【正文】 圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà) 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 ,ssss . 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。SA 為觸發(fā)的報(bào)警條件，比如大風(fēng)、機(jī)器故障等，當(dāng) 接入電路時(shí)，報(bào)警燈由閃爍變成常亮。電路中 1KM和 2KM 互鎖，兩者不會(huì)同時(shí)得電，這樣可以保證電路 電源不會(huì)發(fā)生短路等危險(xiǎn)。這時(shí)清洗機(jī)以二倍速度向上運(yùn)動(dòng)；當(dāng)清洗機(jī)到達(dá)房屋頂點(diǎn)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)接觸到 1SB，通過(guò) 1KM 得電自鎖，使 ? 接入電路，開(kāi)始低速運(yùn)行。 PLC 執(zhí)行單元 PLC 的原理如下圖所示，它公分五個(gè)階段，當(dāng)他實(shí)現(xiàn)了一個(gè)掃描周期后，會(huì)立即著手進(jìn)行下一個(gè)掃描周期，當(dāng)著一個(gè)周期完成之后，我們能夠迅速地以?huà)呙璧男问介_(kāi)啟下一個(gè)周期完成循環(huán)中的 各種任務(wù) PLC 整體功能 PLC 功能流程 我們的設(shè)計(jì)目的，是實(shí)現(xiàn)清洗機(jī)器的自動(dòng)化，首先我們?cè)谇逑礄C(jī)上實(shí)現(xiàn)下行時(shí)連續(xù)噴水，滾刷連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，吸附裝置以半分鐘為一次、一分鐘為一周期進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng)；而提升機(jī)構(gòu)的裝置，在工作期間需要以一倍速度勻速往下運(yùn)動(dòng)完成清洗機(jī)構(gòu)，當(dāng)我們的機(jī)構(gòu)到達(dá)底端和高層時(shí)，我們能夠利用行程開(kāi)關(guān)，有效地完成自動(dòng)上升和運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，而這一階段的速度為原來(lái)的二倍速度。每個(gè)圖形都有一個(gè)甚至與多個(gè)級(jí)別組成。已經(jīng)斷開(kāi)的觸點(diǎn)將阻礙能量流過(guò)。 梯形圖編程在 PLC 模擬中最重要。這樣的話(huà)會(huì)變得形象更加直觀(guān)，實(shí)用性更加強(qiáng)。 梯形圖編程語(yǔ)言，也就是我們常常所說(shuō)的梯形圖。而起沒(méi)有機(jī)械磨損，電腐蝕等問(wèn)題，關(guān)鍵的是他也沒(méi)有數(shù)量限制。 PLC 內(nèi)部的編程，還能支持該機(jī)型編程語(yǔ)言。 PLC 軟件基礎(chǔ) PLC 的編程軟件的語(yǔ)言和其他的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，但是 PLC編程出來(lái)的語(yǔ)言具有明顯的特點(diǎn)，在縮寫(xiě)和調(diào)試上有更大的優(yōu)勢(shì)。按照 CPU性能分為若干類(lèi)型，并按照 I/O 點(diǎn)數(shù)分為若干類(lèi)型規(guī)格。 PLC 和 PC 雖然只有一字之差，但是它主要應(yīng)用于工業(yè)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，雖然組成和結(jié)構(gòu)相似， PLC 是為工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)的，方便于控制和維護(hù)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，這樣可以更好地去完成接線(xiàn)、擴(kuò)充。 