【正文】 子的軸的轉(zhuǎn)速 n。且相對于氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動，控制方法成熟，簡單易行，在技術(shù)方面的要求低于前面兩種方式，因此選用電機(jī)驅(qū)動的方式作為機(jī)器人的驅(qū)動方式 [9]。 圖 月牙 形 真空艙 圖 氣體分配盤及輪轂 減速裝置及傳動裝置的設(shè)計 這部分由驅(qū)動系統(tǒng)電機(jī)、蝸輪蝸桿減速器、以及所附帶的聯(lián)軸器和軸承組 成。 真空室離月牙盤為 2cm，其圓心角為 40 度，這是因為真空室必須要同時為三個真空吸盤提供負(fù)壓，而每兩個吸盤接到輪盤上的接口相差 15 度，的所以圓心角第三章 爬壁機(jī)器人的設(shè)計方案 17 應(yīng)該稍大于 30 度。吸盤的吸附能力不會隨著吸盤個數(shù)的增加而降低 [5]。它的結(jié)構(gòu)簡單，吸附力遠(yuǎn)大于真空吸附，且對壁面的凸凹適應(yīng)性強(qiáng)，不存在真空吸附的漏氣問題 ； 真空吸附具有不受壁面材料限制的特點，但當(dāng)壁面凸 凹不平時容易使吸盤漏氣，從而使吸附力下降，承載能力降低 。該爬壁機(jī)器人外形就如玩具小車 ,后輪驅(qū)動四輪式，只是輪子上帶了真空吸盤，形體約為 500mm 400mm 100mm 的長方體，真空泵位于地面裝置，為真空吸盤提供負(fù)壓。 S，其中 S為吸盤的吸附面積 為吸盤內(nèi)外壓力差 Δ p= 7 Pa（來自于真空泵銘牌）， g為重力加速度，取 g=9. 8m/ ， μ 是吸盤橡膠與玻璃幕墻之間的摩擦系數(shù)，取 μ =（玻璃幕墻 不是干凈的，這只是估算） ,本次畢業(yè)設(shè)計中設(shè)計的 是一個四輪式的爬壁機(jī)人 根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以知道，每時每刻都能夠保證，每一個輪子上都有三個真空吸 盤吸附在玻璃幕墻上，所以機(jī)器人每時每刻都能夠保證同時有 12個真空吸盤吸 附在玻璃幕墻上。 3）本次畢業(yè)設(shè)計過程中對 PROE的運用 學(xué)習(xí)了該軟件基本功能的實現(xiàn)，利用該軟件進(jìn)行機(jī)器人的輪子、吸附裝置和真空艙的設(shè)計，爬壁機(jī)器人建模，對機(jī)器人進(jìn)行仿真 [7]。這樣建立的模型便于裝配，在系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)下，完成裝配。節(jié)省了大量的重復(fù)設(shè)計時間，簡便快捷，為數(shù)字化制造建立了基礎(chǔ)。參數(shù)化模型通過調(diào)整幾何參數(shù)來修改和控制幾何形狀，從而自動實現(xiàn)產(chǎn)品的精確造型。 Pro/E軟件，即 Pro／ E是三維實體建模與分析軟件中性能非常出色的一款。 、高可靠性和通用性的壁面清洗機(jī)器人 [3]。根據(jù)任務(wù)需求 ,可以 把需要的模塊直接連接起來組成新的機(jī)器人。在滿足功能要求的前提下 ,體積小、質(zhì)量輕的機(jī)器人可較小能耗 ,具有較高靈活性 ,可以承載更多的負(fù)荷，有利于實現(xiàn)爬壁機(jī)器人的多功能性， 并且在某些特殊場合也需要機(jī)器人具有小的體積。 (1)新型吸附技術(shù)的發(fā)展。機(jī)器人的設(shè)計需要針對工作任務(wù)、環(huán)境，選取合適的吸附方式。多腿的機(jī)器人在運動學(xué)上很復(fù)雜，因為自由度太多，但是這也是它的優(yōu)點，它可以自動處理障礙物。許多大型懸掛清洗機(jī)器人要求有樓 頂懸掛機(jī)構(gòu) 。建筑物的外包覆層不僅增加了建筑物的外觀美，同時也使得它們更有耐久性。 致 謝 ??????????????????????????????? 29 第一章 緒論 1 第一章 緒論 機(jī)器人是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與現(xiàn)代電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是計算機(jī)科學(xué)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息科學(xué)和傳感技術(shù)等多學(xué)科綜合性高科技產(chǎn)物，他是一種高速運行、重復(fù)操作和精確度較高的自動化設(shè)備。摘要 摘 要 近年來，隨著社會的發(fā)展，樓層越來越高，使用玻璃幕墻的樓房也越來越多，避免清洗時一個很重要的問題，傳統(tǒng)的方式多數(shù)為人工，或者是采用電纜從樓頂將機(jī)器人吊下，工作效率偏低，危險性高，于是清洗用爬壁機(jī)器人應(yīng)運而生，本文的任務(wù)就是設(shè)計一種能夠在壁面上吸附行走的清洗爬壁機(jī)器人。 robot can walk straight horizontal or vertical surface. Keywords: 目錄 i 目錄 第一章 緒論 ......................................................... 