【正文】 我從老師身上學(xué)到了很多解決問題的經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)方法，這些學(xué)到的東西在畢業(yè)論文上給予了我許多的幫助，在此，我向我的導(dǎo)師劉麗明老師表示崇高的敬意和真摯的謝意！ 在論文撰寫過程中，寢室的各位同學(xué)們?cè)谏钌辖o予的幫助， 是他們給大家 創(chuàng)造一個(gè)安靜地環(huán)境。對(duì)于文中復(fù)合吸附方式的研究，下一步的研究重點(diǎn)應(yīng)在改進(jìn)真空腔內(nèi)流場(chǎng)控制方面，例如改進(jìn)吸盤負(fù)壓腔形狀 、改進(jìn)螺旋槳槳葉外形以及排列方式等從而在降低功耗、提高效率和減少噪音方有所提高。本文核心就是玻璃清潔機(jī)器人吸附機(jī)構(gòu)方面展開了闡述論證，主要研究工作和結(jié)論如下 : 1） 玻璃清潔機(jī)器人因?yàn)槠渌邆涞奶厥舛謱?shí)用的功能，所以在眾多壁面移動(dòng)機(jī)器人格外的受人關(guān)注。另有一萬向輪從動(dòng)，與兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪一起支撐殼體，保持吸盤與壁面之間的間隙。而當(dāng)間隙取 25mm 時(shí)，系統(tǒng)獲得了最大的吸附力 ，這時(shí)的負(fù)壓和推力兩者作用得到了較好的匹配。合并后 如圖 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 18 第四章 模型建設(shè)與仿真驗(yàn)證 GAMBIT 是 一款可以 幫助 工程人員 建立并網(wǎng)格化計(jì)算流體力學(xué)（ CFD）模型和其它科學(xué)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)軟件包。 另一個(gè)問題是負(fù)壓腔外殼的半徑。盡管與圖中 (b) (c)狀態(tài)相比 (a) 狀態(tài)可以獲得最大的負(fù)壓，但由于工作原理的不同，但它無法達(dá)到真空泵或離心風(fēng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)的負(fù)壓。此方法帶來的優(yōu)點(diǎn)是由于此方法空氣流量很大，于是吸盤在一定能范圍內(nèi)對(duì)流量變化不敏感，這意味著機(jī)器人吸盤和墻面之間可以有一個(gè)相對(duì)交大的間隙，從而提升機(jī)器人的越障能力。我們也可以通過提高槳葉角速度來獲得更大的推力，但是同時(shí)阻力轉(zhuǎn)矩也會(huì)因此增大，這就需要驅(qū)動(dòng)槳葉的電機(jī)消耗更大的功率。下標(biāo)“ 1”和“ 2”分別表示葉柵 (AB， A1B2 ) 氣體入口處和出口處的各個(gè)參數(shù)，下標(biāo)“ a”表示向量沿葉片轉(zhuǎn)軸方向的分量， w 向量是氣體相對(duì)葉片的速度， u 向量 是葉片的速度 ,c 向量是氣體的絕對(duì)速度， x 向量是氣體的圓周速度。由于翼面上下線性長(zhǎng)度不同但同時(shí)到達(dá)后緣的關(guān)系，所以翼面上下氣流速度則不同。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 12 吸附方式的實(shí)現(xiàn) 風(fēng)機(jī)推力 與其他利用反推作用力的壁面移動(dòng)機(jī)器人類似，本文的吸附方式壁面機(jī)器人同樣是利用螺旋槳的推力將機(jī)器人緊壓向壁面。 軸流式通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是比轉(zhuǎn)數(shù)高 (通常在 ns=~90) ，全壓低，風(fēng)機(jī)內(nèi)氣體流量大，被應(yīng)用于流量大而風(fēng)壓要求不高的場(chǎng)合。 目前使用的通風(fēng)機(jī)按氣流的運(yùn)動(dòng)方向大致有三類，即為離心式、軸流式和混流式。行走機(jī)構(gòu)個(gè)零件也可采用耐沖擊硬膠 耐沖擊性聚苯乙烯制作，行走輪則采用密度小的泡沫橡膠制作。 （ a）自鎖絞桿連接 （ b）自鎖絞桿在自絞鎖固定板內(nèi)部 圖 自鎖絞桿示意圖 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 8 圖 自鎖絞桿和自絞鎖固定板裝配 由于軸流電機(jī)市場(chǎng)上有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以根據(jù)實(shí)際需求選擇 YWF2S250 型軸流電機(jī)。 自鎖絞桿和自絞鎖固定板裝配在一起，作為軸流風(fēng)機(jī)與機(jī)器人腔體的連接裝置，不僅要求自鎖絞桿和自絞鎖固定板自身連接穩(wěn)固，而在部件制作的材料的選擇上要求 剛性大，蠕變小，機(jī)械強(qiáng)度高 。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 6 第二章 玻璃清潔機(jī)器人總體 規(guī)劃 吸附機(jī)構(gòu) 玻璃清潔機(jī)器人的吸附機(jī)構(gòu)由機(jī)器人腔體、自 鎖絞桿、自絞鎖固定板、橡膠墊片、軸流風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)槳葉，上安全防護(hù)罩和下安全防護(hù)罩組成。 仿生微型機(jī)器人能夠利用其體型小的優(yōu)點(diǎn)，可以用于特殊環(huán)境檢測(cè)作業(yè)。圖 為實(shí)物圖 。由于它是專為建筑物外表面瓷磚壁面的清洗而設(shè)計(jì)制造的 ,所以目前已有成品并投入生產(chǎn)應(yīng)用。 