【導(dǎo)讀】據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成。果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集。體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。玻璃幕墻清潔機(jī)器人是具有特定功能的壁面移動(dòng)機(jī)器人，是特種機(jī)器人的一個(gè)分支。它是基于壁面移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)，并針對具體的作業(yè)對象研發(fā)具有明確功能的實(shí)。其主要工作在高層建筑的玻璃幕墻表面，克服重力對自身的作用，攜帶清洗。在對機(jī)器人整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹，提出模塊化的組裝結(jié)構(gòu)。計(jì)，驗(yàn)證吸附機(jī)構(gòu)。維實(shí)體模型以及機(jī)器人整體模型。

　　

【正文】 在螺旋槳處有反向氣流產(chǎn)生，這時(shí)將產(chǎn)生噪音并且將會(huì)提高電機(jī)的功耗。表 顯示了摘自 FLUNT 的仿真數(shù)據(jù)，可以看到負(fù)壓值在 0 間隙時(shí)取得最大 (350KPa )值，間隙取 50mm 時(shí)則最小 (150KPa )值，這兩種情況下，負(fù)壓和推力分別占各自情況下的主導(dǎo)作用，但兩者都沒有取得最大的吸附合力。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。 （ a） 間隙高度 0mm 時(shí)氣體流速分布圖 （ b） 間隙高度 25mm 時(shí)靜壓分布圖 (c) 間隙高度 50mm 時(shí)靜壓分布圖 圖 吸盤直徑 316mm 時(shí)不同間隙高度 腔內(nèi)靜壓 仿真 中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 21 表 間隙不同 時(shí) 吸附力對比 間隙高度（ mm） 最大靜壓（ Kpa） 間隙處氣體流速（ m/s） 復(fù)合吸附力（ N） 0 350 —— 25 315 50 150 當(dāng)轉(zhuǎn)速為 2400rpm，間隙高度為 25mm 時(shí)，直徑分別為 376mm 和 436mm 的負(fù)壓腔內(nèi)靜壓分布圖如如圖 所示。由表 可以看出，隨著吸盤直徑增大，復(fù)合吸附力也在變大。然而，對比上述結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸盤直徑由 316mm 增大至 376mm 時(shí)，吸附力顯著增大由 增至 增幅 % ：但是當(dāng)吸盤直徑由 376mm 增大至 436mm 時(shí)吸附力增加的幅度卻不是那么明顯，增幅只有 %，而這時(shí)機(jī)器人會(huì)因?yàn)槲P尺寸增大而增加很多重量。所以，適當(dāng)選擇吸附力與重量之比就要依據(jù)吸盤的大小決定，這在具體設(shè)計(jì)中是很必要的。 (a) 直徑 376mm 時(shí)靜壓分布圖 (b) 直徑 436mm 時(shí)靜壓分布圖 圖 間隙高度為 25mm 時(shí)不同吸盤 直徑腔內(nèi)靜壓 仿真 中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 22 表 吸盤直徑不同時(shí)吸附力對比 吸盤直徑（ mm） 最大靜壓 （ KPa） 間隙處氣體流速（ m/s） 復(fù)合吸附力（ N） 316 342 376 338 436 216 詳細(xì)結(jié)構(gòu)方案 根據(jù)前文分析，本文提出提出玻璃清潔機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)以及機(jī)器人合吸附吸盤設(shè)計(jì)方案如圖 和 ： 圖 玻璃清潔機(jī)器人整體機(jī)構(gòu)示意圖 圖 復(fù)合吸附吸盤設(shè)計(jì)方案分解示意圖 1 機(jī)器人腔體 2 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向桿 3 從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向桿支架 4 自鎖絞桿 5 右轉(zhuǎn)向輪支架 6 上安全防護(hù)罩 7 自絞鎖固定板 8 橡膠墊片 9 軸流電機(jī)槳葉 10 軸流電機(jī) 11 下安全防護(hù)罩 12 轉(zhuǎn)向輪 13 左轉(zhuǎn)向輪支架 14 驅(qū)動(dòng)電 機(jī) 中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 23 吸盤的外殼殼體采用輕質(zhì)材料制成，上部是帶有軸流電機(jī)、螺旋槳以及自鎖固定裝置的圓柱形通風(fēng)道，是下部圓錐形負(fù)壓腔吸盤。風(fēng)道進(jìn)口以及出口都設(shè)有安全防護(hù)罩，在保證氣流通暢的同時(shí)防止意外情況發(fā)生時(shí)異物飛濺傷人。吸盤兩側(cè)是兩個(gè)相互獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪系統(tǒng)，該系統(tǒng)由支架、電機(jī)、輪子構(gòu)成，在直線行走同時(shí)相互獨(dú)立可完成轉(zhuǎn)向。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。為使吸盤內(nèi)流場盡可能不受額外干擾，驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪全部安裝在吸盤殼體外側(cè)，并盡量貼近玻璃表面。 小結(jié) 本章節(jié)利用 GAMBIT 和 FLUENT 軟件 建模、 網(wǎng)格劃分 與 模擬仿真 、 分析的功能，對上一章節(jié)中提出的新型吸附方式的效果進(jìn)行了軟件仿真，驗(yàn)證了前文的理論分析 可操作性 。