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【优秀毕业论文】自动墙面清洗机设计毕业设计毕业论文

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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。

随着近年来机械制造业的发展和人们自我安全意识的增强，人们期望能用自动化机器设备来代替工人在高空进行墙面清洗，从而提高清洗工人的人身安全，提高墙面清洗效率，降低墙面清洗成本。

针对以上背景，选择以自动墙面清洗机的设计为研究课题，实现工人只需在楼顶即可操作整个清洗机的工作，对于改善工人劳动环境和提高清洗效率具有一定的实际意义，墙面清洗机具有广泛的应用前景，通过墙面清洗机的设计，使自己对以前学习的专业知识进一步的温故知新，理论联系实际，提高了自己的机械装备设计能力。

1.2国内外的发展现状近年来随着科学技术的发展，带动制造业飞速的发展，制造业中机器人的使用逐渐增加，机器人可以代替人工进行长时间、高效率、低成本的作业，特别是一些工作环境恶劣的场合通常使用机器人来作业，高楼墙面的自动清洗机是特种机器人的一种，国外的墙面清洗机研究起步较早，应用芯片可以实现清洗机的自动控制，德国、美国、英国和日本等国家机器人技术发展速度，自动墙面清洗机也得到了飞速发展，比如日本BE 公司研制成功的一种固定轨道式全自动擦窗机器人，靠安装在楼顶的轨道及吊索系统使擦窗机对准窗口，沿固定安装在建筑物表面导槽垂直上下移动进行自动清洗。

国内清洗机研究起步较晚，近年来也取得了很多先进成果，比如北京航空航天大学与北京铁路局合作研制的擦窗样机，有八个吸盘，采用“十”字框架式结构，上有驱动装置，可驱动两框架做相对运动以实现壁面机器人在固定墙面上沿X，Y方向移动。

哈尔滨工业大学机器人研究所研制成功的清洗高层建筑瓷砖壁面或玻璃幕墙的壁面清洗爬壁机器人。

该机器人吸附方式为负压吸附，移动方式为轮式，移动速度为1-8米/分。

采用有线遥控，计算机控制。

曾向深圳、香港试销二台，使用效果良好。

一般墙面清洗机具有在墙面上的吸附功能和移动功能，由于建筑物表面的非导磁性，清洗机通常选择应用正压和负压两种吸附结构。

其中负压吸附又成为真空吸附，真空吸附式壁面移动机器人清洗机包括单吸和多吸两种结构形式，单吸盘真空吸附壁面机器人清洗机结构简单，易于控制，多吸盘脚式壁面爬行机器人的吸附稳定可靠。

国内在上世纪九十年代成功研制出推进型壁面机器人，选择应用直升机原理，利用螺旋桨产生的高速气流带动机器人向上高速移动，螺旋桨所产生的推力与壁面大约成20度角，始终有指向壁面的推力从而实现机器人的吸附功能，使机器人可以实现紧贴壁面移动，有一定的越障能力。

近年来随着自动化和智能化设备的发展，墙面清洗机也向自动化、高效化方向发展，具有重量轻、成本低和安全可靠等优点，能够适应多种建筑物墙面的清洗作业，自动墙面清洗机的研究在不断深入，市场应用前景广阔，有一定的研究价值。

2 整体方案设计2.1清洗装置方案设计自动墙面清洗机的清洗装置机架上安装有喷淋水嘴，对墙面进行喷水，喷淋水嘴安装在机架上，同时在机架上安装三根导轨，导轨上有刷具，刷具通过传动机构由电机来驱动实现在导轨上往复移动，进而实现对墙面的清洗；在导轨上安装有导向轮，可以沿着导轨移动，在导轨底部安装有齿条，电机通过主动链轮驱动传动机构运行，导轨底部与导轨上的齿条啮合的齿轮轴，装在齿轮轴伸出支座的一端的从动链轮通过链条受主动链轮带动，刷具装在刷具轴上，清洗装置运行时，先启动电机，电机通过传动机构使刷具轴带动刷具旋转清洗墙面，同时刷具轴上的主动链轮通过链条带动从动链轮转动，从实现而齿轮轴转动，齿轮相对于导轨上的齿条转动而带动支座沿导轨往复移动，进而实现清洗装置对墙面的清洗作业。

