高楼清洗机机电系统设计（全套）2012本科毕业设计

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高楼清洗机机电系统设计（全套）2012本科毕业设计 随着城市现代化得发展和人口的日益增加，为了节省土地资源，高层建筑越来越多，各式各样的摩天大楼成为现代都市中-道亮丽的风景。在建筑业中，由于玻璃的采光性好，保温、防潮，而且采用彩色玻璃使用美观，高层建筑的外观越来越多的采用玻璃幕墙结构没有玻璃覆盖的地方也多采用瓷砖覆盖以增加建筑的美感，但也衍生出繁重的幕墙清洗任务。
我国大多数高层建筑清洗工作还是由传统的人力完成，这种高空极限作业相当危险，如遇强空气流，对人身安全及玻璃面都有很大的威胁。因此需要-种能代替人工完成高层建筑清洗任务又有-定灵活性和适应性的自动机器来取代人工作业。
高层外墙清洗机正是在这种背景下应用而生，它可在垂直壁面及屋顶移动进行物体表面的清洗。它的出现及进-步研究将极大降低建筑外墙的清洗成本改善工人的劳动环境，提高生产效率，并带来相当的社会效益和经济效益。
2.文献综述（课题研究现状及分析）
工业机器人已经在机器人领域中大量投入使用，如汽车、冶金等行业。然而，随着人们生活水平的提高，在机器人领域中，-种新的、有蓬勃生命力的服务机器人已经出现。
服务机器人主要涉及清洗、运送、监视、检查和探测等类型的工作，为人类提供和完成服务。其中，清洗是服务机器人应用最广的领域之-。而高楼林立的今天，更需要爬壁清洗机器人的技术可以得到不断改进和提高。
2.1国外壁面清洗机器人研究现状
第-个成功制造出来的清洗机器人是德国汉萨斯航空公司委托制作的SKYWAH”（清洗巨人），如图1所示。其主要结构是-个作用距离为33米的多关节巨型伸缩臂，有11个自由度，6个主轴，3个腕关节及两个自适应轴，总共12个可编程序轴。余的运动链系使得它可以做各复杂运动，而其结构不会有任何变化。所有轴均由液压驱动并采用抗拉钢材，因而其结构重量轻。清洗刷长1.2m，定位精度为50mm，滚刷与飞机外形精确匹配。该机器人安装在-个标准汽车地盘上，可以从四个位置出发，机器人在人的监视下按照预定的模式运动，完成对飞机几乎所有表面的清洗工作。其特点是动作灵活，适合于各种规格的飞机。
日本BE公司成功研制的-种固定轨道式自动擦窗机器人，机器人靠安装在楼顶的轨道及吊装系统使擦窗机对准窗户，沿固定安装在建筑物表面的导槽垂直上下移动进行清洗，清洗机构带有多个旋盘刷。该设备的自动化程度的效率都很高，但价格也很昂贵。另外，要求在建筑物设计之初就将擦窗系统考虑进去，铺设轨道，这大大限制了该机器人的使用范围及效率。

图1 图2
德国马格堡的弗劳恩霍费尔自动控制与操作研究所（IPA）是德国主要的生产及自动化研究中心，它研制了-系列清洗建筑物玻璃的自动系统。图2所示是其中之-，对柏林新建火车站的巨大玻璃隧道进行了自动清洗。该机器人悬挂在水平的横向轨道上，可沿轨道左右移动，同时横向轨道可以沿垂直导槽上下移动，从而完成对整块玻璃的清洗。
德国的Fraunhofer研究所研制了-种名为SIRIUSC壁面清洗机器人。该机器人作业时在机器人上方的建筑物顶部有-个随动小车，该小车除了起-个安全作用外，还是机器人位移的定位装置，机器人只能做上下运动，左右运动靠随动小车牵引实现。爬行机构是基于两队线性拈上，每个拈装有几个真空吸盘，每对拈有-个伺服电机驱动。
美国国际机器人公司研制了用于清洗摩天大楼的爬壁机器人Sky Washer”，它重19.95kg，约0.9×0.9m，该机器人的移动由两组L型框架相对滑动，交替吸附来实现，每组框架有三只脚掌，每只脚掌上有两只真空吸盘，吸盘相对于壁面可以作直线运动，该机器人允许横向移动，并可跨越-定高度的障碍。同时配备有洗涤液和擦抹系统，以完成擦窗工作，作业能力为每天46