【正文】 器人的一種，其必須具有兩種功能：即在壁面上的吸附功能和移動功能，由于建筑物表面的非導(dǎo)磁性，清洗壁面機(jī)器人多采用正壓和負(fù)壓兩種吸附結(jié)構(gòu)。 3. 同類課題考察 高層建筑外墻清洗機(jī) 現(xiàn)狀 機(jī)器人工程正在迅速地從工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到服務(wù)領(lǐng)域。 6) 機(jī)體裝配時應(yīng)根據(jù)圖紙要求簡單容易的裝配，維修容易，不需專門工具。 5) 設(shè)計(jì)說明書一份（不少于 2萬字，包括英文翻譯）。 一份。 5) 盡量選取輕型材料，使整機(jī)盡量輕便。邊緣識別機(jī)構(gòu)：要能實(shí)現(xiàn)左右，上下邊緣識別。并可靈活、自如調(diào)節(jié)行走的速度和方向。 技術(shù)要求 1) 清洗效率 平方米 /s 左右，清洗寬度 ～ 1m， 樓房高度在 120米左右。 本機(jī)器是通過對 國內(nèi)外同類產(chǎn)品考察比較后精心設(shè)計(jì)而成，使用穩(wěn)定可靠，但不足之處在所難免，所以懇請老師、同學(xué)及各位同行提出寶貴意見。本機(jī)的清洗效率較高，清洗效果良好，是高層建筑理想的清潔工具。 針對這種種問題，本清洗機(jī)采用無人化清洗，自動清洗，自動供水，供清洗液。 高層建筑由于 高空作業(yè) ，給清洗工作帶來了極大的不方便。靚麗的新大樓，不用多久，外表便成為灰暗一片，嚴(yán)重影響了城市的面貌。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 65 頁 學(xué) 科 門 類 ： 單位代碼 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 高樓清洗機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 所學(xué)專業(yè) 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 XXXXXXXXX 系 二○ **年 XX 月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 65 頁 目 錄 1. 引言 ................................................................... 4 2. 課題任務(wù) ............................................................... 5 主要內(nèi)容 ........................................................... 5 技術(shù)要求 ........................................................... 5 成果要求 .......................................................... 5 其他要求 .......................................................... 5 3. 同類課題考察 ........................................................... 6 高層建筑外墻清洗機(jī)現(xiàn)狀 ........................................... 6 高層建筑外墻清洗機(jī)發(fā)展趨勢 ....................................... 8 4. 總體方案擬訂 ........................................................... 9 對樓頂樓面的實(shí)際考察 ............................................. 9 樓面結(jié)構(gòu)考察 ................................................. 9 樓頂結(jié)構(gòu)考察 ................................................ 10 方案選擇與原理 .................................................... 11 總體方案的確定 .............................................. 11 總體方案內(nèi)容 ................................................ 14 材料選擇 .................................................... 14 輪的潤滑問題 ................................................ 15 軸承的潤滑問題 .............................................. 15 5 重要 零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ................................................ 15 刷洗部分設(shè)計(jì) ...................................................... 15 清洗速度的確定 .............................................. 15 盤刷部分 .................................................... 15 電機(jī)的選擇 .................................................. 17 刷洗部分所用彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................. 18 內(nèi)空心軸的設(shè)計(jì) .................................................... 18 清洗機(jī)主機(jī)滾輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 19 主機(jī)上傳感器及行程開關(guān)的選擇 ..................................... 19 復(fù)合纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................. 20 風(fēng)壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................ 21 采用風(fēng)壓的意義 .............................................. 21 基本原理 .................................................... 21 氣動計(jì)算的原始數(shù)據(jù)與技術(shù)要求 ................................ 21 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 ...................................... 22 拋物線中線 .................................................. 24 齒輪副的確定和檢驗(yàn) ................................................ 25 直齒輪的計(jì)算 ................................................ 25 ．錐齒輪副的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 31 6 設(shè) 備的使用與維護(hù) ...................................................... 