玻璃幕墙清洗机器人设计开题报告

1. 研究目的与意义

采用履带式移动方式，双履带和车体构成机器人的基本框架；真空吸盘式吸附方式加以完善的配气系统。毕业设计的具体目的：

1、将人从繁重、危险的高楼清洗工作中解放出来

2、爬壁清洗机能有效降低高层建筑的清洗成本，提高生产效率

2. 国内外研究现状分析

爬壁移动机器人广泛应用于维护、检查、消防、救援、清洗、情报和国防领域等，必将为人类带来巨大的经济效益和社会效益。各工业发达国家都投入大量人力物力，积极进行其理论和技术研究，如日本、美国、英国、俄罗斯、德国、奥地利、西班牙等国相继研制出一些各具特色的爬壁移动机器人实验样机。我国在国家自然基金和863计划的大力支持下，从上世纪90年代中期也相继开发出一些爬壁移动机器人样机。

爬壁移动机器人是一种能够在垂直壁面进行移动作业的极限作业机器人，世界机器人大国日本在极限作业机器人研究方面尤为积极。早在1966年，在大阪府立大学工学部任讲师的西亮利用电风扇进行侧低压空气产生的负压作为吸附力制作了一台垂直壁面移动机器人的原理样机。1975年，已经身为宫崎大学工学院部教授的西亮又制作了以实用化为目标的二号样机，这是个单吸盘结构、靠轮子行走的壁面移动机器人。此次以后各国著名的大学、研究所、公司纷纷投入力量广泛开展用于极限作业的壁面移动式机器人的研究。

相对国外，我国研究和开发机器人始于七十年代初期，国内爬壁移动机器人研究起步较晚。1975年在北京举行的日本科技展览会上，川崎重工业公司首先在中国展出了工业机器人，以此为起点，我国掀起了第一个研制机器人的浪潮。北京自动化研究所、上海交大、沈阳自动化所、大连组合机床所。广州机床所等十几个单位纷纷开始研制机器人。

3. 研究的基本内容与计划

1 吸附式爬壁清洗机基本工作原理；

吸附式爬壁清洗机主要由吸附部分、移动部分和清洗部分组成。爬壁清洗机应该具有一定的吸附能力，其产生的摩擦力应大于清洗机的重力，从而防止坠落，同时还应具有驱动机构，能够使清洗机在壁面上自由移动，并且有电机控制清洁头旋转，当清洗机在壁面上移动时能够完成对壁面的清洁工作。

2清洗机履带结构设计；

4. 研究创新点

本论文特色与创新如下：

爬壁清洗机融合了吸盘式真空吸附和履带式移动方式的优点，吸盘在履带上的分布和履带自身柔性使得清洗机能够跨越障碍物，又因为有吸盘的存在，使履带不直接与壁面接触，可能的障碍有玻璃的连接处等，壁面凹凸起伏不大，履带吸盘式的结构具有逾越较小障碍的功能；同时，考虑到机器人运行的平稳性和履带的使用寿命，因此清洗机履带结构由驱动轮（主动轮）置中，导向轮（从动轮）对称分布，从动轮对称布置的方式使履带受力最大处避开了履带弯曲处，驱动轮及导向轮兼做支撑轮，可增大接触面积且使履带上受力集中处远离履带弯曲处，减少了对履带的损害提高了履带的使用寿命。

吸盘式真空吸附方式适用于多种工作环境，扩大了清洗机的工作范围。真空吸附机构包括气动回路、真空泵和吸盘系统，吸附机构由吸盘、配气盘组件、气动回路等组成。吸盘通过吸盘固定装置固定在履带上，在清洗机工作的过程中随着履带转动而转动，配气盘给达到相应位置的吸盘组件进行抽气或者进气，从而产生或是破坏真空的环境。