外墙清洗机器人机构设计说明书.docx

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1、目录1 .引言错误!未定义书签2 .课题任务错误!未定义书签2.1 主要内容错误!未定义书签2.2 技术要求错误!未定义书签2 . 3 成果要求错误!未定义书签3 .4 其他要求错误!未定义书签3 .同类课题考察错误!未定义书签1 .1外墙清洗机器人机构现状错误!未定义书签3 . 2外墙清洗机器人机构发展趋势错误!未定义书签4 .总体方案拟订错误!未定义书签4.1 对楼顶楼面的实际考察错误!未定义书签4.1.1 楼面结构考察错误!未定义书签4.1.2 楼顶结构考察错误!未定义书签4. 2方案选择与原理错误!未定义书签4. 2. 1总体方案的确定错误!未定义书签5. 2. 2总体方案内容错误!未

2、定义书签6. 2. 3材料选择错误!未定义书签7. 2. 4轮的润滑问题错误!未定义书签8. 2. 5轴承的润滑问题错误!未定义书签5重要零部件的设计与计算错误!未定义书签5.1刷洗部分设计错误!未定义书签9. 1. 1清洗速度的确定错误!未定义书签5. 1.2盘刷部分错误!未定义书签5.1 . 3电机的选择错误!未定义书签5.2 . 4刷洗部分所用弹簧的设计计算错误!未定义书签5.3 内空心轴的设计错误!未定义书签5.4 清洗机主机滚轮的设计计算错误!未定义书签5.5 主机上传感器及行程开关的选择错误!未定义书签5. 5复合缆的结构设计错误!未定义书签5. 6风压系统的设计计算错误!未定义书

3、签5. 6.1采用风压的意义错误!未定义书签6. 6.2基本原理错误!未定义书签7. 6. 3气动计算的原始数据与技术要求错误!未定义书签8. 6. 4结构设计及相关数据计算错误!未定义书签9. 6. 5抛物线中线错误!未定义书签5. 7齿轮副的确定和检验错误!未定义书签5. 7.1直齿轮的计算错误!未定义书签6. 7.2.锥齿轮副的设计计算错误!未定义书签6设备的使用与维护错误!未定义书签6. 1使用方法错误!未定义书签6. 2使用注意事项6. 3日常维护与维修7 CAD使用体会错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。错误!未定义书签。参考文献本科毕业设计说明书（论文）第11页

4、共43页1 .引言随着社会进步，经济与科技的发展，城市规模越来越大，建筑越来越高，以至摩天大厦比比皆是。高层建筑更是成了一个城市面貌的核心内容，但是由此导致的城市形象问题也日趋严重，尤其是在工业城市，这种问题更是突出。靓丽的新大楼，不用多久，外表便成为灰暗一片，严重影响了城市的面貌。因此为了保持良好的城市形象，城市高层建筑的清洗工作在各大城市尤其是首都、省会等国际性大都市已经成为直接影响城市形象的问题。高层建筑由于高空作业，给清洗工作带来了极大的不方便。目前，我国大多数高层建筑清洗工作还是由人力完成，这类清洗工作主要由工人搭乘吊篮进行高空作业来完成，工人的环境恶劣，且有一定的危险性，工作效率低

5、，成本高，耗时长，随着机器人技术的出现和发展以及人们自我保护意识的增强，人们迫切希望能用机器人代替人进行这些高空极危险的作业，从而把人类从恶劣的环境和繁重的劳动中解脱出来。针对这种种问题，本清洗机采用无人化清洗，自动清洗，自动供水，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。本机的清洗效率较高，清洗效果良好，是高层建筑理想的清洁工具。本机的使用将大大降低高层建筑的清洗成本，改善工人的劳动环境，提高劳动生产率，其有相当的社会效益、经济意义和广阔的应用前景。本机器是通过对国内外同类产品考察

6、比较后精心设计而成，使用稳定可靠，但不足之处在所难免，所以恳请老师、同学及各位同行提出宝贵意见。2 .课题任务2.1高层壁面清洗机器人是一个实用性很强的研究项目，自从本世纪六十年代以来，爬壁机器人及其相关技术受到人们的广泛关注。考虑到以上高楼爬壁清洗机器人存在的种种问题，清洗机器人主要完成的又是高层建筑壁面的清洗工作，所以在研究和设计高楼爬壁机器人时，首先要考虑的是机器人需要携带有效的清洗工具、水源、清洗刷以及清洗液等等，所以要求机器人的承载量要大。在移动中为了便于灵活移动，要能够克服机器人和载荷产生的重力，应尽量采用扁平结构，降低机器人整体的重心，同时自身要采用轻质材料。为了克服在清洗工作中

