【正文】 5 調(diào)試 19 調(diào)試整體方案 19 機(jī)械部分調(diào)試 19 硬件電路的調(diào)試 20 系統(tǒng)程序的調(diào)試 21 調(diào)試結(jié)果 216 結(jié)論 21注釋 23參考文獻(xiàn) 23致 謝 401 緒論 課題研究背景及意義改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，在世界經(jīng)濟(jì)總量上占的比重越來(lái)越高，中國(guó)也在2010年成功超越日本，成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體。 radio control。 Micro air pump。 stepper motor。有了這些設(shè)計(jì)，玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人可以說(shuō)是真正做到清潔無(wú)死角。它還具有越障功能，對(duì)于有起伏有其他裝飾材料的玻璃墻幕同樣適合，同時(shí)它還能轉(zhuǎn)彎，不光能垂直上下，還能向左向右移動(dòng)真正做到清潔無(wú)死角。可以適合全玻璃結(jié)構(gòu)的建筑體以及建筑中部分的玻璃墻面的清潔工作，它可以在無(wú)人干預(yù)的情況下完成指定玻璃墻面的清潔，替代傳統(tǒng)的人工室外清理,。玻璃外墻機(jī)器人主要是由鋁合金搭建主框架，這樣可以在不降低機(jī)器人強(qiáng)度的情況下減輕重量。由于限于實(shí)驗(yàn)室條件以及對(duì)設(shè)計(jì)思路可行性的不確定性，所以決定先做一個(gè)驗(yàn)證機(jī)，即驗(yàn)證方案的可行性和對(duì)后期產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供方案。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目： 玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人（驗(yàn)證機(jī)） 學(xué) 生： 王雷 學(xué)號(hào)： 200940620331 學(xué) 院： 物理與電子科學(xué)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)入學(xué)時(shí)間： 2009 年 9 月 15 日指導(dǎo)教師： 丁智勇 職稱(chēng)： 講師 完成日期： 2009 年 4 月 20 日誠(chéng) 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫(xiě)的畢業(yè)論文《玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人（驗(yàn)證機(jī)）》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋?zhuān)粲胁粚?shí)，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： 2013 年 4 月 20 日玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人（驗(yàn)證機(jī)）摘 要 ：本文主要介紹了玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)背景、設(shè)計(jì)思路、制作過(guò)程、工作原理、驗(yàn)證過(guò)程以及使用方向。玻璃外墻機(jī)器人在制造過(guò)程中主要使用了以下器件和材料，方管鋁合金，自攻螺絲釘，鋁板，DC5V步進(jìn)電機(jī)，超大吸盤(pán)，微型抽氣機(jī)，8mm絲桿，5mm空氣導(dǎo)管，無(wú)線模塊，5V直流電源模塊，74HC595以及單片機(jī)。機(jī)器人鋁合金結(jié)合部以鋁片加自攻螺絲釘加固，運(yùn)動(dòng)部分使用8mm絲桿加齒輪以控制運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力則采用DC5V步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)器人運(yùn)轉(zhuǎn)，在工作時(shí)，以微型抽氣機(jī)抽出超大吸盤(pán)內(nèi)的空氣以使機(jī)器人吸在玻璃墻幕上，整個(gè)機(jī)器人使用51單片機(jī)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)，使用74HC595對(duì)單片機(jī)的I/O口進(jìn)行擴(kuò)展，機(jī)器人用220V交流電轉(zhuǎn)5V直流電源模塊供電，以確保步進(jìn)電機(jī)能達(dá)到額定電流，提供強(qiáng)勁的動(dòng)力，再用無(wú)線模塊控制機(jī)器人的狀態(tài)，使得機(jī)器人穩(wěn)定有序的工作。使用玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人可以最大化的降低人的危險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，降低成本。玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人的清潔頭同樣使用步進(jìn)電機(jī)控制，可以隨工作環(huán)境的不同而隨意的更改方向和高度。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；步進(jìn)電機(jī)吸盤(pán)；微型抽氣機(jī)；玻璃外墻；無(wú)線控制；機(jī)器人；74HC595Glass wall automatic cleaning robot (demonstrator)Abstract：This paper describes the automatic glass wall cleaning robot design background, design ideas, production process, the working principle, the verification process and the use of direction. Limited to laboratory conditions and the uncertainty of the feasibility of the design ideas, So I decided to do a validation machine to verify the feasibility and the latter part of the product design program.Glass wall of robots in the manufacturing process, the main use of the following devices and materials, square tube aluminum alloy, selftapping screws, aluminum, the DC5V stepper motor, oversized cups, mini air pump, 8mm screw, the 5mm air ducts, the wireless module 5V DC power supply module, 74HC595 microcontroller. The glass exterior robot main structures the main frame is made of aluminum alloy to reduce the weight, so that in case the robot does not reduce the strength of. Robot aluminum alloy junction of aluminum and selftapping screws reinforcement, moving parts the 8mm screw plus gear to control the movement, power DC5V stepper motor driven rotation of the robot operation at work, a micro air pump out oversized air within the suction cup to the robot suction on the glass curtain wall, the entire robot uses 51 microcontroller