自动墙壁清洗机毕业设计
(完整)自动墙壁清洗机毕业设计

使用系数KA由表12。9,,
动载系数Kv,由图12.9,
齿间载荷分配系数
由此得
齿向载荷分布系数 ,由表12。11,
载荷系数 ,
弹性系数 ,由表12。12,
节点区域系数 ,由图12.16,
重合度系数 ,由式12.31,因 故
螺旋角系数 ,
接触最小安全系数 ,由表12.14,得 (一般可靠)
该传动装置从电动机到工作机有三轴,依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴,则:
3。3.1各轴转速
式中: —为电动机满载转速,r/min;
、 、 —分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴转速,r/min;Ⅰ为高速轴,Ⅲ为低速轴。
3.3.2各轴功率
式中: Pd—为电动机输出功率,KW;
PⅠ、PⅡ、PⅢ—分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴输入功率,KW;
3。3.3各轴转矩
2方案评价与选择
2.1高楼外墙清洁机的结构和工作
现代高楼外墙自动清洗机的结构主要分为下面几种:
2.1.1设置于顶楼的支撑突梁
以下为一些常见的支撑突梁:
(1)固定式如图2.1所示:
(A)F型突梁(B)L型突梁
图2.1 固定式突梁
(2)活动式:
设有活动滑轨,如图2.2为一种滑轨:
图2。2 滑轨
滑轨式的作动情形如图2。3所示洗大楼窗户、外墙等外部结构,然而碍于在清洗大楼时清洗后废水的处理,清洗的效果、效率等等,目前市面上尚无自动的大楼洗墙机。
改革开放以来,随着我国经济的高速发展,高层式建筑如雨后春笋般的拔地而起。高楼外墙的外观保养和清洁成为楼宇管理不可缺少的一部份。有需求就由市场,高楼外墙的清洁必将成为一种经济效益高,前景广阔的行业。在中国,这种行业正在逐渐兴趣。我国高墙清洁主要采取两种形式.
玻璃外墙自动清洁机器人(验证机)_本科毕业设计论文

本科毕业论文(设计)题目:玻璃外墙自动清洁机器人(验证机)学院:物理与电子科学学院专业:电子信息科学与技术诚信承诺我谨在此承诺:本人所写的毕业论文《玻璃外墙自动清洁机器人(验证机)》均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。
承诺人(签名):2013 年 4 月20 日玻璃外墙自动清洁机器人(验证机)摘要:本文主要介绍了玻璃外墙自动清洁机器人的设计背景、设计思路、制作过程、工作原理、验证过程以及使用方向。
由于限于实验室条件以及对设计思路可行性的不确定性,所以决定先做一个验证机,即验证方案的可行性和对后期产品的设计提供方案。
玻璃外墙机器人在制造过程中主要使用了以下器件和材料,方管铝合金,自攻螺丝钉,铝板,DC5V步进电机,超大吸盘,微型抽气机,8mm丝杆,5mm空气导管,无线模块,5V直流电源模块,74HC595以及单片机。
玻璃外墙机器人主要是由铝合金搭建主框架,这样可以在不降低机器人强度的情况下减轻重量。
机器人铝合金结合部以铝片加自攻螺丝钉加固,运动部分使用8mm丝杆加齿轮以控制运动,动力则采用DC5V步进电机的转动带动机器人运转,在工作时,以微型抽气机抽出超大吸盘内的空气以使机器人吸在玻璃墙幕上,整个机器人使用51单片机来控制驱动,使用74HC595对单片机的I/O口进行扩展,机器人用220V交流电转5V直流电源模块供电,以确保步进电机能达到额定电流,提供强劲的动力,再用无线模块控制机器人的状态,使得机器人稳定有序的工作。
可以适合全玻璃结构的建筑体以及建筑中部分的玻璃墙面的清洁工作,它可以在无人干预的情况下完成指定玻璃墙面的清洁,替代传统的人工室外清理,。
使用玻璃外墙自动清洁机器人可以最大化的降低人的危险和劳动强度,提高工作效率,降低成本。
它还具有越障功能,对于有起伏有其他装饰材料的玻璃墙幕同样适合,同时它还能转弯,不光能垂直上下,还能向左向右移动真正做到清洁无死角。
全自动清洗机设计报告

全自动清洗机设计报告设计背景随着科技的不断发展,人们的生活水平不断提高,对家居环境的卫生要求也越来越高。
