高墙清洗机开题报告

高墙清洗机开题报告
一、论文名称高楼外墙清洗机设计
二、研究论文的背景、目的和意义
随着我国经济的快速发展和人们生活水平的提高，城市建筑也迅速朝高空中发展。

高层建筑层出不穷。

众多的电子产品在高层建筑内，产生了大量静电，传存在建筑物的墙壁里，建筑物的外墙及玻璃受静电的影响吸附了大量的灰尘，天长日久，日晒，风吹，雨淋，外墙上留下了一道道污迹，不但损坏了建筑物，而且还影响了城市的美观和市容。

人们常采用的是一根绳和一块板吊人清洗的高危作业。

为弥补这一缺陷，我们设计了一种投资小，成本低，安全可靠，工作效率高的全自动高层建筑外墙清机。

外墙自动清洗机是现代高层建筑外墙清洗的专用设备，适应高层建筑的外墙自动清洗大大节省了人力，杜绝了人工工作时的危险。

并且建筑物外墙清洗业在我国已引起广泛注意和重视。

所有的高层建筑物外墙，由于长期日晒和风吹雨打，以及大气中有害的气体和油烟等污染和化学反应的侵蚀，使得建筑物外墙产生了污垢和风化，既影响了建筑物的美观和市容，又损坏了建筑物。

因此，清洗建筑物的外表，不仅美化环境，而且起到了保护建筑物的作用。

三、国内外研究的现状和发展趋势
高层建筑外墙壁面清洗机是特种机器人的一种，其必须具有两种功能：即在壁面上的吸附功能和移动功能，由于建筑物表面的非导磁性，清洗壁面机器人多采用正压和负压两种吸附结构。

其中负压吸附又成为真空吸附，由风扇、真空泵、空气压缩机等使吸盘内产生负压，依靠压差将机器人吸附在墙面上。

真空吸附式壁面移动机器人又可分为单吸和多吸两种结构，单吸盘真空吸附壁面机器人可实现小型化，轻量化，且结构简单，易于控制，多吸盘脚式壁面爬行机器人的吸附稳定可靠。

（一）国外产品研究状况
水射流技术是一种正在蓬勃发展、用途很广的高新技术。

国外一
些工业发达国家的水射流技术很发达，形成了规模化的产业，特别是在美国、德国和日本专业化的水射流设备制造厂及配套和服务公司很多，在1960年代就不惜巨款投资进行研究和开发，并已在某些领域大力普及高压水技术，取得了满意的效果。

这些国家水射流装备朝超高压、大流量、智能化、系列化发展，水射流切割、清洗、
除鳞等已普及应用，破碎、制粉、浆体输送、注水、(旋喷)注浆、水刺和喷雾消防等不断得到推广，水射流技术和其核心设备往复柱塞泵及其附件的新应用还在继续开发和拓展，水射流技术和设备不断得到升级。

九十年代最新研制成功地推进型壁面机器人，采用直升机原理，利用螺旋桨产生的高速气流带动机器人向上高速移动，螺旋桨所产生的推力与壁面大约成20度角，始终有指向壁面的推力从而实现机器人的吸附功能，使机器人可以实现紧贴壁面移动，有一定的越障能力。

日本BE公司研制成功的一种固定轨道式全自动擦窗机器人，靠安装在楼顶的轨道及吊索系统使擦窗机对准窗口，沿固定安装在建筑物表面导槽垂直上下移动进行自动清洗。

（二）国内产品研究状况
北京航空航天大学与北京铁路局合作研制的擦窗样机，有八个吸盘，采用“十”字框架式结构，上有驱动装置，可驱动两框架做相对运动以实现壁面机器人在固定墙面上沿X，Y方向移动。

上海科技大学机器人研究所研制的双足式爬壁机器人，与步行式两足机器人比较，结构较为简单，省略膝关节，通过脚腕的倾斜和圆规脚的开闭适当结合起来，即可翻越一定的台阶，对诸多复杂环境具有适应性。

