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高楼洗墙机


一.目的:改革开放以来,随着我国经济的高速发展,高层式建筑如雨后春笋般的拔地而起。高楼外墙的外观保养和清洁成为楼宇管理不可缺少的一部份。有需求就由市场,高楼外墙的清洁必将成为一种经济效益高,前景广阔的行业。在中国,这种行业正在逐渐兴趣。我国高墙清洁主要采取两种形式。
1. 传统的是人手清洁,用绳把人系住和定位,逐层清洁。这种方式人在半空吊来吊去的(好象攀崖运动员下山时那样),劳动强度高,效率低,因为主体是人,所以带有一定的危险性。
2. 现代的机器人清洁,现代科技的发展,机器人代替人手工作是必然的趋势,在国外和我国的一些清洁公司已经采用了机器人来进行高楼外墙的清洁工作,但是这些机器人构造复杂,操作复杂,功能繁多(有些功能是很少用到或在某些场合不会用到),造成成本高(如果是一些由人工智能的机器人就更加不用说了)和资源浪费的现象。针对这个问题,我们设计了一个操作简单,经济实用的高楼外墙清洁机器。

二.高楼外墙清洁机的结构和工作
此机构采用螺纹传动,即电机通过蜗轮蜗杆调速,带动螺杆转动,螺母移动,带动刷子横向移动。机构整体的竖直运动由顶楼进给。机器两端的绳子通过定滑轮集合在一个绕组上,从而使两绳的在竖直的进给量相等。


考虑到刷子受到的摩擦力很小 ,刷子的转动动力由小电机提供,如图所示
刷子部分采用红外线测距。当墙上的玻璃窗等与墙的竖直距离不等时,刷子不能很好的清洗玻璃等凹或凸出来的部分。所以从机器采用红外线测距, 使刷子能更好的工作,即使有突出的墙沿,也可以通过机器自己调节(线圈产生的磁场和弹簧力来调节)
刷子由一个独立的电动机带动。

为了使机器在刷子往返运动中,不会使机构左右摇摆,所以采用一些辅助机构来减少左右摇摆,如图所示,采用末端加有一个轮,此轮与墙接触。当机器向下运动时,轮与墙之间是滚动摩擦,使机器向下运动时,可以使机器与墙之间保持一定的距离,从而不会撞到墙或者玻璃,当墙左右摇晃时,这时,轮与墙之间产生滑动摩擦,对机器左右摇摆有一定的抑制作用

如果机器左端与左端定滑轮的连线与竖直方向有个角度@,如上图所示,即能产生一定的横向力,从而对左右摇摆又有一定的抑制作用。其连线与墙的夹角&,如图所示,使轮与墙有一定的压力,从而产生摩擦力。

经过以上各部分的工作,我们的高楼外墙清洁机的工作过程是:
1.装在楼顶的步进电动机带动卷桶控制钢丝绳的收放,使的刷子部分的执行机构能在高墙上纵向移动。
2.在刷子部分,通过螺纹传动,使得刷子的能在墙上横向移动,在丝杆两端装有行程开关,控制刷子部分电动机的正反转,使得刷子能来回移动。行程开关还控制楼顶的步进电动机,当刷子都完一段横向路程后,开动行程开关,使得楼顶的步进电机工作,放钢丝绳使执行机构下移一个距离。
3.当墙上的玻璃窗等与墙的竖直距离不等时,刷子不能好清洗到玻璃等凹或凸出来的部分。这时红外测距,反馈,刷子自动伸缩调节距离,使刷子跟墙接触,更好的工作。
4.还有一些辅助机构使得清洁机在墙上工作更加平稳。

注:由于时间关系,我们现在只是提供了一个初步的方案。


总结:我们的清洁机能都安全,高效的完成大多数高楼外墙的清洁任务,而且操作简单方便,造价低廉,是一适合市场需要的使用新型机构。

设计者:01级机自3班
林东阳
何超杰



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