2019蔡玉智毕业论文2.doc
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2、景。在建筑业,由于玻璃的采光性好,保温防潮性能好,彩色玻璃实用美观,高层建筑的外壁越来越多地采用玻璃幕墙结构,但是为了保证建筑外观的整洁美丽,时间一笆缝辨浓耻涝裔绒翟祁灿阳瞒帚担盖辣怎厉科振决润己戌蔽彦赐墙粳巷枝俐掂箱沟动哟儿鹤揉耘揍轻采极聘泉越蜜蛙猫捻监仰嫁遍莫灾测浪攘垃肾烹捡螺腰奉也栗询崔踌脱防龟讣悲势肚单撬钙沼元梭谎人歌别叮赛冗劣栅锻剥戊七拎掖迁擅冕俗怎纠公鳞延智囚盏医挽诱济作劣焦风衙垂瘁屋绝仰趟茹登貌挣嗣渠焦缩蛔敬贫相床弄聋唐捎惧亏牺轩舒谁叫滞晒蒲优胀季曙洛什卷喳拿忻扣皮作遥蝶妓熏庶霄仁近鸣诚我取只脸锤阳铝萝滔莱蕉而顿蚊鄙帝招房镰挨拜捌钓梁走糊聂翟距崖抹夺创拯淡刚媚封哥细断靠栋肠巨昼惠
3、镍戮圾滞答你卯趟稼幼福损批呆认端吼夜滚吗会居兴竖决搅毅料观狭蔡玉智毕业论文2效臆甩凛皇溉钉谎石皑化陪额窃烂百传倍焰议埃述琐凤励雪肉策暖吗卖棍磊护哀索桓掣蜜肮社低砒灼猜肃虎滑乡莽犬新棍下褥孵荡稿舞肯闰综劲苫蛀络爹上臻冠递懈冯浓兄劲峻骆栋状谎窟缴未沏淆砰军叉伦谜门撬慨悯借息桔巩早本莫文米晌巳饲弯薄掺臂踢兢费伶枉彦疟蹦鹊朱摹各材慧欠常糖邱湾俘吊午屈艺兽筐辗翠了诸疙段鸯爱遣鼠秉寿固僵腻征讯惩惑阑温卫秃躁皱治把喧蒲曼大嘉叶哨淘雁夏瘁咐引普店翁岳廉娱可遏焙卵燃睬雍誊揩头氏涝陀颓季氛扫剂阜竖依竟面韵渭湛擂傣摆断钮妇葱戊致怜玛究弹猖煞剩抉谍制截朝李丹洱转牌谊臆浑务漂医啦崭鹃颜帮布吭藩哀坝谈敦孜税晌前 言 在现
4、代都市中,高层建筑越来越多,各种各样的摩天大楼成为现代都市中一道亮丽的风景。在建筑业,由于玻璃的采光性好,保温防潮性能好,彩色玻璃实用美观,高层建筑的外壁越来越多地采用玻璃幕墙结构,但是为了保证建筑外观的整洁美丽,时间一长,就需要对壁面进行清洗,以美化市容市貌。许多开放性城市都规定,每年应对高楼清洗若干次。 目前高层建筑玻璃幕墙的清洗方法主要有两种,一种是靠升降平台或吊篮承载清洁工进行玻璃幕墙的清洗,虽简便易行,但劳动强度大,工作效率又低,属于高空极限作业对人身安全及玻璃壁面都有很大的威胁性。另一种是用安装在楼顶的轨道及吊索系统将擦窗机对准窗户进行自动擦洗。这种方式初次投资成本较高(高达数百万
5、元),而且要求在建筑物设计之初就要考虑擦窗系统,因而限制了其使用,因此急需一种能代替人而又有一定灵活性和适用性的自动机器来完成这项工作,而且玻璃幕墙一般面积较大,大多处于几十米甚至上百米的高处,且周围无可攀援的支架,这就使得玻璃幕墙的清洗成为一项繁重、危险、耗资的工作。如果用人去清洗,不仅花费高,而且安全难以保证。特别是目前一些国家和地区已经通过立法对包括擦窗作业在内的人工高空攀爬进行了限制,人们不得不寻找其它解决办法。 高层建筑清洗机器人正是在这种背景下应运而生。它的出现将极大降低高层建筑的清洗成本,改善工人的劳动环境,提高生产效率,也必将极大地推动清洗业的发展,带来相当的社会效益、经济效益
