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机械结构类论文范文集,与基于爬壁式清洁机器人的设计相关毕业论文
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摘 要：介绍基于爬壁式清洁机器人的系统设计.该系统包括机械底板、水压驱动装置、清洁装置和控制装置等四大模块,实现对高楼壁面有效地清洁.
关 键 词：清洁机器人；清洁装置；无线模块
1引言
随着近几年来城市化进程的不断加快,城市大规模基础项目改造的不断开展,在现代都市中,高层建筑越来越多,这些高楼的壁面多采用瓷砖和玻璃幕墙作为装饰,有的还要敷设铝塑板等,而长期以来,对高层建筑的清洗工作主要是由人工完成的,这种作业方式不仅效率低,而且存在着很大的安全隐患.爬壁式清洁机器人将极大降低高层建筑的清洗成本,改善工人的劳动环境,提高生产效率,也必将极大地推动清洗业的发展,具有极其重要的社会经济效益.
2系统整体设计方案
本系统主要由机械底板、水压驱动装置、清洁装置和控制装置组成.其中机械底板主要功能为固定和连接其它装置,是机器人的机械结构主体部分.而水压驱动装置的水流将会被分为两部分,一部分驱动活塞作往复运动,为机器人的爬行提供动力,另一部分则分别流经真空吸盘的水流抽气装置,为真空吸盘抽气.此后这两部分水流将合二为一,流入超声波清洁装置,为清洁装置供水.而控制装置则以FreescaleMC9S
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图1爬壁式清洁机器人系统结构框图
3系统硬件的设计
3.1机械底板
机械底板主要功能为固定和连接其它装置,是机器人的机械结构主体部分,其大小决定了机器人的整体结构尺寸.因此,机械底板采用紧凑型底盘结构设计,能够有足够的刚度,节约能源,提高运动灵活性.
3.2水压驱动装置
水压驱动装置分为两大部分,一部分由机械结构将所有真空吸盘相连结,并由一至两个活塞推动该机械结构进行运动.另一部分则是每个真空吸盘的水流抽气装置.该装置由水流抽气原件和电子阀门构成,以实现对每个真空吸盘是否进行吸附的灵活控制.水压驱动装置的这两大部分相结合,则可实现爬壁式清洁机器人的直线爬行和转弯.
3.3清洁装置
在清洁装置的设计上,由于超声波清洗必须在水中进行,故清洗头的清洗平面与玻璃平行紧贴,由于水的张力在玻璃和清洗头之间形成一层“水膜”,避免了清洗头与玻璃的直接接触.清洗头材料为铝,把超声换能器产生的超声传导到水膜上,利用超声换能器激发清洗液产生高频振动,对浸泡在液体玻璃表面进行去污清洗,从而对壁面进行清洗.
3.4控制系统
本篇论文来源 http://www.sxsky.net/zhengzhi/050382397.html
运用遥控板实现对机器人的控制,当操作者按上、下时,发射电路发出信号,由接收机接收,用来控制后轮的驱动电机.当操作者按左、右时,发射电路发出信号,控制前轮的换向电机,使前轮转向,从而实现机器人的遥控.而越障时清洁盘和吸盘的提起则通过电路设计自动实现.爬壁清洁机器人要实现在壁面上的移动,对电机的扭矩要求很高,但一般步进电机的扭矩都较小.为使扭矩达到要求,故选择使用直流电机.为了提高清洗效率,采用“S”形路线（即从楼底直线运动到楼顶,侧移一个工作位置,然后再直线运动到楼底）.这样,机器人在清洗作业过程中,只需要上行、下行及侧移三种运动,决定采用两后轮驱动来实现机器人的前进、后退运动,通过楼顶小车的侧向运动来实现机器人的侧移.
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4软件设计
软件通过无线遥控实现,无线遥控是指爬壁式机器人在进行清洁作业时,各种动作通过操作无线电遥控设备完成.通信系统框图如图2所示,无线电遥控设备由发射机、接收机及执行机构三部分组成,用不同频率的信号代替不同的控制指令.在爬壁机器人控制系统中,由于控制量较多,过程比较复杂,程序较长.为了便于软件的编制和阅读修改,控制系统软件采用模块化的结构.各个程序模块就是一个单独的子程序,运行时各负其责,主程序只要调用各个子程序,使整个系统易读、易改、易调试.
图2无线遥控电路工作原理框架图
5结束语
文章设计了一种基于爬壁式清洁机器人,经过实际制作后相关实验证明：它能够在高楼表面灵活移动,并且能达到清洁效果.
参考文献
[1]于今,闰军涛,饶冀.一种新型多吸盘壁面清洗机器人模型研究[J].液压与气动,2007（3）：10-13.
[2]钱志源,刘仁强,赵言正,等.一种壁面牵引移动式玻璃幕墙清洗机器人[J].上海交通大学报,2006（11）：1818-1821.
[3]周旋.超声波技术在工业清洗中的应用[J].机电工程技术,2012（7）：157-159.
作者简介：卿婷婷（1993-）,女,汉族,湖南人,现就读于西南大学自动化专业.主要研究方向：控制理论.
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