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1 绪论1.1 高层玻璃幕墙清洗机器人研发意义随着人口规模的不断扩大，城市高层建筑越来越多。
摩天大楼逐渐成为生活中常见的一景。
由于玻璃具有采光性好、保温性好、防潮性好等诸多优点，同时，由于彩色玻璃美观大方，所以越来越多的高层建筑选择了用玻璃幕墙。
目前，我国大部分玻璃幕墙的清洗都需要依靠“蜘蛛人”来完成，但是，这种高空作业有一定的危险性。
因此，需要一个能够代替人力完成清洗任务的机器人。
1.2 高层玻璃幕墙清洗机器人研究现状及分析1.2.1国外玻璃幕墙清洗机器人研究现状德国相关公司委托制作的“SKYWAH”是这个星球上第一个能够成功制作出来的清洗机器人。
这个庞大的机器人主要结构是个多关节巨型伸缩臂，能够在距离33米的地方完成工作。
所有的轴采用抗拉钢材并采用液压驱动，所以结构重量较轻。
这一款清洗机器装置安装在四轮驱动的汽车相关底盘上，清洗刷较长，定位精度高。
该机器人可以在人的监视下完成清洗工作，动作灵活。
与我们一衣带水的邻国——日本，他们的机器人公司之一——BE公司研制过一款轨道已经固定好的的专门用于擦玻璃的机器人，依据安装在楼顶的轨道和相关的提升系统，清洗机可以准确地对准窗户。
该设备优点是自动化程度相对较高。
但是，一般建筑在设计之初不会将擦窗系统考虑其中，使该机构适用性大大降低。
图自动清洗机-1图21-1SKYWAH德国玛歌堡的费劳恩霍费尔相关的研究所是德意志共和国主要的生产和自动化中心，它们在过去的这些年，曾经较为成功地研究了一系列清洗机器人。
该机器人可横向、可纵向，随心所欲完成清洗任务。
德国佛拉货福尔研究所研制了一种名为SIRIUSC的清洗机器人。
在那些要清洗的相关建筑物上，我们放在了上面一辆跟随及其运动的小车，这辆小车不紧急今年能够起到定位的作用，而且还能对装置起到安全保护的作用。
机器人坐竖直运动，左右移动依靠小车来完成。
美国航空航天宇航局下属的机器人公司，在上个世纪研制了爬壁机器人“Sky Washer”（用于清洗摩天大楼），它重大约四十斤，该机器人利用两组框架（L型）进行相对滑动，交替吸附来实现机器人的移动。
高层玻璃幕墙清扫机器人机械部分设计简介本文档旨在描述高层玻璃幕墙清扫机器人的机械部分设计。
该机器人旨在提供一种自动化的清洁解决方案，用于清扫高层建筑的玻璃幕墙表面。
设计要求1. 结构稳定性：机器人的机械结构应具备足够的稳定性，以确保在高层建筑表面操作时不会发生意外。
2. 清洁效果：机器人的设计应能够有效地清洁玻璃幕墙表面，确保清洁效果达到预期。
3. 安全性：机器人设计应考虑到操作人员和周围环境的安全性，防止意外事故的发生。
4. 可靠性：机器人的机械部分应具备足够的可靠性，以确保长时间连续运行而无需频繁维修。
机械设计方案1. 结构设计- 机器人采用轮式移动结构，以确保在玻璃幕墙表面灵活移动。
- 主要结构材料选用高强度合金材料，以提供足够的结构稳定性和耐久性。
2. 清洁装置设计- 清洁装置采用可调节压力的喷水系统，以确保在不同情况下可选择适当的清洁压力。
- 清洁装置具备自动水量控制功能，避免浪费水资源。
- 配备可更换的清洁刷头，以适应不同类型的污垢和玻璃表面。
3. 安全设计- 机器人配备多重传感器系统，用于探测周围环境并避免与障碍物碰撞。
- 设计紧急停止按钮，以便在发生紧急情况时迅速停止机器人运行。
- 紧急疏散系统的设计，用于安全疏散操作人员。
4. 可靠性设计- 机器人配备电池和供电管理系统，以确保能够持续进行长时间的清洁操作。
- 机械部分采用模块化设计，方便更换和维修损坏或老化的部件。
结论高层玻璃幕墙清扫机器人的机械部分设计考虑了结构稳定性、清洁效果、安全性和可靠性等要求。
