高層建筑外墻清洗機(jī)設(shè)計機(jī)械類畢業(yè)設(shè)計

本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 65 頁學(xué) 科 門 類 ： 單位代碼 ： 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）高 樓 清 洗 機(jī) 設(shè) 計學(xué) 生 姓 名所 學(xué) 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 XXXXXXXXX 系二 *年 XX 月本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 65 頁目錄1. 引言 .42. 課題任務(wù) .52.1 主 要 內(nèi) 容 .52.2 技 術(shù) 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(jī)現(xiàn)狀 .63.2 高層建筑外墻清洗機(jī)發(fā)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(jié)構(gòu)考察 .94.1.2 樓頂結(jié)構(gòu)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(nèi)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(shè)計與計算 .155.1 刷洗部分設(shè)計 .155.1.1 清洗速度的確定 .155.1.2 盤刷部分 .155.1.3 電機(jī)的選擇 .175.1.4 刷洗部分所用彈簧的設(shè)計計算 .185.2 內(nèi)空心軸的設(shè)計 .185.3 清洗機(jī)主機(jī)滾輪的設(shè)計計算 .195.4 主機(jī)上傳感器及行程開關(guān)的選擇 .195.5 復(fù)合纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .205.6 風(fēng)壓系統(tǒng)的設(shè)計計算 .215.6.1 采用風(fēng)壓的意義 .215.6.2 基本原理 .215.6.3 氣動計算的原始數(shù)據(jù)與技術(shù)要求 .215.6.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)數(shù)據(jù)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(shè)計計算 .316 設(shè)備的使用與維護(hù) .3561 使用方法 .35本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 65 頁62 使用注意事項 .3663 日常維護(hù)與維修 .367 CAD 使用體會 .37參考文獻(xiàn) .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(yīng)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(lián)系 QQ 客服：1459919609。下載后我可以將壓縮包免費(fèi)送給你。需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系！本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 65 頁1. 引言隨著社會進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展，城市規(guī)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(nèi)容，但是由此導(dǎo)致的城市形象問題也日趨嚴(yán)重，尤其是在工業(yè)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(yán)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(jīng)成為直接影響城市形象的問題。高層建筑由于高空作業(yè)，給清洗工作帶來了極大的不方便。目前，我國大多數(shù)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(jìn)行高空作業(yè)來完成，工人的環(huán)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(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展以及人們自我保護(hù)意識的增強(qiáng)，人們迫切希望能用機(jī)器人代替人進(jìn)行這些高空極危險的作業(yè)，從而把人類從惡劣的環(huán)境和繁重的勞動中解脫出來。針對這種種問題，本清洗機(jī)采用無人化清洗，自動清洗，自動供水，供清洗液。單片機(jī)系統(tǒng)控制，操作人員只需通過鍵盤即可操縱清洗機(jī)工作，而且在清洗過程中，清洗機(jī)能夠自動進(jìn)行邊緣識別，可根據(jù)建筑樓層的具體情況選擇為縱洗或橫洗。本機(jī)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(jī)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(huán)境，提高勞動生產(chǎn)率，其有相當(dāng)?shù)纳鐣б?