PLC 整體上就是一個(gè)工業(yè)控制裝置。它具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如它的體積較小，編程相對(duì)于單片機(jī)等其他程序簡(jiǎn)單，功能更加強(qiáng)大，而且可靠性和靈活性較高，維護(hù)起來(lái)相對(duì)方便，功能更加強(qiáng)大；在電力、化工、交通以及冶金方面，能夠廣泛控制相關(guān)應(yīng)用。所以，曾稱(chēng)作可編程序邏輯控制器，就是 PLC（ Programmable Logic Controller）。根據(jù)設(shè)計(jì)理念，最好能夠完成自動(dòng)作業(yè)和手動(dòng)作業(yè)兩種方式，而且在控制系統(tǒng)上，要盡可能遵循小型化、輕量化、可靠性高和便于維護(hù)的相關(guān)原則。 每個(gè)機(jī)構(gòu)都有四個(gè)吸盤(pán)，同時(shí)都擁有真空安全閥，所以，當(dāng)最多兩個(gè)吸盤(pán)失效時(shí)，其他吸盤(pán)能夠產(chǎn)生足夠的吸附力，因此，能夠產(chǎn)生足夠的力使機(jī)器人能夠貼著壁面完成工作。這樣可以有效地對(duì)電路中的相關(guān)接線(xiàn)發(fā)生控制。 限位開(kāi)關(guān)的選擇 由 于清洗機(jī)需要在高空中完成工作，所以很多時(shí)候地面工作人員無(wú)法用肉眼判斷出工作狀況，所以我們需要在清洗機(jī)上安裝相應(yīng)的傳感器，以此來(lái)清洗機(jī)能夠自我判斷一些情況，類(lèi)似于工作位置和環(huán)境，只有讓清洗機(jī)構(gòu)能夠完成自我檢測(cè)任務(wù)，這樣才能完成良好地互動(dòng)。 氣動(dòng)部分設(shè)計(jì) 氣源的選擇 氣源的主要組成部分由儲(chǔ)氣罐、后冷卻器以及氣壓發(fā)生系統(tǒng)，由于重量很大，所以我們不得不將氣源安裝在樓頂上，這樣通過(guò)氣管將壓縮空氣送到清洗機(jī)本體上完成工作，對(duì)氣源的選取和氣缸的選取息息相關(guān)。 （ 1） 作用在滑塊上的力 根據(jù)壓力要求，滑塊所受總的壓力不超過(guò) 140N。因?yàn)槲覀冞x擇的材料大部分為鋁合金材 料，重量輕，所以，該彈簧能滿(mǎn)足要求。 允許極限負(fù)荷下的單圈變形： ?F 單圈剛度： mmNP /3331 ? 彈簧節(jié)距： ? 最大工作載荷： NP 4602 ? 極限工作載荷： NP 5753 ? 彈簧每圈展開(kāi) 長(zhǎng)度： mmL 52? 計(jì)算數(shù)據(jù)如下： 名稱(chēng) 公式 數(shù)據(jù)（ mm） 彈簧中徑 dDD ??2 彈簧內(nèi)徑 dDD ??? 21 彈簧間隙 dtδ ?? 30 彈簧總展開(kāi)長(zhǎng)度 nL ??1 260 螺旋角 ? 7176。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們選擇最基本的 JB尾部單耳式 S 型氣缸，活塞直徑和行程都能滿(mǎn)足好要求，該氣缸終端帶有可調(diào)節(jié)緩沖裝置，光滑、密封性好，能 有想的啊防止灰塵進(jìn)入。 氣缸的選擇 根據(jù)清洗機(jī)器人的設(shè)計(jì)思路，我們共需要八條腿，分別與兩組八個(gè)部分相連接，氣缸的主要目的需要兩個(gè)作用即可 —— 伸長(zhǎng)和收縮。 真空發(fā)生器的選擇 根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，真空發(fā)生器內(nèi)集成電磁閥，可有想通過(guò)通斷電來(lái)決定是否符合設(shè)計(jì)要求，便于我們控制，所以，我們選擇 VUB6 型號(hào)的真空發(fā)生器。 吸附可靠性分析 機(jī)清洗機(jī)構(gòu)在工作時(shí)，每一個(gè)洗盤(pán)的真空度約為 70%，那么我們可以得到如下公式來(lái)校核吸盤(pán)所產(chǎn)生的吸力是否滿(mǎn)足要求。于是在噴嘴出口處便形成了一個(gè)負(fù)壓。 