3 清洁爬壁机器人的爬壁系统设计 2

3.1 清洁爬壁机器人的驱动方式 2

3.2 清洁爬壁机器人的移动方式 2

3.3 清洁爬壁机器人的吸附方式 2

3.4 清洁爬壁机器人移动吸附方式参数的确定 2

3.5 传感器选择 2

3.6 本章小结 2

4 清洁爬壁机器人的控制系统设计 2

4.1 PLC的概述 2

4.2 控制系统设计 2

4.3 本章小结 2

结  论 2

致  谢 2

参考文献 2

1 引言

1.1 课题背景及研究意义

随着时间的推移，城市的高层建筑物越来越多。在建筑行业，因为玻璃采光好，良好的隔热防潮性能，彩色玻璃实用和美丽，建筑越来越多地使用玻璃幕墙结构的外墙，但要确保建筑看起来干净漂亮，随着时间的推移，需要清洗幕墙，美化城市外观。许多开放城市规定，应每年清理好几次高楼幕墙[1][2][3][4]。

目前高层建筑的清洁工作主要靠人工完成[5][6][7]。清洁工人系绳索或乘吊篮工作，一不小心就容易发生事故。此外，人工作业效率很低，清洁一栋建筑需要几天甚至十几天，费用很高。因此，设计制造出一种替代人工的方法清洗建筑壁面很有必要。壁面清洗机器人可以大大减少建筑物清洗成本，提高工人的工作环境，提高生产效率，也将极大地推动清洁产业的发展，带来了可观的社会效益和经济效益。因此，国内外许多研究机构正在积极开展这项研究工作。

1.4 课题的主要内容

玻璃幕墙的吸附式自动清洁装置设计实际上就是玻璃壁面清洗机器人的设计，这是一个实用性很强的项目，清洗机器人的结构设计虽然众多，真正能用于实际工作的却比较少。本课题主要从以下几个方面进行研究设计。

1.4.1 清洁爬壁机器人的爬壁系统设计

根据清洁爬壁机器人实际工作场景，采用全气动驱动方式、真空吸附的吸盘组结构，研制出能可靠运行的壁面移动结构，使系统简单、操作方便且能够满足负载、越障等功能。在相关力学分析的基础上，完成吸盘的设计选型，并合理安排吸盘的结构，选择合适的气动元件如气源装置、气缸等，绘制气路图。

1.4.2 清洁爬壁机器人的清洁系统设计

清洗作业系统由直流电机、喷嘴、滚刷等部件组成。直流电机驱动滚刷匀速旋转，能实现无级调速。

1.4.3 清洁爬壁机器人的控制系统设计

采用PLC（可编程控制器）完成对机器人移动、清洗功能的顺序控制，应使控制方便、操作简单。

1.5 本章小结

本章说明了本课题的研究背景及意义，分析了清洁爬壁机器人在国内外的研究现状，总结了一些机器人现存的问题，最后结合实际要求和实际工作情况，确定了课题的研究内容和方向。