7、高层建筑复杂的壁面情况，采取一种可以方便控制吸附力的吸附装置和移动机构，并尽量利用新型能源的开发和无线通讯技术来实现对机器人的自动控制，尽量实现清洗爬壁机器人的智能化、通用化和产业化。2.2 技术要求重：50kg；清洗效率及用水量：120T50m2/h、17L/100m2移动方式及速度：重力下滑0.1m/s可越5cm高，25cm宽的障碍2.3 成穗求1、高层壁面清洁机器人本体设计2、卷扬机二级圆柱斜齿轮减速器设计3、楼顶悬挂系统设计4、高层壁面清洁机器人系统设计2.4 毕业设计（论文）主要内容：1、完成总体方案的设计，绘制系统总体草图;2、完成清洗机器人本体的设计计算，绘制清洗机器人本体装配图

8、；3、完成二级圆柱斜齿轮减速器的设计计算，绘制减速器装配图；4、完成楼顶悬挂系统的设计计算，绘制系统装配图5、控制系统方案设计；6、编写设计说明书；7、翻译与课题相关的1万印刷字符的英文资料；2.4 要求1）适用于清洗平面，圆弧面外墙和玻璃表面2）刷洗压力根据不同表面调节；3）刷洗部件应能调换；4）设备实现边缘识别；5）清洗机的体积尽量小，尽量轻。6）机体装配时应根据图纸要求简单容易的装配，维修容易，不需专门工具。7）尽量使用标准件，对非标准件，应尽可能工艺简单，加工容易。3 .清洗建筑表面的意义随着人类社会的不断发展进步，城市规模不断扩大，城市建筑更加规范，完美。千姿百态的各式建筑，尤其是高

9、层建筑外墙都用各种建筑材料进行装饰，如粘帖各色墙砖,瓷砖，马赛克，或涂上涂料，但是，自然界的风吹雨打，日光辐射，尘埃污染，以及一些人为或偶然事故等原因，一段时间过后，建筑表面都将不同程度地变得污浊灰暗，破旧不堪，在环境差的地区，污染或损坏还相当严重。建筑表面就像人身上的外衣，要保持清洁，就需要经常清洗，整理。为此，世界发达国家和地区，对保持建筑表面的清洁非常重视，并以法律的形式明确规定，每年必须定期清洗，否则将受到处罚。近年来，我国各级政府部门的环境保护意识已发生了很大改变，国内一些大，中城市，特别是旅游，开放城市，旅游景点，为保持建筑表面清洁，也制定出台了相应的法规，全国范围的卫生评比活动，

10、把保持建筑表面清洁列为考核的重要指标之一，其中高层建筑的外墙,醒目，突出，自然也就成为检查的重中之重。建筑表面清洗主要包括外墙清洗和中央空调风管的清洗，目前外墙清洗是采用传统的“蜘蛛人”清洗，这是以牺牲生命为代价的非人工作，部分城市颁布了建筑表面清洗条例；由于非典事件，公共卫生得到了高度的重视，特别是中央空调风管的清洗，最近有关中央空调的清洗条例很快出台；因此对于建筑表面清洗提供一个完备的解决方案，必然打破一个传统的产业格局，改变了人们的工作方式，用机器人清洗代替传统的人工清洗或无法清洗，是必然的发展趋势。4 .高层建筑外墙清洗方法介绍保持城市建筑，尤其是高层建筑外墙清洁，必然要求开发新型的清

11、洗机械，尤其是能取代人对高层建筑外墙进行自动清洗的机械，以适应新兴行业的需要。高层建筑物外墙的清洗是一项十分复杂的系统工程，为了清洗时有针对性和保护建筑物，首先要分析污垢的成份和结构及污染程度：1）高层建筑物外墙的污垢组成及建筑物的理化性质外墙的污垢一般分为三级，一级比一级严重，一级是灰尘；二级是污渍；三级是污垢。通常所说的污垢是三者的总称。2）污渍污渍由多种成分的灰尘和水的混和物，酸雨痕迹，菌类以及泥浆、染料等渍迹组成。在软、硬表面上都粘染。建筑物是最大污渍粘染表面，故污渍一旦粘染不及时清除，就会常期顽固的留存，使建筑物表面受到严重的污染。3）污垢污垢有油基、水基之分。随着人们生活水平的提高