真空發(fā)生器 與真空泵相比，真空發(fā)生器結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，壽命比泵長(zhǎng)，體積較小，質(zhì)量較輕，安裝和使用也極其方便，瞬時(shí)開(kāi)關(guān)特性良好，沒(méi)有殘余負(fù)壓。 （ 2） 單個(gè)吸盤(pán)可能在過(guò)程中出現(xiàn)失效等狀況，選擇兩個(gè)吸盤(pán)也是基于考慮到機(jī)器越障能力和穩(wěn)定性。 吸附部分設(shè)計(jì) 吸附方式的選擇 本機(jī)構(gòu)爬壁機(jī)器人吸附裝置，想要更好地完成清洗任務(wù)，要給清洗劑一個(gè)力，讓它壓在墻面上。 而桿臂的 抗彎截面系數(shù) W，我們可以通過(guò)下面公式求得： W= 62bh = 66030 2? =18000 3mm 彎曲所需滿(mǎn)足的強(qiáng)度條件為 max? = WMmax ? [? ]，桿臂的材料是鑄鋼，通過(guò)查詢(xún)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可知 60MPa . max? = WMmax = ? ? M P ammN 60/ 2 ??? ?。的彎曲度，從而作出桿臂的受力圖如下： 其中 Q 是鋼絲繩通過(guò)定滑輪而產(chǎn)生的力，這兩個(gè)力基本上相同的大小相同，那么，我們可以得到結(jié)論： NQ % ???? 通過(guò)靜力學(xué)平衡方程最后可以求得： 2yF =2380N 3yF =1587N 根據(jù)上方受力圖。 則軸承的壽命： Lh1= 366010 ??????? PCn r= 36 ????????=727677h Lh2= 366010 ??????? PCn r= 36 10 ????????=1275354h 所以軸承的壽命在 h2h1 LL 和 之間。 （ 3） 深溝球軸承壽命計(jì)算 所選軸承是深溝球軸承（代號(hào)為 6213）， r C （額定動(dòng)載荷）=, rC0 （基本額定靜載荷） =40kN。 電機(jī)輸出軸的鍵為 5478 ????? lhb ；鍵槽軸深 4?t ，3??? thk ； ? ? MpaMP ak l dT pp 150~ 1910022 ???????? ?? ； 減速器輸入軸的間的設(shè)計(jì)尺寸 3678 ????? lhb ；鍵槽軸深4?t ， 3??? thk ； ? ? MpaMP ak l dT pp 150~ 1910022 ???????? ?? ； 兩個(gè)鍵都遠(yuǎn)遠(yuǎn)地滿(mǎn)足要求。mm T2=95500002nP入 =9550000 =19100 N 腳輪的選擇 提升機(jī)底板承載 300kg，而清洗機(jī)質(zhì)量大概 200kg，每個(gè)輪子要承載 125kg，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，直徑為 160mm 的腳輪最大負(fù)荷值為 150kg，符合設(shè)計(jì)要求。 200179。 電機(jī)的選擇 估算清洗機(jī)構(gòu)的載荷重量不會(huì)超過(guò) 200kg，清洗劑在上下清洗的過(guò)程中，最大靜強(qiáng)度拉力為 eFF ?? ，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》我們?nèi)〉??? 。制動(dòng)器主要有制夾、操縱裝置以及制動(dòng)件幾部分組成。 由于吊鉤端不需要過(guò)多的傳動(dòng)，所以我們通過(guò)鋼絲繩通過(guò)吊鉤的環(huán)眼，然后用鋼絲繩夾加固，鋼絲繩夾的選擇與鋼絲繩息息相關(guān)。 吊鉤的設(shè)計(jì) 吊鉤是用來(lái)連接繩索和清洗機(jī)的部件，需要滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度。 滑輪的直徑需要滿(mǎn)足 D≥ h179。 所以我們選擇了一款 8?i 的 CW 型減速器，型號(hào)為1 9 9 97 9 3 5/81 0 0 ??? TI I I J BCW 。