1 本課題的研究背景 ............................................ 1 國內(nèi)外爬壁 機(jī)器人的研究現(xiàn)狀 .................................. 2 國內(nèi)外爬壁機(jī)器人的發(fā)展趨勢 .................................. 3 ....................... 4 ..................................................... 5 第二章 軟件介紹 ..................................................... 7 第三章 爬壁機(jī)器人的設(shè)計方案 ........................................ 11 ........................................ 11 ........................................ 11 ............................................ 12 爬壁機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu) .................................. 13 移動裝置和吸附裝置的設(shè)計 .............................. 13 減速裝置及傳動裝置的設(shè)計 .............................. 17 聯(lián)軸器和軸承選擇 ...................................... 22 爬壁機(jī)器人機(jī)體建模 .................................... 22 PROE 運動仿真 ..................................... 23 第四章 結(jié)論 ........................................................ 25 參考文獻(xiàn) ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 很大一部分樓房的壁面加了玻璃幕墻。如磁力吸盤爬壁機(jī)器人只能用于導(dǎo)磁金屬壁面上 ,而對普通玻璃墻壁無法適用 。 輪式和履帶式爬壁機(jī)器人已經(jīng)比較常見，它們的優(yōu)點是，移動速度相對較快，結(jié)構(gòu)比較簡單，但是不適用于清洗有障礙物的玻璃幕墻，而且不能自動完成地面和墻壁之間的轉(zhuǎn)移。由于這些吸附方式各自都有局限性，所研制的爬壁 機(jī)器人往往針對性較強(qiáng)，只適用于某種特定任務(wù)，較難通用化。 國內(nèi)外爬壁機(jī)器人的發(fā)展趨勢 驅(qū)動、傳感、控制等硬軟件技術(shù)的發(fā)展 極大地推動了爬壁機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展 ,實際應(yīng)用的需求也對爬壁機(jī)器人的發(fā)展提出了挑戰(zhàn) ,爬壁機(jī)器人的發(fā)展趨勢歸結(jié)4 致謝 爬壁機(jī)器人設(shè)計 起來主要有以下幾方面 。 (3)小型化、微型化是當(dāng)前爬壁機(jī)器人發(fā)展的趨勢。為了使機(jī)器人能夠應(yīng)用于不同場合 ,根據(jù)任務(wù)需求 ,在不需要重新設(shè)計系統(tǒng)條件下 ,充分利用已有的機(jī)器人系統(tǒng) ,應(yīng) 使機(jī)器人具有可重構(gòu)性 ,即具有模塊化結(jié)構(gòu)。 ，以滿足特殊壁面的清洗要求如階梯狀表面、傾斜面、球型面等外墻面。以往計算機(jī)輔助設(shè)計以二維圖紙繪制為主，直觀性差。 Pro／ E的特點 (1)基于特征的參數(shù)化建模 參數(shù)化設(shè)計是一種 使用重要幾何參數(shù)快速構(gòu)造和修改幾何模型的造型方法。同種規(guī)格零件的不同尺寸系列可在一次設(shè)計成型后通過8 致謝 爬壁機(jī)器人設(shè)計 修改尺寸得到。 （ 4）在裝配圖中構(gòu)建實體 根據(jù)已建好的實體模型，在裝配中，利用其特征（平面，曲面或軸線）為基準(zhǔn)，直接構(gòu)建新的實體模型。 第二章 軟件介紹 9 （ 3）生成工程圖， Pro/E可以用來實現(xiàn)基于實體建模的工作流程而生成工程圖紙，用戶可 以輕松地生成和保存 2D工程圖紙，由于工程圖紙和 3D零件動態(tài)連接，因此當(dāng)用戶修改生成視圖的 3D模型時，零件視圖、尺寸和注釋等都自動更新，節(jié)約了圖紙管理和維護(hù)的時間。其中吸盤在垂直壁面上時最容易發(fā)生脫落，此時是一個臨界條件，此時應(yīng)該有： 其中， m 為爬壁機(jī)器人的質(zhì)量， a 為車體運動的最大加速度，估取 12 致謝 爬壁機(jī)器人設(shè)計 a=0. 5m ， Ni 為吸盤