然而,传统的清洗工具和方法往往不能满足人们的需求,需要更加智能高效的清洗设备。
因此,我们设计了这款全自动清洗机,旨在提供一种方便、快捷、高效的家居清洗解决方案。
设计原则1. 智能化:清洗机内置智能芯片,能够自动感知和识别不同的清洗对象,根据需要自动调整清洗方式和清洗时间。
2. 多功能化:清洗机具备多种清洗模式,包括擦洗、吸尘、消毒等功能,能够适应不同的清洗需求。
3. 高效节能:采用高效的清洗方式,减少对水、电等资源的消耗,以实现清洗过程的高效节能。
4. 安全可靠:清洗机具备安全保护装置,如过载保护、漏电保护等,确保用户使用过程中的安全。
5. 便捷简易:清洗机采用便携式设计,结构简单易操作,方便用户使用和维护。
设计方案1. 外观设计全自动清洗机采用小巧的圆柱形外观,整体简洁流畅。
主体部分采用优质耐磨塑料材料制成,具备一定的防水性能,方便用户进行清洗。
2. 内部结构设计清洗机内部结构主要包括电动机、储水箱、清洗器械、电子控制器等。
电动机通过齿轮传动带动清洗器械进行清洗动作,同时控制水流等清洗参数。
储水箱用于存储清洗用水,通过管道和喷头将水流送至清洗器械。
3. 智能控制系统清洗机内置智能控制芯片,能够实现对清洗过程的自动感知和调整。
控制系统通过传感器感知清洗对象的种类和尺寸,根据预设的清洗模式和清洗参数进行控制,以达到最佳的清洗效果。
智能控制系统还具备远程控制功能,用户可以通过手机等设备对清洗机进行控制。
4. 多功能清洗模式全自动清洗机具备多种清洗模式,用户可以根据需要选择合适的模式。
例如,擦洗模式适用于地板、墙壁等大面积的清洗;吸尘模式适用于家具、窗帘等表面的清洗;消毒模式适用于厨房、卫生间等需要消除细菌的区域。
5. 安全保护装置为了确保用户在使用过程中的安全,清洗机配备了多种安全保护装置。
例如,过载保护功能能够在电流过大时自动切断电源,避免继电器和电机的损坏;漏电保护功能能够在检测到漏电时自动断开电源,防止触电事故的发生。
【优秀毕业论文】自动墙面清洗机设计毕业设计毕业论文

学校代码:学生学号:毕业设计自动墙面清洗机设计Design of Automatic Wall Cleaning Machine学生姓名:指导教师:学科专业:所在单位:2018年月摘要自动墙面清洗机可以代替传统的“蜘蛛人”对高楼墙面进行清洗,具有清洗效率高、人工成本低、使用安全可靠等优点,具有一定的发展前景,自动墙面清洗机主要包括两个部分,即清洗装置和升降装置的设计,升降装置安装在楼顶,通过吊钩连接墙面的清洗装置,清洗机工作时通过楼顶的升降机启动双速电机,通过绳索带动机架升高到制定位置,制动器对双速电机进行制定,调整清洗装置与墙面的接触角度,启动双速电机反转,机架则会缓慢向下移动,同时通过喷淋水嘴和刷具对经过的墙面进行清洗,以此往复运行,完成整个墙面的清洗作业。
该自动墙面清洗机具有一定的自动化和高效性,基本实现了最初的设计目标,能够完成高楼墙面的清洗作业,具有一定的推广前景。
关键词:墙面;清洗装置;升降装置AbstractThe automatic wall cleaning machine can replace the traditional "Spiderman" to clean the walls of high-rise buildings. It has the advantages of high cleaning efficiency, low labor cost, safe and reliable use, and has a certain development prospect. The automatic wall cleaning machine mainly includes two parts. That is, the design of the cleaning device and the lifting device is installed on the roof of the building. The lifting device is connected to the cleaning device on the