清洗装置结构示意图如下图2-1所示。

图2-1 清洗装置示意图2.2升降装置方案设计自动墙面清洗机的升降装置主要包括双速电机，制动器，涡轮蜗杆减速器，卷筒和提升杆臂构件。

清洗机一般放置在楼下，而升降装置一般安装在楼顶，需要安装好升降装置的位置并通过支撑杆固定，然后把升降装置执行件之吊钩从楼顶缓慢放到楼下，将清洗装置安装到挂钩上，这时启动双速电机正转，通过挂钩带动清洗装置缓慢上升到预定位置，停止双速电机旋转，立即应用制动器制动以防止清洗机在重力作用下自行下降。

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(完整)自动墙壁清洗机毕业设计

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(和估计值接近）
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.
毕业设计(论文)-自动清扫机的设计(含全套CAD图纸) .doc

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毕业设计（论文）-自动清扫机的设计（含全套CAD图纸） .doc全日制普通本科生毕业设计自动清扫机设计THE DESIGN OF AUTOMATIC CLEANING MACHINE学生姓名：学号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动化(1)班指导老师及职称：学部：理工学部提交日期：2012 年 5 月完整版全套CAD图纸，说明书，联系153893706毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。

同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

毕业设计作者签名：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)1 前言 (2)1.1 清扫机的现状和发展前景 (2)1.2 清扫设备的概述 (3)1.2.1 清扫设备的分类 (3)1.2.2 我国清扫机械的发展趋势 (4)1.2.3 发现的问题和解决途径 (5)1.3 课题需要完成的任务 (5)1.3.1 设计主要内容 (5)1.3.2 设计工作基本要求 (6)2 总体方案设计 (6)2.1 设计主要技术要求 (6)2.2 总体方案的确定 (6)3 动力装置的确定 (9)3.1 蓄电池的选择 (10)3.2 电动机的选择 (10)4清扫机的结构设计 (11)4.1 传动比的分配 (11)4.2 带轮的选择设计 (12)4.2.1 主轴带轮的设计计算 (12)4.2.2Ⅰ—Ⅱ轴带轮的设计计算 (14)4.2.3Ⅲ—Ⅳ轴的带轮设计 (18)4.3 主轴的设计计算 (19)4.3.1 主轴的结构设计 (19)4.3.2 轴的校核 (20)4.3.3 键的校核 (23)4.4 锥齿轮的计算 (23)4.4.1 锥齿轮的计算 (23)4.4.2 锥齿轮的校核计算 (27)4.5 车架的设计计算 (28)结论 (29)参考文献 (29)致谢 (30)附件1 (31)附件2 (32)自动清扫机的设计学生：指导老师：摘要：本文所设计的是用于走廊清扫的清扫机。