最后利用 三維設(shè)計(jì) 軟件 Pro/Engineer 生成更為生動(dòng)的復(fù)合吸吸附機(jī)構(gòu)數(shù)字。 中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 24 結(jié)束語 機(jī)器人的研發(fā)結(jié)合了機(jī)械、電子、控制、人工智能計(jì)算機(jī)等多學(xué)科領(lǐng)域的知識，代表著當(dāng)今研究的前沿學(xué)科，在某種程度上代表著一個(gè)國家的科研實(shí)力。玻璃清潔機(jī)器人吸附裝置的研制，有助于完善機(jī)器人性能，提高高危環(huán)境工作的安全性和有效性。最終有助于玻璃清潔機(jī)器人市場普及 。減小工作人員危險(xiǎn)和工作強(qiáng)度，降低成本，有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。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。本文中先對國內(nèi)、外壁面機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究，并按照吸附方式的不同將壁面移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行分類比較，并分析玻璃清潔機(jī)器人可以選用的吸附方式。描述了基于復(fù)合吸附原理的玻璃清潔機(jī)器人吸附機(jī)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方案。該吸附機(jī)構(gòu)采用源于真空吸附技術(shù)的一種單吸盤吸附方式，方案同時(shí)結(jié)合了螺旋槳反推力的作 用。吸盤與壁面之間有一個(gè)相對較大的間隙，這提升了機(jī)器人的越障能力使機(jī)器人對復(fù)雜的玻璃慕表面具有更強(qiáng)的適應(yīng)性。 2）文中玻璃清潔機(jī)器人采用的吸附方式具有創(chuàng)新性，為今后的深入研究打下了一定的基礎(chǔ)。目前對該復(fù)合吸附方式的研究還比較有限，有些問題還有待進(jìn)一步研究。玻璃清潔機(jī)器人螺旋槳槳葉外形、真空吸盤與壁面間隙大小，吸盤負(fù)壓腔形狀尺寸等都會(huì)對機(jī)器人最終的吸附效果產(chǎn)生影響，這些都需要根據(jù)機(jī)器人具體的應(yīng)用場合進(jìn)行一定的調(diào)整。對于文中復(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。 中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 25 致 謝 本文是在我的指導(dǎo)老師師劉麗明老師的指導(dǎo)下完成的，劉老師在課題進(jìn)展的各個(gè)階段都對我進(jìn)行我耐心 而又 認(rèn)真的教導(dǎo)。 在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)完成時(shí)，感覺自己最美好的大學(xué)時(shí)光就要結(jié)束了，我很想向我的我的父母、母校、我的老師以及我的大學(xué)同學(xué)們表達(dá)我最衷心的謝意。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成我首先要向?qū)W院表達(dá)誠摯的謝意，是學(xué)院給我提供優(yōu)異的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我學(xué)習(xí)到了許多專業(yè)知識，學(xué)?！懊鞯麓髳?，創(chuàng)新篤行”的校訓(xùn)也使我深受教育。指導(dǎo)老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、 為人誠懇、學(xué)識淵博，為我提供了一種良好的精神氣氛。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中每次困難，我都會(huì)尋求老師的幫助。老師每次也都會(huì)抽空來幫我解決，然后給出有價(jià)值的解決辦法。而且在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題、查閱資料和論文提綱的確定，到中期論文的修改、后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中，老師都給予了我悉心的指導(dǎo)。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)們在生活上給予的幫助， 是他們給大家 創(chuàng)造一個(gè)安靜地環(huán)境。 同時(shí)感謝武漢全通自動(dòng)化設(shè)備有限公司的詹漢懷師傅在材料選擇和人生的認(rèn)識上給予的指導(dǎo)，真誠地感謝詹老師和和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助。 最后，深深地感謝我的父母，尤其是我的母親在我寒假在家撰寫論文過程期間給予的理解和關(guān)懷！ 中國地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) （ 論文 ） 26 參考文獻(xiàn) [1] 李曙生 .具有輪換移動(dòng)機(jī)構(gòu)的爬壁機(jī)器人研究 [J].泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) .2021, 2(3):1418 [2] 國家 863 計(jì)劃智能機(jī)器人主題專家組 .邁向新世紀(jì)的中國機(jī)器人 —— 國家 863計(jì)劃智能機(jī)器人主題回顧與展望 [M].沈陽 :遼寧 科學(xué)技術(shù)出版社 ,. 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