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(jī)器人的研究具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文設(shè)計(jì)了一種基于涵道風(fēng)扇的新型玻璃幕墻清洗機(jī)器人系統(tǒng)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用場(chǎng)景,設(shè)計(jì)了清洗機(jī)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(jì)指標(biāo),通過數(shù)學(xué)計(jì)算選型、設(shè)計(jì)了各零部件,并利用solidworks建立了機(jī)器人系統(tǒng)的三維模型。針對(duì)機(jī)器人需越過窗框障礙,設(shè)計(jì)了獨(dú)立的機(jī)器人本體、提升機(jī)構(gòu)、橫移機(jī)構(gòu);針對(duì)吸盤爬壁機(jī)器人會(huì)發(fā)生吸附失效問題,設(shè)計(jì)了旋翼驅(qū)動(dòng)方式作為清洗負(fù)壓力和越障飛升力的來源;針對(duì)攜帶水箱清洗會(huì)影響作業(yè)效率,設(shè)計(jì)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(jì)了統(tǒng)一的上位機(jī)自動(dòng)控制和檢測(cè)程序,采用了zigbee無線廣播方式實(shí)現(xiàn)三套機(jī)構(gòu)的通信;設(shè)計(jì)了視覺測(cè)距、超聲測(cè)距結(jié)合慣性導(dǎo)航單元IMU信息來實(shí)現(xiàn)壁面定位的方案。針對(duì)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)帶來機(jī)器振動(dòng)會(huì)影響傳感器精度,提出了懸吊振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型,同時(shí)借助simulink工具仿真了激勵(lì)頻率、繩長(zhǎng)、升降速度對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響,據(jù)此提出了減弱振動(dòng)的方法。針對(duì)... 

【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(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jì)的清洗機(jī)器018 年來自新加坡的 Thein Than Tun 等人提出一種使用被動(dòng)負(fù)壓導(dǎo)螺桿驅(qū)動(dòng)吸附在玻璃壁面的機(jī)器人[12]，如圖 1-4 所示。其壁面框架實(shí)現(xiàn)自攀爬，它是一款完全意義上的爬壁機(jī)器人，但是這種設(shè)計(jì)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(huì)進(jìn)一步降低

圖 1-4 Thein Than Tun 等人設(shè)計(jì)的清洗機(jī)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(dòng)吐絲實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，設(shè)計(jì)了一款雙柔索驅(qū)動(dòng)的壁面清洗機(jī)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(jī)器人在壁面的位置，吸附采用單個(gè)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(huì)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(jī)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(jī)器人在壁面移動(dòng)。不過它的設(shè)計(jì)使用較大質(zhì)量的配重懸垂于機(jī)器人下方，這個(gè)配重缺乏控制，如果在空中收到氣流等干擾，可能會(huì)發(fā)生碰撞玻璃的安全事故。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]葉片丟失對(duì)齒輪渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇軸振動(dòng)影響的研究[J]. 魏靜,白培鑫,楊攀武,秦大同,張鴻.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]基于注射器吸附的玻璃幕墻清洗機(jī)器人設(shè)計(jì)[J]. 梁子躍,蔡強(qiáng),楊昊,黃燦燦.  電子器件. 2018(01)
[3]四旋翼飛行器姿態(tài)的非奇異快速終端滑�？刂芠J]. 羅連杰,佃松宜,蒲明.  電光與控制. 2018(04)
[4]地鐵及地面交通頻率對(duì)地表環(huán)境振動(dòng)的影響[J]. 張瓊,雷軍,趙永紅,肖彥君.  地球物理學(xué)進(jìn)展. 2017(06)
[5]基于滑模理論的四旋翼飛行器軌跡跟蹤控制[J]. 楊建華.  計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2017(09)
[6]家庭服務(wù)機(jī)器人定位系統(tǒng)研究[J]. 李長(zhǎng)勇,房愛青,袁亮,戴恩亮.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2017(07)
[7]船舶液壓起重機(jī)基于延遲反饋控制的吊重消擺[J]. 朱鈺.  船舶工程. 2017(01)
[8]艦船液壓起重機(jī)波浪補(bǔ)償消擺控制技術(shù)研究[J]. 蔡冬林.  艦船科學(xué)技術(shù). 2017(01)
[9]橋式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模及仿真分析[J]. 程力,何偉,施文麗,常娜.  機(jī)械制造. 2016(06)
[10]淺談四旋翼飛行器的技術(shù)發(fā)展方向[J]. 趙敏.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(16)

碩士論文
[1]起重船吊物系統(tǒng)的擺動(dòng)分析及其控制研究[D]. 芮光六.天津大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3016940