毕业论文-墙壁清洁机器人设计

毕业论文-墙壁清洁机器人设计

摘要长期以来，高楼大厦的外墙清洗都靠洗墙工人腰间系一根绳子吊在楼宇之间擦洗。

这样效率低，易出事故。

爬壁机器人的工作速度比人快四倍，能连续作业10多个小时，提高了工作的效率和安全性。

本文的研究内容为墙壁清洁机器人，用于玻璃幕墙的清洁，喷涂墙壁，检查高建筑物，挂条幅等危险工作。

本文主要设计工作包括：1.说明了机器人设计的目的和设计内容，综述了机器人技术的研究现状。

2.确定了总体方案，使机器人在墙壁上走动，清洁墙壁。

用风机将车体底部空气吸出实现吸附功能；用电机带动车轮实现行走、转向功能；两车体间用齿轮连接实现避障功能；用电机带动滚刷旋转实现清洁功能；遥控机器人的清洗工作。

3.进行了选用风机的计算，齿形带设计计算和传动比分配计算。

用超越离合器和电磁离合器配合，实现车体与挡风板转向同步。

用风机与电磁离合器配合实现机器人单体翻转。

4.完成了对电机、电磁离合器和遥控的控制系统设计及软件编程。

本机器人具有适应壁面能力强、无需真空泵支援，可远程操作等特点。

由于本设计为双体吸附、双电池供电，避免了意外断电导致机器摔落。

本机器人竖直方向行走速度10m/min，可携带工具实现高空作业，总重20Kg，可在平行壁面内任意方向转弯。

关键词：爬壁；机器人；双体；遥控Abstractever since a long time ago，the outside walls of high buildings and large mansions are washed by the washing-wall workers washing with a rope winding between the buildings. This way is inefficiency and high-accidents. The working speed of wall-climbing robot is faster than the workers. And can work 10 hours continuously. It is safer and efficient.The research subject is wall-cleaning robot, which is used to clean the walls made of glass, o paint the walls, to examine the high building or to hang the scroll.The design specification include :1. To explain the purpose of the design of the robot and design content, summarize robotics research.2. To determine the overall program, so that robot walking on walls, cleaning the walls. Fans will be used for the air suction at the bottom of the body to achieve adsorption function; wheels are drived by motor to achieve walking and steering function; two bodies are connected by gears to achieve the obstacle avoidance function; motor drive the sponge whirling to achieve a clean function; remote the robot to clean.3. To carry out a selection of fan, the belt design calculations and calculated the distribution of the transmission ratio. Overrunning clutch with electromagnetic clutch and with the realization of body panels and a wind shift synchronization. With fans and the realization of the robot with an electromagnetic clutch flip monomer.4. To complete the electrical, electro-magnetic clutch control system and remote control design and software programming.The robot has a strong ability to adapt to the wall without vacuum supporting. Since the adsorption catamaran design, dual battery power supply, to avoid the accident resulted in the machine fell off.Vertical direction of the robot walking speed of 10m/min, portable tool for the realization of high-altitude operation, with a total weight 20Kg, parallel to the wall in any direction in turn.Keywords: wall-climbing; robot; catamaran; remote control目录第1章绪论 (1)1.1墙壁清洁机器人设计的动机 (1)1.2机器人技术的研究现状 (1)1.2.1 21世纪机器人技术的发展趋势 (1)1.2.2爬壁机器人的国际发展历程 (5)1.2.3爬壁机器人需要解决的问题 (6)1.3题目设计的内容 (6)第2章墙壁清洁机器人方案设计 (7)2.1设计任务分析 (7)2.2功能分析 (7)2.2.1总功能确定 (7)2.2.2功能分解 (7)2.2.3功能结构确定 (8)2.3功能分解 (8)2.3.1分功能原理解 (8)2.3.2系统方案求解 (8)2.4方案评价 (8)2.5系统方案原理图 (9)第3章传动系统设计计算 (13)3.1电机的选择 (13)3.2传动比分配 (13)3.3风机选择计算 (14)3.4同步带设计计算 (15)第4章典型零部件设计 (17)4.1行走装置设计 (17)4.2吸附装置设计 (17)4.3避障装置设计 (18)4.4清洁装置设计 (19)第5章控制系统设计 (20)5.1控制方案的确定 (20)5.2电机的控制设计 (21)5.2.1电机驱动器及驱动芯片的选择 (21)5.2.2 8253芯片简介 (22)5.2.3电机的控制 (24)5.3电磁离合器与风机的控制设计 (25)5.3.1继电器的选择 (25)5.3.2 I/O口的扩展 (26)5.3.3电磁离合器和风机的控制 (27)5.4无线控制设计 (27)5.4.1发射模块J05C (27)5.4.2接收模块J05C (27)5.4.3 PT2262/PT2272芯片简介 (28)5.5控制系统程序设计 (30)第6章结论 (38)第1章绪论1.1墙壁清洁机器人设计的动机随着城市的现代化，一座座高楼拔地而起。

清洗机毕业设计

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%。