考慮到采用雙卷筒設(shè)計(jì)，我們最好選擇一臺(tái)具有雙輸出軸的減速器，以保證清洗機(jī)在工作過(guò)程中兩邊平穩(wěn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們選擇 CW 型圓弧圓柱渦輪蝸桿減速器，而且減速器輸入軸可以正反兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。 ~ 6176。 ????? 3101 n 所以，卷筒轉(zhuǎn)速為 n為 31r/min. （ 9）允許偏轉(zhuǎn)角 D 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 繩槽測(cè)標(biāo)的傾斜角 ? =20176。 （ 8） 卷筒速度 卷筒轉(zhuǎn)速為按鋼絲繩轉(zhuǎn)出一圈時(shí)計(jì)算，即 162mm，設(shè)卷筒轉(zhuǎn)速為 n（ r/min）。 彎曲應(yīng)力： MP aDF ebe 330?????? ??? 許用應(yīng)力： [ d? ]=ncbkk? = M P 315 ?? 式中： d? 抗拉強(qiáng)度 ck 根據(jù)工作的級(jí)別，可取 nk 安全系數(shù)，根據(jù)工作級(jí)別取 強(qiáng)度條件為： c? + be? ? [ d? ] [ d? ]材料的許用應(yīng)力 c? + be? =+? =[ d? ] 由此可見(jiàn)，符合要求。 （ 5） 卷筒的容繩量 L 第一層鋼絲繩繩心直徑 dSDD ii )12(0 ??? ； 第 i 層鋼絲繩長(zhǎng)度 30 10])12()[1( ?????? dSDdBL iti ?； 卷筒繞繩量 sLLLL ?????? 21 301 10])12()[1( ?? ?????? dSDdBL itsi ? mL 80? 解得 ?iS 我們?nèi)〉?S=4 層，則 mL ? 。 那么，取 mmDk 240? 。 （ 3） 卷筒的邊緣直徑 KD mmdDD sK 2104 ??? 。1 2 6621 0 ?????? 取。右向捻合，所能承受的破斷力為 。 %66600? = 根據(jù)機(jī)械手冊(cè)，我們可 取 mmd 6? ，選用鋼絲繩 616 ?NAT 1470SF 。 按照 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ,提升的相關(guān)部分的工作級(jí)別為 A8，則 ? ，鋼絲繩的公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度為 mpa1550 。 提升系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 鋼絲繩的選擇 由于清洗機(jī)由兩根鋼絲繩同時(shí)牽引，所以，當(dāng)我們計(jì)算總載荷時(shí)，每根所承受的最大拉力為 66%。 清洗機(jī)構(gòu)采用雙滾刷和刮板聯(lián)合作業(yè)，不難看出，想要合理smpgV / 30 ?????? ?? 回收污水，我們可以通過(guò)刮水板對(duì)污水進(jìn)行回收，污水在重力的作用下，可以進(jìn)去到水箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾網(wǎng)和精致過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)入到了凈水箱。我們需要屋頂向機(jī)器人提供水源。 為此我們?cè)O(shè)計(jì)了一套水循環(huán)系統(tǒng)，清洗機(jī)在工 作時(shí)采用自帶水箱與水循環(huán)回收相結(jié)合。 計(jì)算結(jié)果為： mXKR ???? 32mm遠(yuǎn)小于 4060mm，所以可以如此使用。；兩個(gè)孔之間絕對(duì)距離為 32mm，出口流速為： ?? pgV 20 ? 式中： 0V 出口流速（ sm/ ）； p 水壓（ Pa）； ? 水的密度（ 3/mkg ）； g 重力加速度（ 2/sm ）； ? 流速系數(shù)，取 ? =。 兩個(gè)滾刷用水量， 1