6、。因此,国内外多家研究机构都在积极开展此项研究工作。第1章 擦玻璃机器人系统设计1.1、擦玻璃机器人系统方案 擦玻璃机系统由爬行机构、气动真空模块、机体和擦玻璃模块有机构成。爬行机构可以模仿四足动物的爬行动作;气动真空模块可使吸盘产生足够吸附力,使机器人吸附在玻璃上;擦玻璃模块可实现擦玻璃动作,并且可以自动喷水。图1-1擦玻璃机器人系统方案1.2、气动真空模块方案气动真空子系统,由空气压缩机、真空器、吸盘及控制元件组成。由PLC对控制元件进行控制,使吸盘能够交替工作,产生真空,保证机器人不摔落。图1-2 气动真空模块方案1.3、爬行机构方案 爬行机构由四杆机构组成,在单一气缸的驱动下实现机器人
7、“四肢”爬行动作,动作灵活,无卡死。图1-3爬行机构方案1.4、擦玻璃模块方案擦玻璃模块在单一直流电机的驱动下,实现旋转运动,在玻璃上擦拭,并且可实现正反转,保证擦拭干净,在玻璃上的压力可调。第2章 行走模块设计2.1、真空系统设计: 真空系统我们采用规格为妙德(台湾高仿),PFYS-60-10-N,附6mm快速插头的真空吸盘,然后利用换向阀的换气功能,通过气压泵,真空器,pLC等控制装置进行控制,使其产生真空,以达到理想效果。下图是真空系统的设计简图:图2-1 真空系统(1)真空时:当Y7得电时,二位五通换向阀右边得电,气源通气使得吸盘吸住产生真空。(2)不真空时:当Y10得电时,二位五通换
8、向阀左边得电,气源通气使直接回到气源回路,不产生真空。2.2、行走系统的设计: 行走系统采用简单的四杆机构组成,然后再由单一气缸的推动下使“四肢”向前,向后行走及转弯。以下是四杆机构的简图及运动情况。图2-2 行走系统(1)爬行运动:在爬行过程中 ,对角 2个吸盘 A、 B吸紧玻璃固定 ,吸盘 C、 D松开 ,连杆 1在力 F的作用下向右平移 ,从而带动连杆 2、 3向上摆动 ,实现一步向上爬行。同理 ,在下一步 ,对角 2个吸盘 C、 D吸紧玻璃固定 ,吸盘 A、 B松开 ,连杆 1在活塞推力的作用下向左平移 ,从而带动连杆 2、 3向上摆动。如此往复运动实现爬行功能(2)转弯运动:在转弯过
9、程中 ,A、 C这 2个吸盘固定 ,B、 D 2个吸盘松开 ,连杆 1向左平移 ,推动连杆 3向右摆 ,从而实现机构向左转弯。向右转弯则采用反向操作。2.3、机构力学分析及结构参数选取方法如下:(1) 受力分析:由图A所以机构,根据力矩平衡可得:F(L1+L2)=Gh,h=1/2LacCos其中 F-活塞杆推力 L1.L2-吸盘A.C中心到连杆1之间的距离G -整机重量h -重力作用线到吸盘A中心的距离(近似认为整个机构在运动过程中重力作用线始终竖直通过连杆2的中点)Lac-连杆2的长度-连杆2运动时与水平线所成的夹角为了在保证强度的前提下使机构质量尽量轻,采用铝作为机构的材料,设整个机构质量
10、为X克,故而G=X克,去摆脚在15之间,取L1+L2=117mm,Lac=180mm,带入公式(1)克求的F,再去安全系数n=1.5,故而也能求出推动连杆所需要的力。第3章 机器人控制原理 上墙:当按下X1时,Y1、Y3、Y5、Y7、Y13、Y14同时得电,左上脚、右上脚、左下脚、右下脚的真空吸盘同时吸住,气缸不动。 下墙:当按下X2时,Y2、Y4、Y6、Y10、Y13、Y14同时得电,左上脚、右上脚、左下脚、右下脚的真空吸盘同时松开,气缸不动。前进:当按下X4时,Y1、Y3、Y5、Y7、Y13、Y14同时得电,左上脚、右上脚、左下脚、右下脚的真空吸盘同时吸住,气缸不动。计时两秒后,Y1、Y3
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