to control the drive, using the 74HC595 microcontroller I / O port expansion, robot 220V AC to 5V DC power supply modules to ensure that the stepper The motor can reach the rated current, strong power, and then the state of the wireless module to control the robot, the robot stable and orderly work.Suitable for allglass structure of the building and the glass wall of the building part of the cleaning work, it can be done in the absence of intervention the specified glass wall clean alternative to traditional artificial outdoor cleanup. Automatic glass wall cleaning robot can be maximized to reduce the risk of human and labor intensity, improve work efficiency, reduce costs.It also has the more impaired function, there are ups and downs and other decorative material is also suitable for glass curtain wall, it can turn, not only vertically up and down, but also to move to the right to the left truly clean and free of dead ends. The glass exterior automatic cleaning robot cleaning head using the same stepper motor control, with different work environment free of change direction and height. With this design, the automatic glass wall cleaning robot can be said to truly clean and free of dead ends.Key words: Singlechip。 sucker。 glass wall。 robot。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大條件下，中國(guó)的建筑也高速的發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多（超過(guò)24米的稱(chēng)為高層建筑，超過(guò)100米的稱(chēng)為超高層建筑，152米以上的稱(chēng)為摩天建筑）。在這些高層建筑中，很多是玻璃墻幕的，很漂亮，很美麗。所以，這種建筑物就要定時(shí)清潔玻璃墻面?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外玻璃外墻的清潔主要有兩種方式，一是使用機(jī)器人；二是采用人工的方式。國(guó)內(nèi)玻璃外墻的清洗工作主要由人工來(lái)完成，由于是室外高空作業(yè)，人的危險(xiǎn)性就比較高，受到環(huán)境的影響也比較大，效率也比較低，清洗時(shí)所耗費(fèi)成本較高。同時(shí)對(duì)玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人對(duì)玻璃墻幕的吸附以及行進(jìn)裝置的可靠性和工作性能進(jìn)行了研究，獲得數(shù)據(jù)對(duì)以后產(chǎn)品的改進(jìn)提出參考，改進(jìn)出可靠的玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人。 課題研究現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在單片機(jī)的性能很高，但價(jià)格卻降到了很低，并且其性能穩(wěn)定，這使得單片機(jī)的使用深入到各個(gè)領(lǐng)域。鋁合金制造技術(shù)的發(fā)展，使得在相同強(qiáng)度的情況下大大降低了器件的重量，這對(duì)于有重量限制的玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人降低重量有很大的幫助。還有無(wú)線控制的發(fā)展，使得無(wú)線控制模塊越來(lái)越小，也越來(lái)越便宜，加入了無(wú)線控制技術(shù)，使得機(jī)器人在突發(fā)事件下可以采用人為控制及對(duì)機(jī)器人姿態(tài)的調(diào)整，極大的增加了機(jī)器人的可控性和安全性。由于材料技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的傳感器的種類(lèi)不僅更多，而且功能更強(qiáng)大，而價(jià)格卻很低，在機(jī)器人身上使用這些傳感器，不僅能知道機(jī)器人的狀態(tài)，而且還能知道機(jī)器人遇到了什么問(wèn)題，工作的情況。 研究要求（1）由于在設(shè)計(jì)成品之前，要對(duì)設(shè)計(jì)方案可行性進(jìn)行研究，所以此次設(shè)計(jì)并完成的是驗(yàn)證機(jī)，即設(shè)計(jì)并制作的是玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人（驗(yàn)證機(jī)）。（3）要制作出機(jī)器人實(shí)體。（5）要有完整的測(cè)試。（7）能夠吸附玻璃墻面。2 玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人機(jī)械部分設(shè)計(jì) 基本問(wèn)題的解決及材料的選取玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人要在高空中工作，而且還要保證對(duì)玻璃無(wú)損傷，耗能小，所以機(jī)器人的重量越小越好，并且機(jī)器人要有很高的強(qiáng)度，這樣才能在工作中不發(fā)生形變等問(wèn)題。鋁合金具有重量輕，強(qiáng)度高，韌性大，基本上不會(huì)銹蝕等特點(diǎn)，是航空航天及精密儀器制造的首選材料。如何使機(jī)器人吸附玻璃墻面是本課題最大的問(wèn)題，玻璃墻面光滑平整，幾乎無(wú)著力點(diǎn)，普通的方案肯定不行。在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得。解決了吸附問(wèn)題，問(wèn)題又來(lái)了，人很難拔下，那么機(jī)器人也就很難拔下。為了使吸盤(pán)吸附的效果更好以及可控，所以選取微型真空抽氣機(jī)，以使吸盤(pán)與墻面達(dá)到負(fù)壓。動(dòng)力是玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人一個(gè)很大的問(wèn)題，問(wèn)題在于驅(qū)動(dòng)力要足夠而且還能實(shí)現(xiàn)緊密控制。由于玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人要移動(dòng)，所以就要設(shè)計(jì)一個(gè)合理的方案，使得機(jī)器人的腿和清潔頭能移動(dòng)。通過(guò)螺絲與齒輪相結(jié)合的設(shè)計(jì)，只要步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，那么就能使螺絲在絲桿上移動(dòng)，從而達(dá)到讓機(jī)器人的腿等動(dòng)起來(lái)的目的。玻璃外墻自動(dòng)清潔機(jī)器人要運(yùn)動(dòng)，要工作，就要精確地控制步進(jìn)電機(jī)和抽氣機(jī)等電子器件的工作，而且要穩(wěn)定，性能要高，還能長(zhǎng)時(shí)間正常的工作，功耗要小。由于要精確控制10個(gè)步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)，而每個(gè)步進(jìn)電機(jī)需要四個(gè)信號(hào)輸入，僅靠單片機(jī)的管腳是無(wú)法控