、?jīng)濟(jì)意義和廣闊的應(yīng)用前景。本機(jī)器是通過對國內(nèi)外同類產(chǎn)品考察比較后精心設(shè)計而成，使用穩(wěn)定可靠，但不足之處在所難免，所以懇請老師、同學(xué)及各位同行提出寶貴意見。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 65 頁2. 課題任務(wù)2.1 主 要 內(nèi) 容高 層 建 筑 外 墻 清 洗 機(jī) 主 要 由 伺 服 懸 吊 系 統(tǒng) 、 清 洗 主 機(jī) 和 由 計 算 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 組 成 ， 本 人主 要 承 擔(dān) 清 洗 主 機(jī) 設(shè) 計 ， 設(shè) 計 中 應(yīng) 考 慮 為 清 洗 提 供 足 夠 的 壓 墻 力 、 刷 洗 部 件 設(shè) 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(jī) 構(gòu) 和 轉(zhuǎn) 位 機(jī) 構(gòu) 的 設(shè) 計 ，進(jìn) 行 必 要 的 設(shè) 計 計 算 。2.2 技 術(shù) 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(jī)構(gòu)要小型、高效，使機(jī)器人可以在壁面上移動。并可靈活、自如調(diào)節(jié)行走的速度和方向。3) 設(shè)計安全有效的清洗機(jī)構(gòu)，識別清洗質(zhì)量，達(dá)到令人滿意的清洗效果。邊緣識別機(jī)構(gòu)：要能實現(xiàn)左右，上下邊緣識別。4) 選擇壓緊力產(chǎn)生原理，設(shè)計相應(yīng)的壓緊機(jī)構(gòu)，給清洗機(jī)構(gòu)提供有效的壓緊力。5) 盡量選取輕型材料，使整機(jī)盡量輕便。2.3 成 果 要 求1) 畢業(yè)設(shè)計前期工作材料。一份。2) 高層建筑外墻清洗機(jī)主機(jī)裝配圖一張（零號）3) 清洗機(jī)零件的強(qiáng)度校核4) 高層建筑外墻清洗機(jī)零件圖。5) 設(shè)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(yè) 設(shè) 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(jù)不同表面調(diào)節(jié)；3) 刷洗部件應(yīng)能調(diào)換；4) 設(shè)備實現(xiàn)邊緣識別；5) 清洗機(jī)的體積盡量小，盡量輕。6) 機(jī)體裝配時應(yīng)根據(jù)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(biāo)準(zhǔn)件，對非標(biāo)準(zhǔn)件，應(yīng)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(jī)現(xiàn)狀機(jī)器人工程正在迅速地從工業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到服務(wù)領(lǐng)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(fù)或繁重的工作，對老年人或者患病者進(jìn)行長期持久的關(guān)懷和照顧，客運(yùn)和貨運(yùn)，野外營救，精密手術(shù)，清洗對人體有害的或無法進(jìn)入的事物（比如說清洗油箱）等等。高層建筑外墻壁面清洗機(jī)是特種機(jī)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(dǎo)磁性，清洗壁面機(jī)器人多采用正壓和負(fù)壓兩種吸附結(jié)構(gòu)。其中負(fù)壓吸附又成為真空吸附，由風(fēng)扇、真空泵、空氣壓縮機(jī)等使吸盤內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，依靠壓差將機(jī)器人吸附在墻面上。真空吸附式壁面移動機(jī)器人又可分為單吸和多吸兩種結(jié)構(gòu)，單吸盤真空吸附壁面機(jī)器人可實現(xiàn)小型化，輕量化，且結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，多吸盤腳式壁面爬行機(jī)器人的吸附穩(wěn)定可靠。九十年代最新研制成功地推進(jìn)型壁面機(jī)器人，采用直升機(jī)原理，利用螺旋槳產(chǎn)生的高速氣流帶動機(jī)器人向上高速移動，螺旋槳所產(chǎn)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(xiàn)機(jī)器人的吸附功能，使機(jī)器人可以實現(xiàn)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(jī)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(jī)器人，靠安裝在樓頂?shù)谋?