本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 65 頁學 科 門 類 ： 單位代碼 ： 畢業設計說明書（論文）高 樓 清 洗 機 設 計學 生 姓 名所 學 專 業 班 級 學 號 指 導 教 師 XXXXXXXXX 系二 *年 XX 月本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 65 頁目錄1. 引言 .42. 課題任務 .52.1 主 要 內 容 .52.2 技 術 要 求 .52.3 成 果 要 求 .52.4 其 他 要 求 .53. 同類課題考察 .63.1 高層建筑外墻清洗機現狀 .63.2 高層建筑外墻清洗機發展趨勢 .84. 總體方案擬訂 .94.1 對樓頂樓面的實際考察 .94.1.1 樓面結構考察 .94.1.2 樓頂結構考察 .104.2 方案選擇與原理 .114.2.1 總體方案的確定 .114.2.2 總體方案內容 .144.2.3 材料選擇 .144.2.4 輪的潤滑問題 .154.2.5 軸承的潤滑問題 .155 重要零部件的設計與計算 .155.1 刷洗部分設計 .155.1.1 清洗速度的確定 .155.1.2 盤刷部分 .155.1.3 電機的選擇 .175.1.4 刷洗部分所用彈簧的設計計算 .185.2 內空心軸的設計 .185.3 清洗機主機滾輪的設計計算 .195.4 主機上傳感器及行程開關的選擇 .195.5 復合纜的結構設計 .205.6 風壓系統的設計計算 .215.6.1 采用風壓的意義 .215.6.2 基本原理 .215.6.3 氣動計算的原始數據與技術要求 .215.6.4 結構設計及相關數據計算 .225.6.5 拋物線中線 .245.7 齒輪副的確定和檢驗 .255.7.1 直齒輪的計算 .255.7.2錐齒輪副的設計計算 .316 設備的使用與維護 .3561 使用方法 .35本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 65 頁62 使用注意事項 .3663 日常維護與維修 .367 CAD 使用體會 .37參考文獻 .40謝謝朋友對我文章的賞識，充值后就可以下載說明書。我這里還有一個壓縮包，里面有相應的 word 說明書（附帶：外文翻譯）和 CAD 圖紙。需要壓縮包的朋友請聯系 QQ 客服：1459919609。下載后我可以將壓縮包免費送給你。需要其他設計題目直接聯系！本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 65 頁1. 引言隨著社會進步，經濟與科技的發展，城市規模越來越大，建筑越來越高，以至摩天大廈比比皆是。高層建筑更是成了一個城市面貌的核心內容，但是由此導致的城市形象問題也日趨嚴重，尤其是在工業城市，這種問題更是突出。靚麗的新大樓，不用多久，外表便成為灰暗一片，嚴重影響了城市的面貌。因此為了保持良好的城市形象，城市高層建筑的清洗工作在各大城市尤其是首都、省會等國際性大都市已經成為直接影響城市形象的問題。高層建筑由于高空作業，給清洗工作帶來了極大的不方便。目前，我國大多數高層建筑清洗工作還是由人力完成，這類清洗工作主要由工人搭乘吊籃進行高空作業來完成，工人的環境惡劣，且有一定的危險性，工作效率低，成本高，耗時長，隨著機器人技術的出現和發展以及人們自我保護意識的增強，人們迫切希望能用機器人代替人進行這些高空極危險的作業，從而把人類從惡劣的環境和繁重的勞動中解脫出來。針對這種種問題，本清洗機采用無人化清洗，自動清洗，自動供水，供清洗液。