哈尔滨工业大学机器人研究所研制成功的清洗高层建筑瓷砖壁面或玻璃幕墙的壁面清洗爬壁机器人。

该机器人吸附方式为负压吸附，移动方式为轮式，移动速度为1-8米/分。

采用有线遥控，计算机控制。

曾向深圳、香港试销二台，反映较好。

最新研制成功的Ⅱ型样机，具有以下特点：
实现了控制器的小型化，可直接安放于机器人本体上，减小了体
积；
1)采用电力线载波通讯进行遥控，减少了控制电缆数量，提高了机器人的爬高
能力；
2)采用喷雾、刷洗与多层橡胶板刷洗工序的综合清洗机构，对清洗玻璃幕墙十
分有效。

该机器人采用负压吸附、双轮驱动、气垫密封结构、有线遥控与专用清洗机构，满足了可靠吸附，灵活移动和高效清洗的要求，设计是成功的，并在解决密封，遥控和清洗等关键技术上创新。

四、主要研究内容和要求达到的深度
全文共6章，主要由绪论、正文、结论三部分组成。

第一章、绪论。

具体介绍本选题的背景及研究意义、国内外相关文献的综述、本文的研究思路和方法以及本文的创新点与不足之处。

第二章、高楼地面清洗机的工作原理。

介绍自动清洗机中所应用的工作原理和关键技术，从专业的领域分析机器设计中运用的概念和原理。

第三章、高楼外墙清洗机的机械机构部分设计。

从机械的角度设计机构组成。

包括刷洗部分，链传动的设计，齿轮齿条的传动设计及齿轮轴及其装备的轴承设计校核计算。

第四章、控制电路的设计。

详细说明清洗机的控制电路和操作方式。

第五章、设备的使用与维护。

说明清洗机的使用方法，注意事项和日常维护与维修。

第六章、总结和展望。

在上述章节的基础上，总结高楼外墙清洗机的设计的经验和想法，以及对高楼外墙清洗机的发展前景。

五、研究工作的主要阶段、进度和完成时间
第一阶段（2015年3月—4月）查阅文献、拟定论文题目
第二阶段（2015年4月—5月）完成论文前三章的写作，搜集相关数据，完成论文第四章和第五章写作
第三阶段（2015年5月—6月）完成论文第六章的写作
六、拟采用的研究方法、手段等及采取的措施
1，文献资料法。

本文文献检索的范围主要包括一下四个方面：一是高楼外墙的相关理论；二是国外学术界有关高楼外墙清洗机研究成果；三是当前国内学术界有关发展高楼外墙方面的相关著作和论文；四是设计计算所需的相关书籍。

2，比较研究法。

通过比较国内外高楼外墙清洗机产品的开发程度，正视自身研究的高度，从而激发国内研究的热情。

3，调查法。

通过调查了解各个国家的产品研发和市场需求确定开发的研究方向，尽量满足市场的需求。

七、可能遇见的困难、问题及拟采取的解决办法、措施
1.可能遇见的困难及问题：由前面的设计高楼外墙清洗机的工作内容要求，在要求体积下如何设计和布置好刷洗机构，行走机构，吸干机构为本次设计的重点。

机器的关键部分刷洗和传动的设计也是本设计的难点。

2.解决办法及措施：
（1）采用适当的办法弥补数据缺失的不足
（2）自学相关理论知识
（3）积极主动与导师交流
（4）与同学交流学习
八、大纲
第一章绪论
1、课题设计的背景和题目要求
2、国内外相关产品研究
3、课题设计的目的和意义
4、设计的重点和难点
第二章高楼外墙清洗机的工作原理
1、工作原理
2、主要参数
3、工作原理图
第三章高楼外墙清洗机的机械机构部分设计
1、功能设计要求
2、刷洗部分设计
3、链传动设计
4、齿轮传动设计
5、齿轮轴及其装备的轴承设计校核计算。

第四章控制电路设计
第五章设备的使用与维护。

1、清洗机的使用方法
2、注意事项
3、日常维护与维修。

第六章总结与展望
1、总结
2、发展趋势
参考文献。