wall through a hook. When the cleaning machine is working, the two-speed motor is started through the lift on the roof of the building, and the frame is raised to the designated position through a rope. The brake sets the two-speed motor. Adjust the contact angle between the cleaning device and the wall, start the two-speed motor to reverse, and the frame will move slowly down. At the same time, the passing wall will be cleaned through the spray nozzle and brush tool, and the whole wall will be cleaned again and again. The automatic wall cleaning machine has a certain degree of automation and efficiency, basically achieved the original design goal, can complete the cleaning operation of the wall of the high-rise building, and has a certain promotion prospects.Keywords:Wall; Cleaning devices; Lifting device目录摘要 (I)Abstract (II)目录............................................................................................................................................ I II1 绪论 (4)1.1课题的研究背景和意义 (4)1.2国内外的发展现状 (4)2 整体方案设计 (6)2.1清洗装置方案设计 (6)2.2升降装置方案设计 (6)2.3主要技术参数 (7)3清洗装置设计 (9)3.1电动机选择 (9)3.2链传动设计 (9)3.3齿轮齿条传动设计 (10)3.4齿轮轴上轴承设计校核计算 (13)4升降装置设计 (16)4.1钢丝绳的选择 (16)4.2卷筒的设计 (16)4.3减速器的选择 (18)4.4滑轮的设计 (19)4.5吊钩的设计 (19)4.6制动器的选择 (19)4.7联轴器的选择 (20)4.8双速电机的选择 (20)4.9 定位支撑杆设计 (21)4.10脚轮的选择 (21)4.11传动零件的选择和校核 (22)4.12杆臂的设计和强度校核 (23)5控制电路设计 (26)5.1清洗装置电路原理图 (26)5.2升降装置电路原理图 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1课题的研究背景和意义近年来随着经济发展,人们生活水平的提高,城市化进程加快,在城市中高楼大厦林立,很多高楼大厦外部都使用各种墙砖、瓷砖和涂料进行装饰,提高楼宇的美观度,然而随着时间的推移,很多高楼在自然界的风吹日晒下,墙面布满了灰尘,有的墙面会附着很多污染物的颗粒,墙面破旧不堪,严重影响大楼的美观,甚至会影响市容市貌,因此一些大楼的外墙面需要定期的清洗,以恢复楼宇往日的美观,近年来一些旅游城市特别重视市容市貌,开始对大楼墙面进行定期清洗,提高城市的美观,创建卫生文明城市,随着政府和人们对城市卫生状况的重视,建筑清洗行业具有潜在的发展前景,现阶段高楼外墙面的清洗多是靠人工高空作业,工人由一条绳索牵引在高空中对墙面进行清洗,也就是传统的“蜘蛛人”清洗行业,常常发生危险,工人工作环境恶劣,而且在室外容易受到环境的影响,比如光照、狂风、风沙、冰雹等恶劣天气影响,危机工人的生命安全,而且这种传统的“蜘蛛人”清洗具有工作效率低、成本高、耗时长,危险系数高等特点。