采用了轮式移动结构、可调节压力的喷水系统、多重传感器系统等设计方案，以提供一个自动化、高效、安全、可靠的清洁解决方案。
这将有助于提高高层玻璃幕墙清洁工作的效率和安全性。
多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人本体设计一、本文概述随着现代建筑技术的快速发展，玻璃幕墙作为一种时尚、美观的建筑外饰材料，被广泛应用于各类高楼大厦。
玻璃幕墙的清洁问题也随之凸显出来。
传统的人工清洁方式不仅效率低下，而且存在安全隐患。
开发一种高效、安全的玻璃幕墙清洗机器人成为行业迫切需求。
本文旨在设计一种多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人本体，通过对其结构、功能和工作原理的详细阐述，为实际研发和应用提供理论支持和技术指导。
本文首先介绍了玻璃幕墙清洗机器人的研究背景和意义，阐述了现有清洗机器人的研究现状和发展趋势。
接着，详细描述了多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人的总体设计方案，包括机械结构设计、控制系统设计和动力系统设计等方面。
在此基础上，重点分析了多吸盘吸附机构的设计与计算，以及吸附机构的力学特性。
本文还讨论了清洗机器人的运动学分析和轨迹规划，以确保机器人能够高效、准确地完成清洗任务。
本文总结了多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人本体的设计特点和优势，并指出了后续研究的方向和重点。
通过本文的研究，旨在为玻璃幕墙清洗机器人的研发和应用提供有益的参考和借鉴，推动建筑行业清洁技术的创新与发展。
二、多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人本体设计概述在现代城市建筑中，玻璃幕墙因其美观、节能等优点被广泛应用。
随着时间的推移，玻璃表面的污染和积尘问题逐渐凸显，这不仅影响了建筑的美观，还可能对玻璃的使用寿命造成影响。
为了解决这一问题，多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人应运而生，旨在提供一种高效、安全、环保的清洗解决方案。
多吸盘式玻璃幕墙清洗机器人的设计理念基于其对玻璃表面的多点吸附能力，通过多个独立控制的吸盘与玻璃表面形成稳定的吸附力，确保机器人在垂直或倾斜的玻璃幕墙上稳定移动。
机器人本体设计需考虑吸盘的布局、吸附力度、移动机构的设计、控制系统的稳定性以及机器人的整体尺寸和重量等因素，以适不同规格和材质的玻璃幕墙。
在设计过程中，我们采用了先进的材料和结构设计，以减轻机器人的自重并提高其负载能力。
高层住宅外墙玻璃幕墙清洗施工设计方案第一章项目背景及目标1.1 项目背景高层住宅幕墙作为一种现代建筑的重要特征，不仅美观大方，还具有良好的保温隔热性能和采光效果。
然而，由于其外墙采用玻璃材料，容易受到各种污染物的侵蚀，影响建筑整体形象和居住环境的舒适性。
因此，定期进行外墙玻璃幕墙的清洗施工是必不可少的。
1.2 项目目标本设计方案的目标是制定一套高效、安全、经济的清洗施工方案，确保清洗过程中不损坏玻璃幕墙，同时提高清洗效果，使其保持良好的外观和透光性。
第二章清洗施工流程2.1 施工准备2.1.1 调查勘测在施工前，需要进行现场调查勘测，了解幕墙面积、高度、倾角等参数，以便合理安排施工人员和设备，并编制详细的施工方案。
2.1.2 材料准备根据实际情况选用适当的清洗剂、工具和安全防护设备，确保施工过程中的安全性和清洗效果。
2.2 施工步骤2.2.1 搭建安全脚手架在清洗施工前，需搭建合适的安全脚手架，确保施工人员的安全。
