高樓清洗機機電系統(tǒng)設(shè)計（全套）2012本科畢業(yè)設(shè)計
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- 高樓清洗機機電系統(tǒng)設(shè)計（全套）2012本科畢業(yè)設(shè)計 隨著城市現(xiàn)代化得發(fā)展和人口的日益增加，為了節(jié)省土地資源，高層建筑越來越多，各式各樣的摩天大樓成為現(xiàn)代都市中一道亮麗的風(fēng)景。在建筑業(yè)中，由于玻璃的采光性好，保溫、防潮，而且采用彩色玻璃使用美觀，高層建筑的外觀越來越多的采用玻璃幕墻結(jié)構(gòu)沒有玻璃覆蓋的地方也多采用瓷磚覆蓋以增加建筑的美感，但也衍生出繁重的幕墻清洗任務(wù)。
我國大多數(shù)高層建筑清洗工作還是由傳統(tǒng)的人力完成，這種高空極限作業(yè)相當(dāng)危險，如遇強空氣流，對人身安全及玻璃面都有很大的威脅。因此需要一種能代替人工完成高層建筑清洗任務(wù)又有一定靈活性和適應(yīng)性的自動機器來取代人工作業(yè)。
高層外墻清洗機正是在這種背景下應(yīng)用而生，它可在垂直壁面及屋頂移動進行物體表面的清洗。它的出現(xiàn)及進一步研究將極大降低建筑外墻的清洗成本改善工人的勞動環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，并帶來相當(dāng)?shù)纳鐣б婧徒?jīng)濟效益。
2．文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）
工業(yè)機器人已經(jīng)在機器人領(lǐng)域中大量投入使用，如汽車、冶金等行業(yè)。然而，隨著人們生活水平的提高，在機器人領(lǐng)域中，一種新的、有蓬勃生命力的服務(wù)機器人已經(jīng)出現(xiàn)。
服務(wù)機器人主要涉及清洗、運送、監(jiān)視、檢查和探測等類型的工作，為人類提供和完成服務(wù)。其中，清洗是服務(wù)機器人應(yīng)用最廣的領(lǐng)域之一。而高樓林立的今天，更需要爬壁清洗機器人的技術(shù)可以得到不斷改進和提高。
2.1國外壁面清洗機器人研究現(xiàn)狀
第一個成功制造出來的清洗機器人是德國漢薩斯航空公司委托制作的“SKYWAH”（清洗巨人），如圖1所示。其主要結(jié)構(gòu)是一個作用距離為33米的多關(guān)節(jié)巨型伸縮臂，有11個自由度，6個主軸，3個腕關(guān)節(jié)及兩個自適應(yīng)軸，總共12個可編程序軸。余的運動鏈系使得它可以做各復(fù)雜運動，而其結(jié)構(gòu)不會有任何變化。所有軸均由液壓驅(qū)動并采用抗拉鋼材，因而其結(jié)構(gòu)重量輕。清洗刷長1.2m，定位精度為50mm,滾刷與飛機外形精確匹配。該機器人安裝在一個標(biāo)準汽車地盤上，可以從四個位置出發(fā)，機器人在人的監(jiān)視下按照預(yù)定的模式運動，完成對飛機幾乎所有表面的清洗工作。其特點是動作靈活，適合于各種規(guī)格的飛機。
日本BE公司成功研制的一種固定軌道式自動擦窗機器人，機器人靠安裝在樓頂?shù)能壍兰暗跹b系統(tǒng)使擦窗機對準窗戶，沿固定安裝在建筑物表面的導(dǎo)槽垂直上下移動進行清洗，清洗機構(gòu)帶有多個旋盤刷。該設(shè)備的自動化程度的效率都很高，但價格也很昂貴。另外，要求在建筑物設(shè)計之初就將擦窗系統(tǒng)考慮進去，鋪設(shè)軌道，這大大限制了該機器人的使用范圍及效率。
圖1 圖2
德國馬格堡的弗勞恩霍費爾自動控制與操作研究所（IPA）是德國主要的生產(chǎn)及自動化研究中心，它研制了一系列清洗建筑物玻璃的自動系統(tǒng)。圖2所示是其中之一，對柏林新建火車站的巨大玻璃隧道進行了自動清洗。該機器人懸掛在水平的橫向軌道上，可沿軌道左右移動，同時橫向軌道可以沿垂直導(dǎo)槽上下移動，從而完成對整塊玻璃的清洗。
德國的Fraunhofer研究所研制了一種名為SIRIUSC壁面清洗機器人。該機器人作業(yè)時在機器人上方的建筑物頂部有一個隨動小車，該小車除了起一個安全作用外，還是機器人位移的定位裝置，機器人只能做上下運動，左右運動靠隨動小車牽引實現(xiàn)。爬行機構(gòu)是基于兩隊線性模塊上，每個模塊裝有幾個真空吸盤，每對模塊有一個伺服電機驅(qū)動。
美國國際機器人公司研制了用于清洗摩天大樓的爬壁機器人“Sky Washer”,它重19.95kg，約0.9×0.9m，該機器人的移動由兩組L型框架相對滑動，交替吸附來實現(xiàn)，每組框架有三只腳掌，每只腳掌上有兩只真空吸盤，吸盤相對于壁面可以作直線運動，該機器人允許橫向移動，并可跨越一定高度的障礙。同時配備有洗滌液和擦抹系統(tǒng)，以完成擦窗工作，作業(yè)能力為每天46...
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