清洗机毕业设计

清洗机毕业设计清洗机毕业设计在现代社会中,清洗机作为一种高效、便捷的家电产品,已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
清洗机可以帮助我们解决日常生活中的清洗难题,提高生活质量。
在我即将毕业的大学生涯中,我选择了清洗机作为我的毕业设计课题,旨在设计一款更加智能、高效的清洗机,以满足人们日益增长的清洗需求。
首先,我决定对市场上已有的清洗机进行调研。
通过调研,我发现目前市面上的清洗机大多数功能相似,只是在细节上有所不同。
然而,这些清洗机普遍存在一些问题,比如清洗效果不理想、噪音过大、能耗过高等。
因此,我决定在设计中解决这些问题,使清洗机更加符合用户需求。
其次,我开始进行清洗机的设计。
首先,我考虑到清洗效果的问题。
通过分析清洗机的工作原理,我发现清洗效果与清洗剂的使用量、清洗时间以及清洗方式等因素密切相关。
因此,我决定设计一种智能清洗系统,可以根据不同物品的清洗需求自动调整清洗参数,提高清洗效果。
同时,我还考虑到清洗过程中的噪音问题,通过优化清洗机的结构和使用材料,减少噪音产生,提供更加安静的清洗环境。
另外,为了降低清洗机的能耗,我决定引入节能技术。
通过使用高效的清洗系统和智能控制技术,我可以实现清洗机的能耗监测和调整,使其在清洗过程中能够最大程度地减少能耗。
同时,我还考虑到清洗机的可持续发展问题,通过使用环保材料和设计可拆卸的零部件,方便清洗机的维修和更换,延长清洗机的使用寿命。
除了以上的设计考虑,我还决定增加清洗机的智能化功能。
通过引入人工智能技术,我可以使清洗机具备自学习和自适应的能力,根据用户的习惯和需求,自动调整清洗模式和参数,提供更加个性化的清洗体验。
同时,我还计划在清洗机上增加智能控制面板,方便用户进行操作和设置。
在设计完成后,我进行了清洗机的实验和测试。
通过与市场上已有的清洗机进行对比,我发现我的设计在清洗效果、噪音和能耗方面都有了明显的改善。
实验结果表明,我的清洗机在清洗效果上能够达到更高的水平,噪音减少了50%,能耗降低了30%。
清洗机毕业设计开题报告

清洗机毕业设计开题报告一、项目背景随着现代人生活水平的提高,人们对生活品质的要求也越来越高。
清洁和卫生是每个家庭重视的问题,尤其是对于衣物的清洗。
然而,传统的手洗方式及家用洗衣机在某些场景下并不能满足需求,比如对于大型家具布艺、地毯等的清洗。
因此,设计一款高效且方便的清洗机成为了迫切的需求。
二、项目目标本毕业设计的目标是设计一款清洗机,能够满足以下要求: - 高效:能够快速而彻底地清洗各类衣物、布艺和地毯等。
- 方便:操作简单,清洗过程自动化,用户只需要将物品放入机器中,设定清洗参数即可。
- 高质量:能够保证物品的清洁度和整体品质,避免损坏和变形。
三、项目内容1.清洗机结构设计:设计清洗机的整体结构,包括外壳、清洗舱、过滤装置等。
需要考虑结构稳定性、材料选择和装配方便性等因素。
2.清洗机工作原理:研究清洗机的工作原理,包括水流循环系统、清洗剂喷洒装置、清洗机控制系统等。
保证清洗过程中的高效性和清洁度。
3.清洗机控制系统设计:设计清洗机的控制系统,包括自动洗涤程序的编写、运行状态的监测与控制等。
确保清洗过程的稳定性和安全性。
4.清洗机优化改进:通过不断对清洗机进行试验和改进,提升清洗效果和用户体验。
包括清洗剂选择、喷洒效果、洗涤时间等参数的优化调整。
四、项目计划本项目将按照以下计划进行推进:时间任务第1-2周调研现有清洗机市场及技术现状第3-4周设计清洗机的整体结构第5-6周研究清洗机的工作原理第7-8周设计清洗机的控制系统第9-10周进行清洗机的实验和优化改进第11-12周撰写毕业设计论文第13-14周进行论文的修改和完善五、项目预期成果该毕业设计预期将完成以下成果: 1. 清洗机的结构设计图纸和样机。
2. 清洗机的工作原理模型及相应理论分析。
3. 清洗机的控制系统设计方案和示例程序。