脚手架应牢固稳定，能够满足施工人员进行清洗和维护的需求。
2.2.2 清洗剂准备根据玻璃外墙的污染程度，选择合适的清洗剂，如中性洗涤剂或去污膏。
施工前需将清洗剂按照指定比例配制好。
2.2.3 清洗将配制好的清洗剂均匀涂抹在玻璃表面，利用清洗工具进行擦拭，确保污渍得到有效清除。
对于较高处无法直接接触的地方，可使用延长杆等辅助工具。
2.2.4 冲洗清洗完成后，需用清水对玻璃幕墙进行冲洗，确保清洗剂和污渍完全清除，同时将污水妥善处理，避免对环境造成污染。
2.2.5 最终检查清洗完成后，进行最终检查，确保玻璃幕墙表面干净无污染，并修复破损或锈蚀处，使幕墙恢复原有的外观和功能。
第三章安全措施3.1 工作人员培训施工人员应接受相关培训，熟悉清洗施工的操作规程、安全注意事项和紧急救援措施，保证施工过程中的安全性。
3.2 安全防护设备施工人员应配备必要的安全防护装备，如安全帽、防滑鞋、防护眼镜等，并使用可靠的脚手架和安全绳索，确保其在高处施工时的安全。
高层建筑外墙清洗机设计(机械类毕业设计)一、项目概述高层建筑外墙清洗一直是一个困扰人们的问题，尤其是一些高层建筑，常常因为外墙清洗难度大而无法认真清洗，影响建筑外观，给城市形象造成负面影响。
为了解决这一问题，本项目设计了一种高层建筑外墙清洗机，能够在安全快速的情况下清洗高层建筑外墙。
二、设计目标本项目的设计目标如下：1.设计一款高效率、安全的高层建筑外墙清洗机。
2.结合高层建筑的实际情况，设计一款符合人体工程学的清洗机。
3.结构简单并易于操作，方便维护和保养。
4.清洗机具有良好的稳定性和安全性，确保人员的生命财产安全。
三、设计方案1. 整体结构设计：本设计采用三大模块构成，分别是主体框架、升降机和转台；其中主体框架上装有清洗头、吸水器和高压水枪等清洗设备，升降机主要用于上下移动清洗设备，转台可以使车体旋转固定角度。
2. 电气控制系统设计：本设计采用PLC编程控制清洗机电动机的启停和工作方式。
同时，设定操作面板，方便人员对清洗机的操作。
3. 液压系统设计：液压系统部分主要包括油缸、液压泵、油管、液压控制阀等部分。
利用液压原理，为各部件提供动力，控制升降机和转台等部位的上下运动及固定。
4. 自动保护装置设计：为了防止清洗机在清洗过程中发生危险情况，本设计加入了自动保护装置。
例如在某一部位发现障碍，清洗机会自动停止运动。
四、关键技术及难点1.车体设计制造及悬挂设计。
2.主体框架设计制造及结构测试。
3.升降机及转台系统设计制造及安装。
4.各个系统之间配套协调的技术难题。
五、设计结构分析本设计主要由主体框架、升降机和转台组成，分别实现了清洗设备的安装和上下移动、机身实现转动等功能。
1.主体框架：主体框架主要由三大部分构成。
其中上部分是清洗区域，集中了清洗设备，主要包括高压水枪和清洗头等。
下部分是吸水装置，可以将洗刷过的污水及时清除。
中部分是车体结构，用于转动和支撑整个清洗机。
2.升降机：升降机主要用于控制清洗机上下移动，可以将整个主体框架升降到需要清洗的高度。
总664期第二期2019年1月河南科技Henan Science and Technology 高层建筑玻璃清洗机的结构设计王会张倩倩（德州学院机电工程学院，山东德州253023）摘要：本文设计了一种能在玻璃上吸附行走的单片机控制、自主移动的清洗机，简单介绍了清洗机的国内外研究现状，阐述了清洗机的机械结构部分。
结果表明，该清洗机具有结构简单、容易控制、便于携带以及清洗效果好的特点。