科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 7 頁 共 65 頁軌道及吊索系統(tǒng)使擦窗機(jī)對準(zhǔn)窗口，沿固定安裝在建筑物表面導(dǎo)槽垂直上下移動進(jìn)行自動清洗。北京航空航天大學(xué)與北京鐵路局合作研制的擦窗樣機(jī)，有八個吸盤，采用“十”字框架式結(jié)構(gòu)，上有驅(qū)動裝置，可驅(qū)動兩框架做相對運(yùn)動以實現(xiàn)壁面機(jī)器人在固定墻面上沿 X，Y 方向移動。上?？萍即髮W(xué)機(jī)器人研究所研制的雙足式爬壁機(jī)器人，與步行式兩足機(jī)器人比較，結(jié)構(gòu)較為簡單，省略膝關(guān)節(jié)，通過腳腕的傾斜和圓規(guī)腳的開閉適當(dāng)結(jié)合起來，即可翻越一定的臺階，對諸多復(fù)雜環(huán)境具有適應(yīng)性。哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)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(jī)器人。該機(jī)器人吸附方式為負(fù)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(jī)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(jī)，具有以下特點(diǎn)：實現(xiàn)了控制器的小型化，可直接安放于機(jī)器人本體上，減小了體積；1) 采用電力線載波通訊進(jìn)行遙控，減少了控制電纜數(shù)量，提高了機(jī)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(jī)構(gòu)，對清洗玻璃幕墻十分有效。該機(jī)器人采用負(fù)壓吸附、雙輪驅(qū)動、氣墊密封結(jié)構(gòu)、有線遙控與專用清洗機(jī)構(gòu)，滿足了可靠吸附，靈活移動和高效清洗的要求，設(shè)計是成功的，并在解決密封，遙控和清洗等關(guān)鍵技術(shù)上創(chuàng)新。除此之外，我們分別在圖書館，專利局，網(wǎng)絡(luò)等各種途徑還搜集到以下資料： 壁面清洗機(jī)器人及其控制系統(tǒng)劉淑良 邵浩 高波 楊宏 趙炎正 王言（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）黑龍江自動化技術(shù)及應(yīng)用 1997.3 高樓壁面清洗機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)的研究劉淑霞 趙炎正 王言（哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所） 技術(shù)縱橫 爬壁機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用劉淑霞 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 （ 論 文 ） 第 8 頁 共 65 頁機(jī)器人 1999. 2 高層建筑墻面自動清洗裝置設(shè)計人：項中貸專利號：96205687.1 高層建筑外墻清洗機(jī)設(shè)計人：蔣崇偉專利號：96228332.0 垂直壁面行走機(jī)器人系統(tǒng)研制談力士 沈林勇 陳振華 組合式高樓外墻清洗機(jī)（網(wǎng)上查詢） 硬平整表面的清洗設(shè)備（美國專利） 壁虎式自動擦窗機(jī) 高層智能化墻體清洗機(jī)設(shè)計人：馬驥專利號：95219263.2從以上調(diào)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(guī)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(shè)計時可重點(diǎn)考慮這兩種材料的墻面； 3.2 高層建筑外墻清洗機(jī)發(fā)展趨勢由于清洗工作環(huán)境及任務(wù)的特殊性，清洗爬壁機(jī)器人的總體設(shè)計要求相當(dāng)苛刻。其總的設(shè)計原則是：減輕重量，降低造價，安全可靠，能適應(yīng)多種建筑物表面，且要有足夠高的清洗效率。從清洗機(jī)的工作環(huán)境來看，其主機(jī)可能有兩個發(fā)展方向：其一：是應(yīng)與憑證瓷磚和玻璃幕墻清洗，它結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，屬小型輕量化。其二：適應(yīng)于復(fù)雜墻面，如階梯墻面，壁面多窗戶的壁面清洗，它的結(jié)構(gòu)、動作、控制都很復(fù)雜。其三：以壁面機(jī)器人為載體，配以專用的清洗機(jī)構(gòu)，可以適應(yīng)不同壁面機(jī)構(gòu)。本 科 畢 業(yè) 設(shè) 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(yè)設(shè)計任務(wù)，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(guān)于高層建筑和以往對建筑物的清洗的相關(guān)資料，其中大部分是難以人工清洗的，因此設(shè)計開發(fā)高層建筑外墻清洗機(jī)是非常必要的。4.1.1 樓面結(jié)構(gòu)考察參觀調(diào)查得到初步方案，清洗機(jī)主要由樓頂?shù)碾S動小車和清洗主機(jī)部分組成，并且采用單片機(jī)控制。樓頂?shù)?