單片機系統控制，操作人員只需通過鍵盤即可操縱清洗機工作，而且在清洗過程中，清洗機能夠自動進行邊緣識別，可根據建筑樓層的具體情況選擇為縱洗或橫洗。本機的清洗效率較高，清洗效果良好，是高層建筑理想的清潔工具。本機的使用將大大降低高層建筑的清洗成本，改善工人的勞動環境，提高勞動生產率，其有相當的社會效益、經濟意義和廣闊的應用前景。本機器是通過對國內外同類產品考察比較后精心設計而成，使用穩定可靠，但不足之處在所難免，所以懇請老師、同學及各位同行提出寶貴意見。本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 65 頁2. 課題任務2.1 主 要 內 容高 層 建 筑 外 墻 清 洗 機 主 要 由 伺 服 懸 吊 系 統 、 清 洗 主 機 和 由 計 算 機 控 制 系 統 組 成 ， 本 人主 要 承 擔 清 洗 主 機 設 計 ， 設 計 中 應 考 慮 為 清 洗 提 供 足 夠 的 壓 墻 力 、 刷 洗 部 件 設 計 、 清 洗液 的 噴 灑 和 臟 液 體 的 收 集 、 對 左 右 邊 緣 和 上 下 行 程 的 識 別 、 行 走 機 構 和 轉 位 機 構 的 設 計 ，進 行 必 要 的 設 計 計 算 。2.2 技 術 要 求1) 清洗效率 0.2 平方米/s 左右，清洗寬度 0.81m， 樓房高度在 120 米左右。2) 移動機構要小型、高效，使機器人可以在壁面上移動。并可靈活、自如調節行走的速度和方向。3) 設計安全有效的清洗機構，識別清洗質量，達到令人滿意的清洗效果。邊緣識別機構：要能實現左右，上下邊緣識別。4) 選擇壓緊力產生原理，設計相應的壓緊機構，給清洗機構提供有效的壓緊力。5) 盡量選取輕型材料，使整機盡量輕便。2.3 成 果 要 求1) 畢業設計前期工作材料。一份。2) 高層建筑外墻清洗機主機裝配圖一張（零號）3) 清洗機零件的強度校核4) 高層建筑外墻清洗機零件圖。5) 設計說明書一份（不少于 2 萬字，包括英文翻譯） 。2.4 其 他 要 求本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 6 頁 共 65 頁1) 適用于清洗平面，圓弧面外墻和玻璃表面2) 刷洗壓力根據不同表面調節；3) 刷洗部件應能調換；4) 設備實現邊緣識別；5) 清洗機的體積盡量小，盡量輕。6) 機體裝配時應根據圖紙要求簡單容易的裝配，維修容易，不需專門工具。7) 盡量使用標準件，對非標準件，應盡可能工藝簡單，加工容易。3. 同類課題考察3.1 高層建筑外墻清洗機現狀機器人工程正在迅速地從工業領域轉移到服務領域。它的潛力非常大，它能夠代替人類在許多危險和受污染的地方做重復或繁重的工作，對老年人或者患病者進行長期持久的關懷和照顧，客運和貨運，野外營救，精密手術，清洗對人體有害的或無法進入的事物（比如說清洗油箱）等等。高層建筑外墻壁面清洗機是特種機器人的一種，其必須具有兩種功能：即在壁面上的吸附功能和移動功能，由于建筑物表面的非導磁性，清洗壁面機器人多采用正壓和負壓兩種吸附結構。其中負壓吸附又成為真空吸附，由風扇、真空泵、空氣壓縮機等使吸盤內產生負壓，依靠壓差將機器人吸附在墻面上。真空吸附式壁面移動機器人又可分為單吸和多吸兩種結構，單吸盤真空吸附壁面機器人可實現小型化，輕量化，且結構簡單，易于控制，多吸盤腳式壁面爬行機器人的吸附穩定可靠。九十年代最新研制成功地推進型壁面機器人，采用直升機原理，利用螺旋槳產生的高速氣流帶動機器人向上高速移動，螺旋槳所產生的推力與壁面大約成 20 度角，始終有指向壁面的推力從而實現機器人的吸附功能，使機器人可以實現緊貼壁面移動，有一定的越障能力。