关键词：清洗机；机械结构；移动结构；吸附结构；驱动系统中图分类号：TP242文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）02-0092-02Design of Tall Building Glass CleanerWANG Hui ZHANG Qianqian （School of Mechanical and Electronical Engineering,Dezhou University ，Dezhou Shandong 253023）Abstract:In this paper,a single chip microcomputer controlling and autonomous moving cleaning machine was de⁃signed which could be used to absorb and walk on glass.The research status of cleaning machine at home and abroad was briefly introduced,and the mechanical structure part of cleaning machine was designed .The cleaning machine has the characteristics of simple structure,easy to control,easy to carry and good cleaning effect.Keywords:cleaning machine ；mechanical structure ；mobile structure ；adsorption structure ；drive system目前，各个城市都在为创建卫生城市而努力，高层建筑已成为城市面貌的主要部分。
摘要随着城市现代化的发展和科技公司的兴起，各大城市高层建筑越来越多。
在建筑业尤其高层办公写字楼，由于玻璃幕墙较好的采光性、保温防潮以及美观的功能，建筑外观大都采用玻璃幕墙装饰，但也衍生出非常繁重的玻璃幕墙清洗任务，目前的清洗方式还都是传统的人工清洗，不但危险系数高而且清洗效率较低。
为此，本课题研究一款玻璃幕墙清洗机器人，把人从高危、繁重的劳动环境中解放出来。
本课题针对玻璃幕墙清洗机器人工作的一般环境以及清洗工作过程中可能遇到的问题，分析出所研究清洗机器人需要具备的功能，即能够吸附在玻璃幕墙表面进行清洗工作，并且能够在整个墙面灵活稳定地移动的同时能够越过遇到的窗框等障碍。
从功能需求出发，进行玻璃幕墙清洗机器人机械系统以及控制系统平台设计，主要包括整体方案的设计、吸附力产生机构的设计、清洗执行机构的设计、防撞保护机构的设计、驱动电机的选型、传感器的选型设计以及控制系统的设计与搭建。
通多对多种结构方案进行分析研究，确定机器人的最终方案，即通过辅助提升装置辅助机器人在玻璃墙面的运动，采用螺旋桨来提供清洗吸附力以及越障推力，这种方案既能保证清洗机器人运行的安全稳定性，又具有灵活高效的越障能力。
针对所设计机器人本体进行运动学模型的建立，并针对提升运动模型进行Adams建模与仿真，为控制系统的建立提供参考基础。
同时，针对机器人的实际工作环境，采用视觉与超声波组合的窗框障碍物识别方法，对摄像头采集到的机器人运动前方图片，利用均值漂移算法除去由于玻璃透明、反光等因素引起的其他干扰，进而采用边缘检测算法较好的提取窗框的边缘信息，并利用卡尔曼滤波算法对双超声波检测到的窗框障碍物距离信息进行处理，减小由于超声波传感器与障碍物的不垂直带来的测量误差，得到较准确的障碍物距离信息。
在上述功能设计与理论研究的基础上，研制出实验室第一代玻璃幕墙清洗机器人样机，并搭建了实验室玻璃幕墙实验平台对清洗机器人设计功能进行验证。
并在实验过程中对各运动阶段运动参数进行测量，后期将机器人向更自主、运行稳定性更好、清洗性能更佳的方向发展。