12、，工业迅速发展，污垢的种类越来越多，成分越来越复杂。污垢的质量远远高于灰尘和污渍。污垢不及时清洗干净就会在建筑物表面留下永存印迹而且失去光采。除以上三种污垢外，对于金属建材而言还有另外一种污垢形式，就是变色。这是金属与水、空气中的某些物质发生化学反应造成的如铁锈、铜绿、金、银、铝的表面氧化变暗等。总之，建筑物所存在的位置、环境不同,污垢的成分和污染程度亦有所不同，有的光滑（如釉面砖）、有的粗糙（如水涮石）、有的易被酸碱腐蚀（如铝合金门窗）、有的易被溶剂溶解（如丙酮可溶解化工涂料）。由于外墙的介质有所不同，所以在清洗外墙前要分析外墙的成分和理化性质及污染程度。对此社会大多出现了人工、物理和化学的

13、方法，分作简要介绍如下：1）人工清洗当代大厦多为高层建筑，外墙面多用各种材质的面砖装饰。为保持大厦外表的清洁、美观，应定期对外墙进行清洗。高层大厦玻璃幕墙和玻璃窗的外面，容易附着灰尘，需要经常擦拭，以保持大厦美洁和室内明亮。清洗大厦外墙和玻璃的外面，需要经常擦拭，以保持大厦美洁和室内明亮。清洗大厦外墙和玻璃的外面，需要在室外和高空中作业。高空玻璃擦拭法的工作大体如下：（1）首先查看作业现场，确定作业方案。重点查看屋顶状况，确认能否安装吊篮、吊板；吊篮、吊板在屋顶移动有无障碍；霓虹灯、广告字牌等是否防碍作业等。（2）安装运载工具吊篮或吊板。如大厦已安装擦窗机，则按规范进行操作前的检测。（3）准备

14、擦拭工具，包括水桶、清洁剂、毛滚、胶刮、毛巾以及备用辅助工具铲刀、刮刀、溶剂等。（4）作业人员携带工具上吊篮或吊板。有些工具应用松紧绳栓在吊篮或吊板上，以防一旦失手从高空落下伤人。在地面上设拦护绳和安全告示牌。（5）作业方式为从上到下。每擦拭完一溜，整理工具、加清洁剂、横向移动吊篮或吊板，再继续第二溜作业。（6）擦拭玻璃方法：检查玻璃上有无粘着物等污迹，如有，先用刮刀等相应辅助工具和溶剂除去。将毛滚浸入桶中，待清洁剂充分吸入后，用手轻轻捋一下（以不入下滴水为宜），均匀涂抹在玻璃上。涂抹时，一般为由上往下滚，横向移动，每趟滚迹要交叉相压，以防漏涂。用胶刮将涂抹在玻璃上的清洁剂刮净，操作时应稍用力

15、，将胶刮均匀按压在玻璃上，由上至下慢慢刮动，一次刮净一溜，用湿毛巾擦净胶刮后，再横向移动刮另一溜。玻璃刮净后，用毛巾将窗擦净。确认一次应作业范围的玻璃已擦拭完毕，滑动吊篮或吊板，继续往下作业。（7）全部作业完成后，收拾整理工具，撤去地面拦护绳和告示牌。并用步话机保持联系。弄清屋顶状况。确定水源、电源。由上可知此清洗方法为危险作业，劳动强度极大，而且所需大量劳动人员，效率低。2）物理清洗法主要是通过外力使污垢脱离建筑物的外墙，具体方法是用超声波或水冲洗（或水喷淋），使污垢疏软、剥离、融化，最后再用水冲洗干净。该清洗方法对环境污染大，成本高，浪费大量能源和资源。3）化学清洗法化学清洗法是利用化学试剂对污垢进行溶解、分离、降解等化学反应，使外墙去污。此清洗方法对环境污染程度高，对人的身体健康损伤大。针对以上三个清洗方法的缺点与不足，我们设计了一种投资小，成本低，安全可靠，工作效率高