擦玻璃机器人报告.docx

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摘要
本文主要介绍了擦玻璃清洗机构造局部和承受相关技术以及推测争论成果前景,还有设计任务安排。
关键词
擦玻璃清洗机真空吸附机器手机器脚中间体
引言
近年来,随着国内经济的进展,城市高层建筑成倍的增长,由于高层外壁的玻璃随着时间的延长,外壁玻璃上增加了很多的粉尘和其他污物。至今,有95%城市高楼玻璃外壁承受的是人工清洗完成,它不仅投入大,效率低,费工时时,而且极其危急,因此我们小组打算设计一种能携带清洗装置或其他功能在高楼玻璃外壁移动的机器。代替人进展高空作业,使人脱离人生安全的危急自动化的机器。我们承受了吸盘和履带合作的技术。它具有构造简洁,稳定牢靠,操作便利,本钱低,便于大量生产等特点。对于以上特点,该机器可应用大量高楼玻璃的清洗工作,也可以再一层楼上用多个机器,这样可以大大的改善工作效率提高,具有肯定的使用价值,可削减人工清洗的危急度,也大大地解放社会生产力,所以有肯定的开发前景和经济市场。
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擦玻璃清洗机的构造局部
擦玻璃清洗机的构造局部分二大类;一机器本体;二掌握系统;
机器本体又分二大类;一机器支架,二运动动力系统。机器支架分为;擦玻璃机器手,中间体,机器脚。
擦玻璃机器手
对于整个擦玻璃清洗机,经过我们小组对几种擦玻璃机器手的比照加分析后,得出最优的方案,所以我们小组承受曹天真制造一种擦玻璃机械手,其特征在于它是由转盘擦头、手杆、轴承及双拉线所构成;所说的转盘擦头是一带一个直角的硬板及与之固定的擦拭软布构成,该转盘擦头的硬板面中心位置有一连接座,连接座处装有轴承,所说的手杆与轴承中的轴心相连接,手杆下端装有
呈平行板状的拉线支架,二拉线的各一端装在拉线支架上呈可拉动状,另一端分别固定连接于转盘擦头的直角下两端,转盘擦头依轴承、手杆及二拉线呈180°可旋转状。
我们选择小组选择这种擦玻璃机器手的理由是:,使用便利、安全,可解决擦玻璃的各种状况;。
在机器手的清洗端,我们承受市面上最的去污方法,就是承受非接触式去污技术,承受这种技术的优点是,既无压力,又不加清洗剂,表达了简洁,环保的设计理念。
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中间体
中间体主要是掌握系统和无线摄像头。
为了设计本钱的考虑,我们小组承受了玩具赛车的掌握系统,原
理是用遥控板对擦玻所以我们小组用玩具ES598PCI单板开发机个擦玻璃清洗剂掌握调,并能实现左转右
璃机器人遥控掌握。赛车上的STAR和接口芯片设计一器,能实现速度可转,转向的同时要有
指示灯。上面我们小组承受无线电掌握系统,这样就可以使擦玻璃清洁机和地面人员操作分别了。
为了让擦玻璃清洗机在高楼的外壁玻璃上准确无误的擦玻璃,所以我们小组承受了无线摄像头实时监控技术,是在地面人员可以实时观看擦玻璃清洗机高空作业的状况。
从本钱和个方面的考虑,我们承受了一般的摄像头,它不但价格相对较低,而且可以到达操作的要求。
机器脚
机器脚主要是动力系统,吸盘和履带,则擦玻璃清洗机行走方式是吸盘和履带并用方式。
动力系统的动力我们承受玩具车上的有刷电机。有刷电机有本钱低和动力的功率足以能让机器在玻璃上自由的移动。如下是动力系统
结 构 图
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有刷电机的构造如下:它的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组,产生电枢电流,电
枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载。有刷直流电机的工作原理图如图。在有刷直流电机的固定局部有磁铁,这里称作主磁极;固定局部还有电刷。转动局部有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。图2-1所示的两极有刷直流电机的固定部
分(定子)上装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转局部(转子)上装设电枢铁芯。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向片之间相互绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转
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轴之间亦相互绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和
B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。吸盘的作用使擦玻璃清洗机贴住在高楼的玻璃上不能掉下来。经
过我们小组多天的收集相关的资料,从真空吸附型,紧握吸附型,粘贴吸附型,静电吸附型以及磁力吸附型。经过各方面因素的考虑,所以我们承受了真空吸附型。
吸盘直径
10
13
16
20
25
32
40
50
D〔cm〕
吸持面积