高楼玻璃幕墙清洁机器人结构设计侯贤州;庄梓嘉;卢桂芳;黄志维【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2024(53)4【摘要】针对高楼玻璃幕墙人工清洁作业所存在的安全风险高、劳动强度大、作业效率低等问题,设计了一种可替代人工作业的玻璃幕墙机器人。
根据实际高楼玻璃幕墙清洁的需求,设计出能实现高楼玻璃幕墙清洁的机器人。
运用SolidWorks对清洁机器人结构进行几何建模,运用有限元分析软件对机器人的运动方式进行分析优化,利用3D打印的技术打印出高空玻璃幕墙清洁机器人结构。
选择STM32芯片对舵机、真空泵、清洁机构的控制,实现清洁机器人的爬行、吸附、清洁等功能。
利用真空泵实现机器人吸附在非水平面上,利用舵机控制机器人的腿部关节移动,利用滚刷实现对幕墙的清洗。
基于仿真与实物实验,计算清洁机器人能在高楼玻璃幕墙上行走所需的吸附力参数,并选用相应的真空泵;计算清洁机器人爬行所需的舵机转动角度;在满足清洁需求的情况下,对清洁机构进行优化。
设计的清洁机器人具有整体尺寸小、行走灵活、通过性强、应用场合广等特点,为高楼玻璃幕墙清洁作业提供了技术方案。
【总页数】4页(P218-221)【作者】侯贤州;庄梓嘉;卢桂芳;黄志维【作者单位】广东科技学院机电工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP242【相关文献】1.高楼玻璃幕墙清洗机器人作业系统的研究2.玻璃幕墙清洁机器人的结构设计3.应运而生的玻璃幕墙【清洁机器人】——谈玻璃幕墙清洁自动化4.国内首次机器人爬玻璃幕墙为高楼“体检”在厦门展示因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
高楼玻璃幕墙清洁设备的设计摘要：我国目前已经成为了世界第一大幕墙生产与使用大国，但在幕墙制造蓬勃发展的同时，我国仍面临一个难以解决的问题，即玻璃幕墙的清洗工作。
本论文设计的清洗机，能够自动实现清洗，供水，提供清洗液等自动化功能。
通过特殊设计的清洗机构与风压机构，使得清洗机可以适应多种复杂墙面，稳定高效的完成各类幕墙的清洗工作。
关键词：高楼玻璃幕墙清洗设计方案引言玻璃幕墙作为一种兼具美观与实用功能的装修方式，随着我国城市的不断发展，逐渐被应用在各类建筑上，要维持玻璃幕墙良好的采光率就需要定期对玻璃幕墙进行清洗。
本论文设计的玻璃幕墙清洁设备，可实现无人操作工作，能够自动实现清洗，供水，提供清洗液等自动化功能。
1玻璃幕墙清洁的整体方案设计玻璃幕墙清洁设备的设计目标是能够清洗玻璃材质的幕墙并在垂直复杂的墙面上进行移动与控制。
行走机构通过电机驱动实现行走运动，清洗机构通过水泵把清洗液从水箱抽出实现清洗，楼顶行走借助外铺设导轨，使其沿导轨行走。
通过对比包括真空洗盘吸附、磁吸附以及风压式贴附等在垂直工作面保持与幕墙压力的方案后，选择了风压式贴附的最终方案。
此方案中，螺旋桨分压系统工作时会出现一个风压，如此处于墙面之上的设备可牢牢吸住，不会掉落，压紧盘刷还有滚刷，如此会有刷洗压力出现。
刷洗之时，在电机的作用下，刷子跟着转动。
刷子转动之后，会留下包络线的印记，确保墙面的整洁。
另外盘刷还能喷清水，把墙上的清洗液冲洗干净以保证墙面的清洁，避免对墙面的损坏。
2清洗机构设计玻璃幕墙清洁设备的清洗机构主要包括电机、盘刷、喷水机构和刮净器四部分组成，盘刷选择塑料材质，不仅具备较好的弹性，且刚度也非常不错，可以保证盘刷与墙壁之间的压紧力，进而保证清洗后墙面的清洁。
当墙面凹凸不平时，因为塑料毛有一定的弹性，可以确保盘刷能够墙面每一处。
喷水机构设计时为确保清洗液从喷嘴喷出之时，不会被盘刷转动所影响，选择了盘刷的固定通过滚动轴承来实现，盘刷需得连接空心轴的一端，还有一端连接水管，此时若盘刷体出现转动，空心轴依旧会保持稳定，将清洗液均匀喷出。
