文档包括:

Word版说明书1份，共26页，约11000字

 

CAD版本图纸，共11张

 

自动墙壁清洗机设计

 

摘 要：近年来，随着社会的发展，楼层越来越高，使用玻璃幕墙的楼房也越来越多，避免清洗时一个很重要的问题，传统的方式多数为人工，或者是采用电缆从楼顶将机器人吊下，工作效率偏低，危险性高，于是清洗用爬壁机器人应运而生，本文的任务就是设计一种能够在壁面上吸附行走的清洗机器人。在简单介绍清洗机器人的国内外研究现状的基础上，基于二维软件CAD对四轮式风压吸附清洗机器人的本体机构进行了设计，对一些关键部分进行了设计计算及校核计算，重点是爬壁机器人的移动结构、吸附结构和驱动系统的设计计算。设计的清洗机器人采用四轮式小车形状结构，结构简单；采用风压吸附方式，利用螺旋桨对空气的压缩所产生的压力将机器人压在物体表面，避免了清洗机器人对壁面的局限，降低了控制难度；清洗机主要由伺服悬吊系统、清洗主机和由计算机控制系统组成；采用无人化清洗，自动清洗，自动供水，自动供清洗液，单片机系统控制，操作人员只需通过键盘即可操纵清洗机工作，而且在清洗过程中，清洗机能够自动进行边缘识别，可根据建筑楼层的具体情况选择为纵洗或横洗；采用后轮驱动，一个电机驱动两个后轮，后轮带动前轮完成机器人的行走，使用直齿圆柱齿轮传动装置作为减速器；采用楼顶供电；机器人可以在水平面或者垂直表面直线行走。本机的清洗效率较高，清洗效果良好。

关键字：清洗机器人；风压吸附；齿轮机构；刷洗

 

 

目    录

 

 

摘要………………………………………………………………………………………1

关键词……………………………………………………………………………………1

1前言……………………………………………………………………………………2

　1.1 课题研究的目的和意义……………………………………………………………2

　1.2 课题研究现状及分析………………………………………………………………2

　1.2.1 国外壁面清洗机器人研究现状…………………………………………………2

　1.2.2 国内壁面清洗机器人研究现状…………………………………………………3

　1.3 高层建筑外墙清洗机发展趋势……………………………………………………4

2清洗机器人总体方案设计……………………………………………………………5

2.1 对楼顶楼面的实际考察……………………………………………………………5

 2.1.1楼面结构考察……………………………………………………………………5

2.1.2 楼顶的实际考察…………………………………………………………………5

2.2 清洗机器人的总体方案……………………………………………………………5

2.3 清洗机器人清洗系统方案…………………………………………………………6

2.4 清洗机器人爬壁系统方案…………………………………………………………7

2.5 清洗机器人控制系统方案…………………………………………………………7

2.5.1设计的基本原则…………………………………………………………………7

3 清洗机器人清洗系统设计……………………………………………………………8

3.1 清洗机器刷洗部分设计……………………………………………………………8 3.1.1 盘刷设计…………………………………………………………………………8

3.1.2 滚刷设计…………………………………………………………………………9

3.1.3刷洗部分所用弹簧的设计………………………………………………………10

3.2 内空心轴设计………………………………………………………………………11

3.3 清洗机主机滚轮的设计计算………………………………………………………11

3.4 主机上传感器及行程开关的选择…………………………………………………12

3.5复合缆的结构设计…………………………………………………………………12

4 清洗机器人风压系统设计……………………………………………………………13

4.1 采用风压的意义……………………………………………………………………13

4.2 基本原理……………………………………………………………………………13

4.3 气动计算的原始数据与技术要求…………………………………………………13

4.4 风压部分力学计算…………………………………………………………………14

5 清洗机器人主要零件设计……………………………………………………………15

5.1 直齿轮副的设计计算………………………………………………………………15

5.1.1 齿轮的设计计算及强度校核……………………………………………………15

5.1.2 齿面接触疲劳强度计算…………………………………………………………17

5.1.3 齿根抗弯疲劳强度验算…………………………………………………………19

5.1.4 齿面静强度计算…………………………………………………………………20

5.1.5 齿根（抗弯）静强度验算………………………………………………………20

5.2 锥齿轮副的设计计算………………………………………………………………21

5.2.1 基础尺寸确定……………………………………………………………………21

5.2.2 确定载荷系数K…………………………………………………………………22

5.2.3 齿面接触疲劳强度计算…………………………………………………………22

5.2.4 齿根抗弯疲劳强度计算…………………………………………………………23

5结论……………………………………………………………………………………24

  参考文献 ………………………………………………………………………………24

  致谢………………………………………………………………………………………26

  附录………………………………………………………………………………………27