文档介绍：word
小型(xiǎoxíng)壁面清洁机器人
高安(ɡāo ān)柱刘金程包为刚陈熠余江
机电(jīdiàn)工程学院
指导(zhǐdǎo)教师：曲建俊
一、课题研究(yánjiū)目的
清洗爬壁机器人的使用将大大改善工人的定障碍的壁面行走；
〔3〕可以灵活的前进、后退和转向；
〔4〕可以到达高效率清洁的目的。
根本参数如下
〔1〕根本尺寸：长400mm×宽410mm×高200mm；
〔2〕整体重量：6千克；
〔3〕工作壁面：玻璃壁面和墙面；
〔4〕载体方式：正、负压吸附原理相结合；
〔5〕移动方式：四轮驱动；
〔6〕移动速度：10m/min，可调速；
〔7〕控制方式：遥控；
〔8〕越障能力：可跨越15mm以下的障碍。
具体实现方案
本工程(gōngchéng)从整体(zhěngtǐ)上来说，分为五局部(júbù)，如下(rúxià)所示。
机器人本体
吸附局部
推进局部
清洁局部
控制局部
平安保护局部
正负压相结合
四轮驱动
干、湿擦结合
遥控
绳索牵引保护
图1 机器人本体(běntǐ)正视图 图2 机器人本体后视图
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各局部的实施方式与关键点如下：
〔1〕吸附局部
吸附技术是本工程的关键技术。此处采用正压吸附原理和负压吸附原理相结合的吸附方式。
正压吸附，即通过在机体外外表安装螺旋桨，通过桨叶异型曲面产生的空气动力与桨扭角向后推空气产生的反作用力共同作用，产生指向壁面的正压力，通过螺旋桨传递到电机，进而传递车体，使车轮与壁面产生摩擦力来克制重力，以到达吸附的目的。而且正压吸附能降低机器人对作业外表属性的依赖程度。
图3 螺旋桨正压吸附原理示意图 图4 螺旋桨实物
关于螺旋桨产生的正压静拉力大小可由下式计算：式中：
为静拉力，单位为克；
为螺旋桨的桨距，单位为英寸；
为螺旋桨的直径，单位为英寸；
为螺旋桨的转速，单位为千转/分钟。
表1 各型号桨静拉力计算
编号 参数
桨距P〔英寸〕
直径D〔英寸〕
转速KRP〔r/min〕
静拉力T(g)
1
6
13
8000
2
8
13
8000
3
6
14
8000
4
8
14
8000
5
8
15
8000
上面表1列举了几种不同参数的螺旋桨所产生的静拉力的数值。由此可以看出，只要选好一定参数的桨，使其到达某种转速时，即可到达所要求的静拉力。
负压吸附，即内部安装有离心风叶，高速旋转，将内腔中空气沿径向导出，使腔内外形成一定压差，在外外表上产生指向壁面的负压力，同样也使车轮与壁面产生摩擦力来克制重力，到达吸附目的。负压吸附技术是利用真空原理进展吸附的，采用离心式风机作为真空发生源，真空度通常在2kpa～15kpa之间，因此称为负压吸附。
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图5 负压吸附(xīfù)原理示意图
图6 离心(líxīn)叶片实物 图7 机器人附着(fùzhuó)模型简图
关于离心风机产生的负压力大小(dàxiǎo)可由下式计算：
式中：
为负压力(yālì)，单位为牛顿；
为