4. 清洗机的试验数据和改进方案。
5. 毕业设计论文的撰写。
六、项目意义设计一款高效且方便的清洗机,对于提高人们的生活质量和节约时间具有重要意义。
高楼外墙清洗机设计_毕业设计(论文)(可编辑)

高楼外墙清洗机设计_毕业设计(论文)目录摘要 1Abstract 10前言 21方案分析21.1 设计要求21.2 方案一滚动?往复移动式 21.3 方案二转动?往复移动式 31.4 方案比较与选择 51.4.1 滚动?往复移动装置优缺点51.4.2 转动?往复运动装置优缺点52 材料分析 53 设计计算 63.1 减速电机的选择 63.1.1 电动机类型的选择 63.1.2 电动机电压和转速的选择 63.1.3 电动机型号规格的选择 63.2 减速器的选择73.2.1 按强度选用减速器73.2.1.1传动比要求 73.2.1.2 计算功率73.2.2校核热功率83.3 链传动装置的设计计算83.3.1滚子链传动设计的计算8 3.3.2滚子链链轮123.3.2.1主动链轮的齿形设计12 3.3.2.2从动链轮的齿形设计15 3.4 齿轮齿条传动装置的设计计算 17 3.4.1齿轮类型和精度等级173.4.2按齿面接触疲劳强度计算17 3.5轴的设计213.5.1齿轮轴的设计计算213.5.2主动链轮轴的设计计算24 3.6导向轮与导向齿条的设计计算24 3.6.1导向齿条的设计计算243.6.2导向轮的设计计算253.7轴承与联轴器的选取263.8键的选取283.9标准件的选取284润滑与密封294.1润滑294.2密封285设计总结29参考文献30致谢31高楼外墙清洗机设计摘要:通过分析现代建筑壁面清洗技术的需求,构思出多个设计方案并进行各方面的的对比和分析,优选出合理的设计方案。
设计时充分考虑清洗效率等方面的要求,通过零件材料的合理选择、关键零件的严格分析计算和结构设计,以及整个图纸的严格设计,使该设计满足现有壁面的清洗技术需求,提高工作效率和作业安全性。
关键词: 高楼外墙旋转清洗机构设计The Design on Mechanism for Cleaning Wall of Hing BuildingBy Jikequli Agricultural mechanization and automationDirected by Associate Prof. Liao nianheAbstract: Through analyzing the demand of the modern technology in cleaning wall of hing building, a new system of cleaning device is designed after identifying the problems and deficiencies.There are a couple of design options, and through comparing and analyzing these programs, select the optimized and rational one. The production design has been given full considerations to the requirements in terms of efficiency; through choosing the parts of the reasonable, rigorous calculating and analyzing and structural designing of the key components, and designingthe whole of the drawings strictly, making the design fully meet the current techonology demands, and improve the work efficiency and security.Key words: Curtain cleaning Rotation mechanismDesign0 前言随着我国经济的快速发展和人们生活水平的提高,城市建筑也迅速朝高空中发展。
