A三维总装图
爬墙机器人总体结构及清洗装置、控制系统硬件设计
摘要:爬壁清洗机器人是一种能够在垂直壁面上进行清洗作业的移动式服务机器人。它属于极限作业机器人的一种，可以将人从危险的工作中解脱出来，因而在建筑清洗行业有着广泛的用途和很高的使用价值。研究高效、简洁的高楼壁面清洗机器人正是本课题的要求。
使用爬壁清洗机器人进行高层建筑幕墙自动清洗，其实现的关键是机器人的移动方式、吸附方式以及清洗技术。本文研究的目的是设计一种面向高层幕墙的可靠、高效、省时、安全的清洗作业系统。因此，如何合理实现爬壁清洗机器人的三大技术是本设计的关键。
本文通过对国内外爬壁清洗机器人现状进行了系统的分析与比较，l主要论述了爬壁清洗机器人的行走方式、吸附方式、清洗装置、控制系统。首先介绍了国内外爬壁机器人研究现状，阐明本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍了本爬壁清洗机器人总体结构，同样也要求设计出合理高效的清洗装置，并在此基础上着重阐述了爬壁清洗机器人控制系统主要问题及其解决方法，机器人的控制系统主要必须完成对机器人行走、吸附、清洗等的控制，必须具有操作简单、可靠、高效、方便等特点。
关键词:爬壁机器人清洗移动吸附机器人控制
The Designing of the Overall Structure,Cleaning Device and Control System of the Climbing Robot
Abstract：A climbing robot that provides cleaning service on the glasswall of high-rise buildings is a moving service robotwhich can do the cleaning job on theverticalwalls.It is one of the limit operations that can relieve human beings from hazardous jobs,thus it has awide range of applications and highvalue in the cleaning construction industry.Researching efficient,simplewall cleaning robot is the request of the subject.
The use ofwall-climbing robot for cleaning high-rise buildingwalls automatic cleansing,its realization is the keyto thewayof move,adsorption and cleaning technology.The purpose of this paper is to design a cleaning systemwhich is reliable,efficient,time-saving and safe.Therefore,howto reasonablyachieve the three technologies of thewall-climbing cleaning robots is the keyto the design.
Bythe analysis and comparison to internal and externalwall-climbing cleaning robot,the paper mainlydiscusses thewayof move,adsorption,cleaning equipment,and control system.In the first place,it introduced the research status of the domestic and abroadwall-climbing cleaning robot and pointed out the purpose and significance of this paper.Then it informed us further of the overall structure of the cleaning of thewall-climbing robots,requesting to design a rational and efficient cleaning device aswell.Based on it,it explained the main problems and solutions of thewall-climbing cleaning robot control system.The control system of the robot must be completed for the move of robot,adsorption,cleansing control,and simple,reliable,efficient and convenient features.
Keywords: climbing robot cleaning move adsorption robot control
目录
1绪论
1.1爬壁机器人概述(1)
1.2壁面清洗发展阶段(2)
1.3国内爬壁清洗机器人的发展状况(3)
1.3.1单吸盘真空吸附式爬壁机器人发展状况(3)
1.3.2多吸盘真空吸附式爬壁机器人发展状况(4)
1.3.3磁吸附爬壁机器人发展状况(5)
1.3.3其它类型爬壁机器人发展状况(6)
1.4爬壁清洗机器人研究的技术难点(6)
1.5爬壁清洗机器人的应用前景(7)
1.6爬墙清洗机器人研究内容及目标(7)
1.6.1研究内容(7)
1.6.2目标(7)
2爬壁清洗机器人系统方案设计
2.1技术性能指标(9)
2.2爬壁机器人的总体方案设计(9)
2.2.1爬壁清洗机器人的移动方式(9)
2.2.2爬壁清洗机器人吸附方式(10)
2.2.3爬壁清洗机器人清洗装置(11)
2.2.4爬壁清洗机器人控制方案(12)
2.2.5爬壁清洗机器人驱动方案(12)
2.4小结(14)
3爬壁清洗机器人本体设计
3.1清洗机器人本体结构(16)
3.2机器人气动元器件选择(17)
3.2.1 X、Y驱动气缸(18)
3.2.2短行程气缸(18)
3.2.3真空发生器(18)
3.2.4真空吸盘(20)
3.2.5 CPE电磁阀(20)
3.2.6单向节流阀(21)
3.4安装台面设计(21)
3.4安装台面上元器件安装(22)
4清洗装置设计
4.1墙面污垢形成原因(24)
4.2清洗装置整体设计(25)
4.2.1清洗剂的选择(25)
4.2.2喷淋系统的设计(25)
4.2.3清洗刷的设计(26)
4.3爬壁清洗机器人的清洗过程(27)
5机器人控制系统硬件设计
5.1爬壁清洗机器人控制系统概述(31)
5.2 PLC特点(31)
5.3机器人控制系统硬件设计(32)
5.3.1 PLC选型(33)
5.3.2控制系统主要任务(34)
5.3.3 PLC输入/输出端子接线(36)
5.4机器人控制系统程序实现(36)
5.4.1 PLC软件系统程序结构(36)
5.4.2 PLC接口信号定义(37)
5.4.3初始化程序(38)
5.4.4四个基本动作程序实现(38)
5.5小结(42)
6结论与展望
结论与展望(43)
参考文献(45)
致谢(46)
附录A梯形图(47)
附录B PLC输入/输出端子接线图…………………………………(55)
附录C气动系统中执行元件与控制信号(56)
A0-爬壁清洗机器人装配图
A3-气件安装板
A3-清洗刷连接件零件图
A3-清洗刷刷体零件图
A3-清洗刷装配图
1字数
2摘要
3设计所包含文件
4目录