35 6． 1 使用方法 ....................................................... 35 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 65 頁 6． 2 使用注意事項(xiàng) ................................................... 36 6． 3 日常維護(hù)與維修 ................................................. 36 7 CAD 使用體會 .......................................................... 37 參考文獻(xiàn) ................................................................. 39 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 65 頁 1. 引言 隨著社會進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，城市規(guī)模越來越大，建筑越來越高，以至摩天大廈比比皆是。高層建筑更是成了一個城市面貌的核心內(nèi)容，但是由此導(dǎo)致的城市形 象問題也日趨嚴(yán)重，尤其是在工業(yè)城市，這種問題更是突出。因此為了保持良好的城市形象，城市高層建筑的清洗工作在各大城市尤其是首都、省會等國際性大都市已經(jīng)成為直接影響城市形象的問題。 目前，我國大多數(shù)高層建筑清洗工作還是由人力完成，這類清洗工作主要由工人搭乘吊籃進(jìn)行高空作業(yè)來完成，工人的環(huán)境惡劣，且有一定的危險性，工作效率低，成本高，耗時長，隨著機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展以及人們自我保護(hù)意識的增強(qiáng)，人 們迫切希望能用機(jī)器人代替人進(jìn)行這些高空極危險的作業(yè)，從而把人類從惡劣的環(huán)境和繁重的勞動中解脫出來。單片機(jī)系統(tǒng)控制，操作人員只需通過鍵盤即可操縱清洗機(jī)工作，而且在清洗過程中，清洗機(jī)能夠自動進(jìn)行邊緣識別，可根據(jù)建筑樓層的具體情況選擇為縱洗或橫洗。本機(jī)的 使用將大大降低高層建筑的清洗成本，改善工人的勞動環(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率，其有相當(dāng)?shù)纳鐣б?、?jīng)濟(jì)意義和廣闊的應(yīng)用前景。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 65 頁 2. 課題 任務(wù) 主要內(nèi)容 高層建筑外墻清洗機(jī)主要由伺服懸吊系統(tǒng)、清洗主機(jī)和由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，本人主要承擔(dān)清洗主機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮為清洗提供足夠的壓墻力、刷洗部件設(shè)計(jì)、清洗液的噴灑和臟液體的收集、對左右邊緣和上下行程的識別、行走機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。 2) 移動機(jī)構(gòu)要小型、高效，使機(jī)器人可以在壁面上移動。 3) 設(shè)計(jì)安全有效的清洗機(jī)構(gòu)，識別清洗質(zhì)量，達(dá)到令人滿意的清洗效果。 4) 選擇壓緊力產(chǎn)生原理，設(shè)計(jì)相應(yīng)的壓緊機(jī)構(gòu)，給清洗機(jī)構(gòu)提供有效的壓緊力。 成果 要求 1) 畢業(yè)設(shè)計(jì)前期工作材料 。 2) 高層建筑外墻清洗機(jī)主機(jī)裝配圖一張（零號） 3) 清洗機(jī)零件的強(qiáng)度校核 4) 高層建筑外墻清洗機(jī)零件圖。 其他 要求 1) 適用于清洗平面，圓弧面外墻和玻璃表面 2) 刷洗壓力根據(jù)不同表面調(diào)節(jié)； 3) 刷洗部件應(yīng)能調(diào)換； 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 6 頁 共 65 頁 4) 設(shè)備實(shí)現(xiàn)邊緣識別； 5) 清洗機(jī)的體積盡量小，盡量輕。 7) 盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件，對非標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)盡可能工藝簡單，加工容易。它的潛力非常大，它能夠代替人類在許多危險和受污染的地方做重復(fù)或繁重的工作，對老年人或者患病者進(jìn)行長期持久的關(guān)懷和照顧，客運(yùn)和貨運(yùn)，野外營救，精密手 術(shù)，清洗對人體有害的或無法進(jìn)入的事物（比如說清洗油箱）等等。其中負(fù)壓吸附又成為真空吸附，由風(fēng)扇、真空泵、空氣壓縮機(jī)等使吸盤內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，依靠壓差將機(jī)器人吸附在墻面上。 九十年代最新研制成功 地推進(jìn)型壁面機(jī)器人，采用直升機(jī)原理，利用螺旋槳產(chǎn)生的高速氣流帶動機(jī)器人向上高速移動，螺旋槳所產(chǎn)生的推力與壁面大約成 20 度角，始終有指向壁面的推力從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的吸附功能，使機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)緊貼壁面移動，有一定的越障能力。 北京航空航天大學(xué)與北京鐵路局合作研制的擦窗樣機(jī)，有八個吸盤，采用“十” 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 65 頁 字框架式結(jié)構(gòu)，上有驅(qū)動裝 置，可驅(qū)動兩框架做相對運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)壁面機(jī)器人在固定墻面上沿 X， Y 方向移動。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所研制成功的清洗高層建筑瓷磚壁面或玻璃幕墻的壁面清洗爬壁機(jī)器人。采用有線遙控，計(jì)算機(jī)控制。最新研制成功的Ⅱ型樣機(jī)，具有以下特 點(diǎn)： 實(shí)現(xiàn)了控制器的小型化，可直接安放于機(jī)器人本體上，減小了體積； 1) 采用電力線載波通訊進(jìn)行遙控，減少了控制電纜數(shù)量，提高了機(jī)器人的爬高能力； 2) 采用噴霧、刷洗與多層橡膠板刷洗工序的綜合清洗機(jī)構(gòu)，對清洗玻璃幕墻十分有效。 除此之外， 我們分別 在 圖書館，專利局， 網(wǎng)絡(luò)等各種途徑還 搜集 到以下 資料： ① 壁面清洗機(jī)器人及其控 制系統(tǒng) 劉淑良 邵浩 高波 楊宏 趙炎正 王言 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)） 《 黑龍江自動化技術(shù)及應(yīng)用 》 ② 高樓壁面清洗機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)的研究 劉淑霞 趙炎正 王言 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所） 《 技術(shù)縱橫 》 ③ 爬壁機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用 劉淑霞 《 機(jī)器人 》 1999. 2 ④ 高層建筑墻面自動清洗裝置 設(shè)