目前已有報道的高層建筑擦窗機還有以下幾種：日本 BE 公司研制成功的一種固定軌道式全自動擦窗機器人，靠安裝在樓頂的本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 65 頁軌道及吊索系統使擦窗機對準窗口，沿固定安裝在建筑物表面導槽垂直上下移動進行自動清洗。北京航空航天大學與北京鐵路局合作研制的擦窗樣機，有八個吸盤，采用“十”字框架式結構，上有驅動裝置，可驅動兩框架做相對運動以實現壁面機器人在固定墻面上沿 X，Y 方向移動。上海科技大學機器人研究所研制的雙足式爬壁機器人，與步行式兩足機器人比較，結構較為簡單，省略膝關節，通過腳腕的傾斜和圓規腳的開閉適當結合起來，即可翻越一定的臺階，對諸多復雜環境具有適應性。哈爾濱工業大學機器人研究所研制成功的清洗高層建筑瓷磚壁面或玻璃幕墻的壁面清洗爬壁機器人。該機器人吸附方式為負壓吸附，移動方式為輪式，移動速度為 1-8米/分。采用有線遙控，計算機控制。曾向深圳、香港試銷二臺，反映較好。最新研制成功的型樣機，具有以下特點：實現了控制器的小型化，可直接安放于機器人本體上，減小了體積；1) 采用電力線載波通訊進行遙控，減少了控制電纜數量，提高了機器人的爬高能力；2) 采用噴霧、刷洗與多層橡膠板刷洗工序的綜合清洗機構，對清洗玻璃幕墻十分有效。該機器人采用負壓吸附、雙輪驅動、氣墊密封結構、有線遙控與專用清洗機構，滿足了可靠吸附，靈活移動和高效清洗的要求，設計是成功的，并在解決密封，遙控和清洗等關鍵技術上創新。除此之外，我們分別在圖書館，專利局，網絡等各種途徑還搜集到以下資料： 壁面清洗機器人及其控制系統劉淑良 邵浩 高波 楊宏 趙炎正 王言（哈爾濱工業大學）黑龍江自動化技術及應用 1997.3 高樓壁面清洗機器人及其相關技術的研究劉淑霞 趙炎正 王言（哈爾濱工業大學機器人研究所） 技術縱橫 爬壁機器人技術應用劉淑霞 本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 65 頁機器人 1999. 2 高層建筑墻面自動清洗裝置設計人：項中貸專利號：96205687.1 高層建筑外墻清洗機設計人：蔣崇偉專利號：96228332.0 垂直壁面行走機器人系統研制談力士 沈林勇 陳振華 組合式高樓外墻清洗機（網上查詢） 硬平整表面的清洗設備（美國專利） 壁虎式自動擦窗機 高層智能化墻體清洗機設計人：馬驥專利號：95219263.2從以上調研的情況看，清洗對象主要是墻面，其次是圓弧面和一些不規則的墻面；其壁面材料為瓷磚，玻璃幕墻，噴涂面，其中以瓷磚和噴涂面為多，故設計時可重點考慮這兩種材料的墻面； 3.2 高層建筑外墻清洗機發展趨勢由于清洗工作環境及任務的特殊性，清洗爬壁機器人的總體設計要求相當苛刻。其總的設計原則是：減輕重量，降低造價，安全可靠，能適應多種建筑物表面，且要有足夠高的清洗效率。從清洗機的工作環境來看，其主機可能有兩個發展方向：其一：是應與憑證瓷磚和玻璃幕墻清洗，它結構簡單，易于控制，屬小型輕量化。其二：適應于復雜墻面，如階梯墻面，壁面多窗戶的壁面清洗，它的結構、動作、控制都很復雜。其三：以壁面機器人為載體，配以專用的清洗機構，可以適應不同壁面機構。本 科 畢 業 設 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 9 頁 共 65 頁4. 總體方案擬訂4.1 對樓頂樓面的實際考察在接受課題之后，為了順利地完成我們的畢業設計任務，我們參觀了省會石家莊幾處典型的高層建筑。并且查閱了多種關于高層建筑和以往對建筑物的清洗的相關資料，其中大部分是難以人工清洗的，因此設計開發高層建筑外墻清洗機是非常必要的。4.1.1 樓面結構考察參觀調查得到初步方案，清洗機主要由樓頂的隨動小車和清洗主機部分組成，并且采用單片機控制。樓頂的