〔cm2〕
吸盘的垂
直提升力


〔
N
〕
(-)
这种吸附型:它是一种较为轻松,具有易于掌握的吸附类型。主要依靠真空负压原理,使得吸盘吸盘吸附在壁上。对于这种吸盘的大小和吸力的函数关系。如下
这种吸附存在肯定的缺陷,就是在不平坦的墙面上的吸附力量急剧下降,所以我们设计的机器在适应范围被限制在外表粗糙较小,外表相对平坦的壁面上。在至今为止,承受这种吸附类型的有品贝大学的DEXTER机器人和香船大学的WALLWALKER机器人。
履带的作用使擦玻璃清洗机能在玻璃向前向后移动以及自由的转动。对于擦玻璃清洗机行走方式这个难题,我们小组进展了争论之后,从坦克的移动方式得到了启发,大家全都认为用坦克的履带式,由于想增大清洗机与玻璃的摩擦力增大,由摩擦力公式得:f摩=K*F,有二种方式。增加接触面积,和用摩擦系数大的物质。由于坦克的履带是接触面积最大,使之擦玻璃清洗机在高楼玻璃外壁上不简洁打滑。在履带外表加一种特别的摩擦物质——聚四氟乙稀。这种物质有较好的摩擦系数。在〔一〕温度性能:聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料的高温稳定性来自于极强的碳-氟原子键,并且由此确定了聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料成为一种格外有用的抗高温聚合物。因而聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料在超过几乎全部其它热塑料和合成橡胶的高温极限下仍保持其性质不变。同时,与其它聚合物相比,在抗纯压力和高温时,聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料的熔融粘度也格外高。由于聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料具有极高的抗热裂变极限和很高的熔点和自燃点,聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料能耐高温顺火焰。在正常的工作温度范围内,聚四氟乙烯〔PTFE〕额定温度上限是260℃,在此状况下,它不热裂变。在观看260-360℃范围内,重量损失相当小,并且损失是由于在聚合中吸取少量气体和水分。只有在温度超过400℃状况下,聚四氟乙烯〔PTFE〕树脂材料的热裂变才变得明显。〔二〕化学稳定性,〔三〕电学性能,〔四〕安全牢靠性。从这方面的考虑,我们小组打算用这种物质相对较好。
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应用原理
遥控板——擦玻璃清洗机——操作行动
6
技术承受
1
吸盘和履带技术
2无线掌握技术
3无线摄像头实时监控技术
4
非接触式去污技术
7
结论
我们小组对这个擦玻璃清洗机设计的思路,对于高楼外壁玻璃的清洗工作,我们借用了赛车的STARES598PCI单板开发机和接口芯片设计一个擦玻璃清洗剂掌握器,实现了通过地面手持人机交互设备无线掌握高空擦玻璃器擦洗玻璃的一些功能,如:掌握终端和主机能进展良好交互,主机可依据指令而做相应工作;掌握设备可以依据主机应答对本次操作结果进展提示;主机可沿着玻璃面实现上移、下移运行;主机有肯定的跨越障碍物功能,且其上装有无线摄像头为地面操作者供给操作信息;主机具备了肯定的擦洗力量。该系统解决了人工高空清洗玻璃存在的投入大、危急性高、难度高等问题。缺乏点是我们小组承受吸盘和履带协同技术,使擦玻璃清洗机在玻璃上的运动速度较慢的问题。
预期争论成果
从争论的成果上,我们小组主要是从人文观点和经济角度的方面
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去考虑。从人文观点看:由于城市高层建筑成倍的增长,由于高层外壁的玻璃随着时间的延长,外壁玻璃上增加了很多的粉尘和其他污物。现在清洗工作大多数都是人工清洗,这样使工作人员生命受到极度的危急,所以假设用擦玻璃清洗机就可以代替人做清洗工作。其次,从经济角度来看:人工清洗,它不仅投入大,效率低,费工时;假设用机器来清洗,一层楼上用多个机器,这样可以大大的改善工作效率提高,也大大地解放社会生产力,所以有肯定的开发前景和经济市场。
设计任务安排
我们组的成员有严静静白大盖万广旭任慧童李宏刚
任务安排;万广旭和白大盖收集马达,摄像头,机器手和机器脚相关资料,任慧童画机器动力系统的构造图,李宏刚整理相关图片和提出设计思路,严静静整理各方资料。
[参考文献]
《机器人学》 蔡自兴
《机器人导论》〔美〕
《机器人工程》
李昌辉 自动上料机器人系统研发[D].哈尔滨工业大学2023
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