目前城市高層建筑越來越多,大多采用美觀的玻璃幕墻結(jié)構(gòu),因此玻璃壁面的清洗工作十分繁重,但目前壁面清洗作業(yè)仍廣泛使用人工,因此玻璃幕墻清洗機器人的研究具有較大的經(jīng)濟價值。本文設(shè)計了一種基于涵道風(fēng)扇的新型玻璃幕墻清洗機器人系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計要求和應(yīng)用場景,設(shè)計了清洗機器人系統(tǒng)的總體方案,明確了各模塊的功能,提出了設(shè)計指標(biāo),通過數(shù)學(xué)計算選型、設(shè)計了各零部件,并利用solidworks建立了機器人系統(tǒng)的三維模型。針對機器人需越過窗框障礙,設(shè)計了獨立的機器人本體、提升機構(gòu)、橫移機構(gòu);針對吸盤爬壁機器人會發(fā)生吸附失效問題,設(shè)計了旋翼驅(qū)動方式作為清洗負(fù)壓力和越障飛升力的來源;針對攜帶水箱清洗會影響作業(yè)效率,設(shè)計了無水清潔策略,利用了仿人工清潔盤和灰塵真空富集裝置完成清洗作業(yè);設(shè)計了統(tǒng)一的上位機自動控制和檢測程序,采用了zigbee無線廣播方式實現(xiàn)三套機構(gòu)的通信;設(shè)計了視覺測距、超聲測距結(jié)合慣性導(dǎo)航單元IMU信息來實現(xiàn)壁面定位的方案。針對風(fēng)扇轉(zhuǎn)動帶來機器振動會影響傳感器精度,提出了懸吊振動動力學(xué)模型,同時借助simulink工具仿真了激勵頻率、繩長、升降速度對振動響應(yīng)的影響,據(jù)此提出了減弱振動的方法。針對... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

目前玻璃幕墻主要清洗方式

圖 1-2 Ninja robot[10]圖 1-3 錢志淵等人設(shè)計的清洗機器018 年來自新加坡的 Thein Than Tun 等人提出一種使用被動負(fù)壓導(dǎo)螺桿驅(qū)動吸附在玻璃壁面的機器人[12]，如圖 1-4 所示。其壁面框架實現(xiàn)自攀爬，它是一款完全意義上的爬壁機器人，但是這種設(shè)計使得它不能抬起吸盤離開壁面過高的距離，就難以越過各種礙，不適于玻璃壁面清洗工作。此外作者為了解決吸盤吸力不夠在后續(xù)研究中決定降低螺桿行程，這樣的方法顯然會進一步降低

圖 1-4 Thein Than Tun 等人設(shè)計的清洗機器人[12]2014 年哈爾濱理工大學(xué)張永德和浙江大學(xué)姜金剛等人模仿蜘蛛在空中拉動吐絲實現(xiàn)移動，設(shè)計了一款雙柔索驅(qū)動的壁面清洗機器人[13]，如圖 1-5 所示，通過調(diào)節(jié)兩根繩索收放速率來調(diào)節(jié)清洗機器人在壁面的位置，吸附采用單個風(fēng)扇提供負(fù)壓。風(fēng)扇能夠方便的調(diào)節(jié)負(fù)壓力的大小，并且穩(wěn)定可靠，不會出現(xiàn)吸附力失效的情況。繩索提升屬于一種外服輔助攀爬設(shè)備，也使得機器人并不具有自攀爬能力，但是卻比較適合于玻璃幕墻的清洗工作環(huán)境，它能夠靈活控制收放速度以控制機器人在壁面移動。不過它的設(shè)計使用較大質(zhì)量的配重懸垂于機器人下方，這個配重缺乏控制，如果在空中收到氣流等干擾，可能會發(fā)生碰撞玻璃的安全事故。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]起重船吊物系統(tǒng)的擺動分析及其控制研究[D]. 芮光六.天津大學(xué) 2004



本文編號：3016940