對(duì)壁面的平整程度 都 沒有 要求 ， 不僅機(jī)器人的有效載荷 遠(yuǎn)勝于真空吸附和推力吸附，而且在作業(yè)過程中 不存在真空漏氣的問題， 但要求機(jī)器人工作時(shí) 所 吸附的壁面必須是導(dǎo)磁材料， 這一點(diǎn) 使 得采用 磁吸附 作為吸附方式的 機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境收到嚴(yán)重地限制； 真空吸附 按吸盤個(gè)數(shù) 又分為單吸盤和多吸盤兩種，真空吸附雖然不受壁面材料限制但對(duì)吸盤的密封性能 卻 要求較高， 在附著 面不平 整 時(shí)吸盤容易漏氣， 使 密封性能下降從而 造成 吸附力下降， 使得 機(jī)器人的 實(shí)際 承載能力降低；推力吸附方式整合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)，有一定的吸附力而且對(duì)壁面的平整程度沒有要求，但是 由于 要求風(fēng)機(jī)排風(fēng)量很大 所以整體重量會(huì)很重 。 作為一種可在高空極限環(huán)境下工作的自動(dòng) 化 機(jī)械裝置，它 的發(fā)展現(xiàn)在 越來越受到人們的 關(guān)注 。 其主要工作在高層建筑的玻璃幕墻表面，克服重力對(duì)自身的作用，攜帶清洗作業(yè)設(shè)備對(duì)建筑物玻璃幕墻表面進(jìn)行清洗，從而將人們從危險(xiǎn)的高空作業(yè)環(huán)境中 解脫出來，不僅可以避免發(fā)生意外事故，而且可以提高清洗效率、節(jié)約成本，具有可觀的市場(chǎng)前景。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 分類號(hào) 密級(jí) U D C 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 玻璃清潔機(jī)器人吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 25202102 學(xué) 號(hào)： 2520210218 指導(dǎo)教師： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 論文外文題目： 玻璃清潔機(jī)器人吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 論文主題詞： 玻璃清潔機(jī)器人 復(fù)合吸附方式 螺旋槳式軸流風(fēng)機(jī) 外文主題詞： lasswall cleaning robot Combined suction method Propeller type axial flow fan 論文答辯日期： 答辯委員會(huì)主席： 評(píng)閱教師： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） I 原創(chuàng)性聲明 本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。 本文將在分析玻璃清潔機(jī)器人常見的吸附方式，以及國(guó)內(nèi)外對(duì)玻璃清潔機(jī)器人所開發(fā)的新型吸附方式后，提出采用螺旋槳式軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓作為作為吸附方式的經(jīng)濟(jì)適用型吸附機(jī)構(gòu)。而吸附裝置是玻璃清潔機(jī)器人包括移動(dòng)裝置、清潔裝置、控 制裝置在內(nèi)的核心 裝置 ，玻璃清潔機(jī)器人性能的優(yōu)異直接取決于機(jī)器人吸附裝置性能 的 優(yōu)異 。各種方式優(yōu)缺點(diǎn)如下表 [4]。圖 是在 19901993 日本東京工業(yè)大學(xué)間研究設(shè)計(jì)的 NINJA[9]，第一代型號(hào)為 NINJIAI,自 1994 年開始， NINJAII 在 NINJIAI 的基礎(chǔ)上不中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 3 斷的改善升級(jí)，可用于高樓壁面的檢查等。 圖 螺旋槳式推力吸附壁面 圖 螺旋槳式推力吸附壁面 移動(dòng)機(jī)器人理論設(shè)計(jì)圖 移動(dòng)機(jī)器人實(shí)物圖 吸附方式的發(fā)展趨勢(shì) 經(jīng)過上文分析闡述，并且結(jié)合當(dāng)下機(jī)器人技術(shù)和科技前沿發(fā)展的總體趨勢(shì)， 我認(rèn)為 玻中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 4 璃清潔機(jī)器人 作為 具有特殊功能的壁面移動(dòng)機(jī)器人 ，那么它吸附機(jī)構(gòu)的也該順應(yīng) 壁面移動(dòng)機(jī)器人吸附 機(jī)構(gòu) 發(fā)展的如下趨勢(shì)。 由其發(fā)展的生物醫(yī)療機(jī)器人還可以進(jìn)入人體內(nèi)部進(jìn)行檢查和實(shí)施 相關(guān) 治療而不傷害人體。這樣設(shè)計(jì)的要求一是使機(jī)器人整體重心更加貼近于玻璃幕墻表面；二是滿足市場(chǎng)上現(xiàn)有的軸流風(fēng)機(jī)的規(guī)格尺寸，及保證了設(shè)備的裝配空間同時(shí)還要減省了機(jī)器人腔體的材料，從而減輕機(jī)器人的整體重量 [14]。而由于機(jī)器人在重量上有要求限制，所以自鎖絞桿采用航空鋁材料，自絞鎖固定板采用常見 的耐沖擊硬膠 耐沖擊性聚苯乙烯 制作。YWF2S250 型軸流電機(jī)額定電壓 220 V ，轉(zhuǎn)速 2400 rpm ，風(fēng)量 1400 m3/h 。 圖 行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向裝置 1 轉(zhuǎn)向輪 2 轉(zhuǎn)向輪支架 3 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 圖 行走機(jī)構(gòu)從動(dòng)裝置 1 從動(dòng)輪 2 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向桿 3 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向桿支架 水電供應(yīng)系統(tǒng) 玻璃清潔機(jī)器人為了減輕本身的重量， 所以將 采用外部提供清潔劑，既清潔所用的水由外部管道直接提供給清潔機(jī)構(gòu)。氣體在離