自动墙壁清洗机的设计与实现

自动墙壁清洗机的设计与实现摘要:随着经济的发展,人类的文明也在不断进步,城市规模也越来越大,就伴随着各种建筑物的出现,一些高层建筑物的外墙使用了各种各样的瓷砖和涂料进行装饰,这些装饰的材料会被太阳暴晒以及风吹雨打等自然现象破坏,造成建筑物外表的丑陋,但是建筑物很高,外表不容易清洗。
所以为了方便清洗,本论文简单介绍了设计自动清洗机的目的和意义,以及自动墙壁清洗机的部分设计过程,希望能够给后期他人的设计提供借鉴。
关键词:自动墙壁清洗机;刷子;高层建筑物1.引言在一些发达国家和地区对于保持建筑物表面的清洁问题十分重视,而且还通过法律的形式作出规定,建筑物的外表必须进行定期的清洁,如果不执行法律的要求就要受到相应的处罚[1]。
近几年来我国经济的进步飞快,对环境保护的意识也逐渐增强,一些中型以上的城市,尤其是旅游城市,对建筑物保护更为重视,也制定了一系列的法律和政策[2]。
建筑物表面清洗主要是清洗外墙和中央空调的风管,现在一般都是用人工的方式在墙外进行清洗,人工方式耗时长,而且危险,有时可能会危及到生命安全[3]。
所以设计一款自动墙壁清洗机是非常有必要的,代替人工的方式,减少工人发生危险的概率,节约时间。
2.设计的目的和意义自动墙壁清洗机主要就是用来清洁高层建筑物的外墙以及窗户等外侧的东西,然而由于清洗的废水无法处理以及清洗效果不佳和效率也不高等原因,目前市面上并没有自动的墙壁清洗机。
改革开放之后,我国的经济正处于高速发展时期,高层建筑物如春雨过后的草地一样,迅速崛起,所以高楼的清洗问题就被提上了环保的议程。
正所谓哪里有需求哪里就有市场,高层建筑物外层的清洗一定会变成一个市场前景广阔收益较高的行业。
3.研究现状现在市面上所呈现出的墙壁清洗机,大都还是用挂笼吊着清洗工人和清洗工具,然后在外墙进行的人工清洗方式。
传统的清洗方式是用挂绳把工人悬挂在高楼的墙外,然后工人就像蜘蛛侠一样在墙外进行清洗,这样的方式比较危险。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
自动墙壁清洗机毕业设计公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-目录附录1 外文文献翻译附录2 外文文献原文附录3 自动墙臂清洗机装配图 A0附录4 自动墙臂清洗机零件图1 A1附录5 自动墙臂清洗机零件图2 A1附录6 自动墙臂清洗机零件图3 A31引言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,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。
有信息表明,十·五期间国家用于环境保护的投资将由九·五期间国民生产总值的%翻倍增加至4%,同时还伴随以产业政策的优惠。
所以,随着我国改革开放的不断深入,政府,公民的环保意识的不断加强,建筑表面清洁问题必将引起各方面的高度重视,建筑清洗行业必然具有广泛的发展前景,将产生巨大的经济效益和社会效益.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。
目的和现实意义洗墙机的功能主要在于清洗大楼窗户、外墙等外部结构,然而碍于在清洗大楼时清洗后废水的处理,清洗的效果、效率等等,目前市面上尚无自动的大楼洗墙机。
改革开放以来,随着我国经济的高速发展,高层式建筑如雨后春笋般的拔地而起。
高楼外墙的外观保养和清洁成为楼宇管理不可缺少的一部份。
有需求就由市场,高楼外墙的清洁必将成为一种经济效益高,前景广阔的行业。
在中国,这种行业正在逐渐兴趣。
我国高墙清洁主要采取两种形式。
研究现状综观目前市面上可见的洗墙机,清洗方式主要还是以人工清洗为主,所以都是以挂笼垂降,再以人工方式清洗墙面;然而垂挂以及挂笼的升降方式便较具变化。
传统的是人手清洁,用绳把人系住和定位,逐层清洁。
这种方式人在半空吊来吊去的(好象攀崖运动员下山时那样),劳动强度高,效率低,因为主体是人,所以带有一定的危险性。
