动下行进向玻璃幕墙的已清洗区域，作画装置利用以矩形矩阵式排布的多排多列超声波雾化器在玻璃幕墙的已清洗区域实现像素法作画，形成的像素画的每个像素点分别由超声波雾化器将对应的颜料喷射到玻璃幕墙上形成。

上述的以玻璃幕墙为书画载体的作画方法，所述超声波雾化器在行走装置带动下，以行或以列为单元，依次经过玻璃幕墙作画区域，每个超声波雾化器根据各自设定的喷射计划在玻璃幕墙上喷射颜料，最终实现像素画，所述喷射计划包括起始喷射时间、相邻两次喷射的时间间隔。

本发明的有益效果是：

1、作画前，利用清洗装置对玻璃幕墙进行清洗，显著提高作画效果。

2、利用矩阵式排布的超声波雾化器组进行作画，以行或以列为单元，依次经过玻璃幕墙作画区域，每个超声波雾化器根据各自设定的喷射计划喷射颜料，最终形成像素画，作画效率高，作画难度小，作画效果好，同时代替人工作画，大大降低安全隐患。

3、行走装置采用吸附式行走方式，保证了作画装置和清洗装置的位移稳定性，避免了作画装置的颜料喷射距离过远，保证了清洗和作画质量。

附图说明

图1是本发明的使用状态示意图（对应实施例1）；

图2是本发明的作画装置的结构示意图；

图3是本发明的清洗装置的结构示意图；

图4是作画装置的超声波雾化器的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是本发明的行走装置的结构示意图；

图7是图6的右视图；

图8是图6中真空吸盘的左视图；

图9是本发明的升降装置的结构示意图（所在建筑俯视方向）；

图10是本发明的电气控制装置的原理框图；

图11是本发明的使用状态示意图（对应实施例2）。

图中：1.导轨、2.支座、3.导向轮、4.送水控制阀、5.清洗液容器、6.承重绳、7.颜料存储装置、701.颜料存储腔、8.固定框架、9.超声波雾化器、901.壳体、902.雾化腔、903.雾化片、904.驱动电路板、905.塑形圈、10.行走架、11.行走轮组、12.驱动电机Ⅰ、13.支撑架、14.喷水管路、1401.喷水孔、15.清洗滚刷、16.刮板、17.真空吸盘、1701.滑动金属盘、1702.弹性皮碗、18.真空发生器、19.分支管路、20.玻璃幕墙、21.隔板、22.驱动电机Ⅱ、23.抽气管路、24.连接件、25.卷扬机、26.控制器。

具体实施方式

实施例1

如图1-图10所示，一种以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，包括清洗装置、作画装置、将清洗装置和作画装置悬挂于玻璃幕墙20表面的升降装置、带动清洗装置和作画装置在玻璃幕墙20上移动的行走装置、电气控制装置。所述清洗装置位于作画装置的前进方向侧，本实施例中，所述清洗装置位于作画装置的下方。适用于玻璃幕墙上的隔板21与水平面垂直的情况。清洗装置和作画装置、行走装置在玻璃幕墙上相邻两隔板21之间升降。

其中，所述作画装置包括固定框架8、以矩形矩阵式镶嵌于固定框架8上的多个超声波雾化器9、与各个超声波雾化器9连接的颜料输送管路、与颜料输送管路连接的颜料存储装置7，所述颜料存储装置7内设有多个颜料存储腔701，所述颜料输送管路由与颜料存储腔701数量相等的分支管路19组成，且分支管路19与颜料存储腔701一一对应并连通，位于同一行或同一列的超声波雾化器9的雾化腔通过一个分支管路19与对应的颜料存储腔701连通，所述超声波雾化器9的雾化喷口与玻璃幕墙20表面相对。

本实施例中，所述超声波雾化器9包括壳体901、设于壳体901内的雾化腔902、设于雾化腔902雾化喷口侧的雾化片903、与雾化片903连接的驱动电路板904，所述超声波雾化器的雾化喷口的内周面设置具有吸水功能的塑形圈905，所述塑形圈905的中心孔与超声波雾化器的雾化片903的功能区相对，一方面由雾化片903喷出的颜料通过塑形圈905的中心孔喷射向玻璃幕墙20，塑形圈905吸收多余颜料避免溢出，另一方面塑形圈905对喷射出的颜料在玻璃幕墙20上的落点形状进行塑形。

所述清洗装置包括支撑架13、由前至后依次设于支撑架13上的喷水管路14、清洗滚刷15和刮板16，所述支撑架13对应清洗滚刷15的轴端设有与滚刷轴连接的驱动电机Ⅰ12，所述清洗滚刷15的轴心线和刮板16平行，所述喷水管路14上均匀设有多个喷水孔1401。