现代的机器人清洁,现代科技的发展,机器人代替人手工作是必然的趋势,在国外和我国的一些清洁公司已经采用了机器人来进行高楼外墙的清洁工作,但是这些机器人构造复杂,操作复杂,功能繁多(有些功能是很少用到或在某些场合不会用到),造成成本高(如果是一些由人工智能的机器人就更加不用说了)和资源浪费的现象。
针对这个问题,我们设计了一个操作简单,经济实用的高楼外墙清洁机器。
2方案评价与选择高楼外墙清洁机的结构和工作现代高楼外墙自动清洗机的结构主要分为下面几种:2.1.1设置于顶楼的支撑突梁以下为一些常见的支撑突梁:(1)固定式如图所示:(A)F型突梁 (B) L型突梁图固定式突梁(2)活动式:设有活动滑轨,如图为一种滑轨:图滑轨滑轨式的作动情形如图所示:图滑轨式的作动情形滑轨有多种形式如图所示:A.水平式滑轨B.自走平台C.垂直式滑轨图多种形式的滑轨直接将大型起降车设置于顶楼,方便随时清洗,亦有助施工维修,但成本高昂且占空间。
2.1.2支撑缆绳缆绳能承受高度张力,目前专用缆绳就可达到需求。
2.1.3乘载用挂笼小型挂笼如图所示:图小型挂笼中型挂笼如图所示:图中型挂笼2.1.4 动作马达对于马达,一般来说有以下要求:A.高扭力、低转速。
B.断电自动煞车。
C.机械煞车装置。
D.静定功能。
2.1.5升降结构对于升降的结构,目前计划主要依现有一般市面上可见的机构加以改良,作为自动洗墙机的作动装置,装在楼顶的步进电动机带动卷桶控制钢丝绳的收放,使的刷子部分的执行机构能在高墙上纵向移动。
在这里,选择卷扬机类似的机构,加以改进。
2.1.6清洗刷考虑到刷子受到的摩擦力很小,刷子的转动动力由小电机提供,如图所示刷子部分采用红外线测距。
当墙上的玻璃窗等与墙的竖直距离不等时,刷子不能很好的清洗玻璃等凹或凸出来的部分。
所以从机器采用红外线测距,使刷子能更好的工作,即使有突出的墙沿,也可以通过机器自己调节(线圈产生的磁场和弹簧力来调节)刷子由一个独立的电动机带动。
为了使机器在刷子往返运动中,不会使机构左右摇摆,所以采用一些辅助机构来减少左右摇摆,如图所示,采用末端加有一个轮,此轮与墙接触。
当机器向下运动时,轮与墙之间是滚动摩擦,使机器向下运动时,可以使机器与墙之间保持一定的距离,从而不会撞到墙或者玻璃,当墙左右摇晃时,这时,轮与墙之间产生滑动摩擦,对机器左右摇摆有一定的抑制作用。
还有一些辅助机构使得清洁机在墙上工作更加平稳。
方案评价与选择根据任务书的要求,结构简单,操作方便,投资小,成本低,安全可靠,工作效率高,故选用,水平式滑轨,支撑缆绳,小型挂笼,升降机构采用类似卷扬机机构,工作部,利用工作电动,经减速器减速,带动清洗刷转动,实现清洗功能。
3运动学及结构方案的确定根据任务书要求,一小时可以清洗墙面600-800平方米,考虑到结构简单,直接单向进给,故只考虑升降,而且要达到600-800平方米,所以要选用大型号的清洗刷。
其结构如图所示:图 清洗刷结构图运动学参数选定初选卷扬机,根据GB/T 1995-2002,选用双卷快速快溜放卷扬机,额定速度为20m/min-25min ,额定载荷为25KN 。
根据初选的卷扬机,则定清洗刷直径应500mm 。
清洗刷与墙面的摩擦力查机械设计手册得工程塑料的动摩擦因数在0.10.5k u =之间,因为,清洗刷基本上靠自动压在墙面上,又要考虑到清洗干净,故选用动摩擦因数较大的工程塑料,选定其动摩擦因数为0.5k u =,估算清洗装置200300kg ,故工作机所需输入功率:各部件的传动效率:工作机的效率:1w η=传动装置中各部分的效率,查机械手册得8级精度的一般齿轮传动效率:0.97η=齿弹性联轴器传动效率:0.992l η=齿式联轴器传动效率:0.99λη=球轴承传动效率:0.99()η=球一对滚子轴承:0.99()η=滚一对电动机至工作机之间传动装置的总效率:所需电动机功率由 601000wDn πν=⨯,得601000601000 2.3087.5min 500w n r D νππ⨯⨯⨯===⨯ 查表13-2,得圆柱齿轮传动单级传动比常值为3~5,故电动机转速的可选范围:对Y 系列电动机通常多选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机,故选用同步转速为1500r/min 。
选用Y100L2-4,额定功率3KW,满载转速1430r/min,电动机极数为4,轴伸尺寸0.0090.0042860+-⨯。
其具体参数如下:型号: Y100L2-4额定功率/kW:铁心长度/mm: 135气隙长度/mm:定子外径/mm: 155定子内径/mm: 98定子线规nc-dc:每槽线数: 31并联支路数: 1绕组型式: 单层交叉节距: 1~9/2~10/18~11槽数Z1/Z2: 36/32转动惯量/(kg·m^2):质量/kg: 38计算总传动比和分配各级传动比传动装置的总传动比要求为式中: m n —电动机满载转速,r/min.一般推荐展开式二级圆柱齿轮减速器高速级传动比12(1.3~1.5)i i =,取124.782, 3.416i i ==。
计算传动装置运动和动力参数该传动装置从电动机到工作机有三轴,依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴,则:3.3.1 各轴转速式中: m n —为电动机满载转速,r/min ;1n 、n II 、n III—分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴转速,r/min;Ⅰ为高速轴,Ⅲ为低速轴. 3.3.2 各轴功率2.7530.9920.970.990.970.98 2.493d l P P P KW ηηηηηηηIII II ===⨯⨯⨯⨯⨯=齿滚齿球齿滚式中: P d —为电动机输出功率,KW;P Ⅰ、P Ⅱ、P Ⅲ —分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴输入功率,KW ;3.3.3 各轴转矩4 传动零件的设计计算第一级齿轮传动设计计算因传动无严格限制,生产批量小,故小齿轮用40Cr,调质处理,硬度241HB ~286HB,平均取为260HB;大齿轮用45钢,调质处理,硬度为229HB ~286HB,平均取为240HB.齿轮采用非对称支承结构安装。
计算步骤如下:齿面接触强度计算4.1.1 初步计算转矩T 1 ,118238.50T N mm =⋅齿宽系数d ψ ,由表,取 1.0d ψ=A d 值,由表,估计13β≈︒,取88d A =接触疲劳极限lim H σ,由图,得初步计算的许用接触应力[]H σ:传动比i,() 4.782i u ==初步计算小齿轮直径d 1,1Α38.1d mm ≥=,取145d = 初步齿宽b ,1 1.04545d b d mm ψ•==⨯=4.1.2 校核计算圆周速度v ,114514303.37601000601000d n v m s ππ⨯⨯===⨯⨯精度等级 由表,选用8级齿数Z 1、模数m 和螺旋角β:12122,105.24Z Z iZ ===,取Z 2=1051145 2.04545522t d m Z ===,由表,取2n m mm = 2arccos arccos 126'5''2.045455n t m m β===︒(和估计值接近)使用系数K A 由表,, 1.25A K =动载系数K v ,由图, 1.18V K =齿间载荷分配系数h K α由此得22cos 1.670.98 1.74H F b K K αααεβ====齿向载荷分布系数H K β,由表,载荷系数K , 1.25 1.18 1.74 1.453 3.73A V H H K K K K K αβ==⨯⨯⨯=弹性系数E Z ,由表, E Z =节点区域系数H Z ,由图, 2.45H Z =重合度系数Z ε ,由式,因1,1ββεε>=取故螺旋角系数Z β,0.99Z β==接触最小安全系数min H S ,由表,得min 1.05H S =(一般可靠) 总工作时间h t ,42501616000h t h =⨯⨯=应力循环次数L N :接触寿命系数N Z ,由图, 10.97N Z =,2 1.15N Z =许用接触应力[]H σ:验算计算结果表明,接触疲劳强度较为合适,齿轮尺寸无须调整。