所述行走装置包括行走架10、设于行走架10中部的多个真空吸盘17、与真空吸盘17连接的真空发生器18、设于行走架10四角的行走轮组11，所述行走轮组11的每个行走轮轮轴分别连接有驱动电机Ⅱ22，所述真空吸盘17由用于与玻璃幕墙20表面接触的滑动金属盘1701、与滑动金属盘1701扣装为一体的弹性皮碗1702组成，所述弹性皮碗1702后端设有与真空发生器18连通的抽气管路23，且弹性皮碗1702后端利用连接件24与行走架10连接固定，所述真空吸盘17处于抽真空状态时，行走轮组11的行走轮与玻璃幕墙20表面接触，弹性皮碗1702具有适应伸缩动作的波纹。滑动金属盘1701中心设有与弹性皮碗1702相通的抽气孔1703。所述行走装置的行走架10上沿与作画装置的固定框架8铰接，行走架10下沿与清洗装置的支撑架13铰接。

所述升降装置包括用于固定在玻璃幕墙20所在建筑楼顶的卷扬机25、缠绕于卷扬机25的卷筒上的承重绳6、沿楼顶边缘固定的导轨1、可沿导轨1滑动的支座2、固定于支座2的导向轮3，所述承重绳6的自由端绕过导向轮1与作画装置的固定框架8连接，所述承重绳6上缠附有与清洗装置的喷水管路14连通的输水管线（图中省略）以及用于电气控制装置的导线（图中省略）。输水管线上设有送水控制阀4，清洗装置的清洗液容器5置于楼顶。

所述电气控制装置包括控制器26、与控制器26连接的清洗装置驱动电路、作画装置驱动电路、升降装置驱动电路和行走装置驱动电路。清洗装置驱动电路用于驱动送水控制阀4开启、驱动驱动电机Ⅰ12带动清洗滚刷15旋转；作画装置驱动电路用于驱动超声波雾化器9按设定频率喷射颜料；升降装置驱动电路用于驱动卷扬机25的卷筒旋转；行走装置驱动电路用于驱动真空发生器18对真空吸盘17抽真空、驱动驱动电机Ⅱ22带动行走轮组11转动。

采用上述画笔系统的作画方法，包括如下步骤：

步骤1、在玻璃幕墙20所在建筑的楼顶安装升降装置，利用升降装置在玻璃幕墙侧悬挂作画装置、行走装置和清洗装置；清洗装置的喷水管路14通过输水管线与置于楼顶的清洗液容器5连通；作画装置各个颜料存储腔1701中分别充入对应的设定颜色的颜料，本实施例中，四个颜料存储腔1701分别充入红、白、蓝、黑四种颜色的颜料，颜料存储腔1701连通对应的分支管路19将颜料充入作画装置的超声波雾化器9中，同一排的超声波雾化器充入同种颜色的颜料，如第一排的超声波雾化器9充入红色的颜料，第二排的超声波雾化器9充入白色的颜料，第三排的超声波雾化器9充入蓝色的颜料，第四排的超声波雾化器9充入黑色的颜料。

步骤2、启动行走装置的真空发生器18，行走装置利用真空吸盘17吸附于玻璃幕墙20表面，同时行走装置的行走轮组11在驱动电机Ⅱ22作用下在玻璃幕墙20表面进行吸附式行走；与此同时，启动清洗装置，喷水管路14首先向玻璃幕墙20表面喷水，在行走装置行进过程中，清洗装置的清洗滚刷15在驱动电机Ⅰ12作用下旋转并在喷水后的玻璃幕墙20表面进行清洗动作，而后清洗装置的刮板16将清洗余液刮除。

步骤3、作画装置在行走装置带动下行进向玻璃幕墙20的已清洗区域，作画装置利用以矩形矩阵式排布的多排多列超声波雾化器9在玻璃幕墙20的已清洗区域实现像素法作画，形成的像素画的每个像素点分别由超声波雾化器9将对应的颜料喷射到玻璃幕墙上形成。本实施例中，所述超声波雾化器9在行走装置带动下，以行为单元，依次经过玻璃幕墙作画区域，每个超声波雾化器9根据各自设定的喷射计划在玻璃幕墙20上喷射颜料，最终实现像素画，所述喷射计划包括起始喷射时间、相邻两次喷射的时间间隔。

像素画属于点阵式图像，在作画前，需要对绘制的画面进行像素化，每一个像素点的颜色是确定的，再将各点位置的颜色和位置信息数据化，传送给控制器，从而制定出每个超声波雾化器9的喷射计划。如第一排的超声波雾化器9充入红色的颜料，在经过作画区域时，所有应该喷射红色颜料的点位均由第一排的超声波雾化器9负责喷射，由于应该喷射红色颜料的点位并不集中，是分散的，所以第一排各个超声波雾化器9的喷射计划各不相同，第一排各个超声波雾化器9应该根据自身的喷射计划进行喷射作业，喷射其他颜色颜料的超声波雾化器9的工作原理同上。

实施例2

如图11所示，一种以玻璃幕墙为书画载体的画笔系统，包括清洗装置、作画装置、将清洗装置和作画装置悬挂于玻璃幕墙表面的升降装置、带动清洗装置和作画装置在玻璃幕墙上移动的行走装置、电气控制装置。所述清洗装置位于作画装置的前进方向侧，本实施例中，所述清洗装置位于作画装置的右方。适用于玻璃幕墙上的隔板21与水平面平行的情况，清洗装置和作画装置、行走装置在玻璃幕墙上相邻两隔板21之间平移，平移时，所述升降装置的支座2沿导轨1移动。其他同实施例1。