擦玻璃清洗機真空吸附機器手機器腳中間體
近年來，隨著國內經濟的發展，城市高層建築成倍的增長，由於高層外壁的玻璃隨著時間的延長，外壁玻璃上增加了許多的粉塵和其他汙物。至今，有95%城市高樓玻璃外壁採用的是人工清洗完成，它不僅投入大，效率低，費工時時，而且極其危險，因此我們小組決定設計一種能攜帶清洗裝置或其他功能在高樓玻璃外壁移動的機器。代替人進行高空作業，使人脫離人生安全的危險自動化的機器。
我們採用了吸盤和履帶合作的技術。它具有結構簡單，穩定可靠，操作方便，成本低，便於大量生產等特點。對於以上特點，該機器可應用大量高樓玻璃的清洗工作，也可以再一層樓上用多個機器，這樣可以大大的改善工作效率提高，具有一定的使用價值，可減少人工清洗的危險度，也大大地解放社會生產力，所以有一定的開發前景和經濟市場。
擦玻璃清洗機的結構部分分二大類; 一機器本體; 二控制系統;
機器本體又分二大類; 一機器支架, 二運動動力系統。機器支架分為；擦玻璃機器手，中間體，機器腳。
對於整個擦玻璃清洗機,經過我們小組對幾種擦玻璃機器手的對比加分析後，得出最優的方案,所以我們小組採用曹天真發明一種擦玻璃機械手，其特徵在於它是由轉盤擦頭、手桿、軸承及雙拉線所構成；所說的轉盤擦頭是一帶乙個直角的硬板及與之固定的擦拭軟布構成，該轉盤擦頭的硬板麵中心位置有一連線座，連線座處裝有軸承，所說的手桿與軸承中的軸心相連線，手桿下端裝有呈平行板狀的拉線支架，二拉線的各一端裝在拉線支架上呈可拉動狀，另一端分別固定連線於轉盤擦頭的直角下兩端，轉盤擦頭依軸承、手桿及二拉線呈180°可旋轉狀。
我們選擇小組選擇這種擦玻璃機器手的理由是: 1.構造簡單，使用方便、安全，可解決擦玻璃的各種情況；2.成本低。
在機器手的清洗端，我們採用市面上最新的去汙方法，就是採用非接觸式去汙技術，採用這種技術的優點是，既無壓力，又不加清洗劑，體現了簡潔，環保的設計理念。
中間體主要是控制系統和無線攝像頭。
為了設計成本的考慮，我們小組採用了玩具賽車的控制系統，原理是用遙控板對擦玻璃機械人遙控控制。所以我們小組用玩具賽車上的star es598pci單板開發機和介面晶元設計乙個擦玻璃清洗劑控制器，能實現速度可調，並能實現左轉右轉，轉向的同時要有指示燈。上面我們小組採用無線電控制系統，這樣就可以使擦玻璃清潔機和地面人員操作分離了。
為了讓擦玻璃清洗機在高樓的外壁玻璃上準確無誤的擦玻璃，所以我們小組採用了無線攝像頭實時監控技術，是在地面人員可以實時觀察擦玻璃清洗機高空作業的情況。
從成本和個方面的考慮，我們採用了普通的攝像頭，它不但**相對較低，而且可以達到操作的要求。
機器腳主要是動力系統，吸盤和履帶，則擦玻璃清洗機行走方式是吸盤和履帶並用方式。
動力系統的動力我們採用玩具車上的有刷電機。有刷電機有成本低和動力的功率足以能讓機器在玻璃上自由的移動。如下是動力系統結構圖
有刷電機的結構如下：它的定子上安裝有固定的主磁極和電刷，轉子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組，產生電樞電流，電樞電流產生的磁場與主磁場相互作用產生電磁轉矩，使電機旋轉帶動負載。
有刷直流電機的工作原理圖如圖。在有刷直流電機的固定部分有磁鐵，這裡稱作主磁極;固定部分還有電刷。轉動部分有環形鐵芯和繞在環形鐵芯上的繞組。
圖2-1所示的兩極有刷直流電機的固定部分(定子)上裝設了一對直流勵磁的靜止的主磁極n和s，在旋轉部分(轉子)上裝設電樞鐵芯。定子與轉子之間有一氣隙。在電樞鐵芯上放置了由a和x兩根導體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。
換向片之間互相絕緣，由換向片構成的整體稱為換向器。換向器固定在轉軸上，換向片與轉軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷b1和b2，當電樞旋轉時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。
吸盤的作用使擦玻璃清洗機貼住在高樓的玻璃上不能掉下來。經過我們小組多天的收集相關的資料，從真空吸附型，緊握吸附型，貼上吸附型，靜電吸附型以及磁力吸附型。經過各方面因素的考慮，所以我們採用了真空吸附型。
這種吸附型：它是一種較為輕便，具有易於控制的吸附型別。主要依靠真空負壓原理，使得吸盤吸盤吸附在壁上。對於這種吸盤的大小和吸力的函式關係。如下
這種吸附存在一定的缺陷，就是在不平整的牆面上的吸附能力急劇下降，所以我們設計的機器在適應範圍被限制在表面粗糙較小，表面相對平整的壁面上。在至今為止，採用這種吸附型別的有品貝大學的dexter機械人和香船大學的wallwalker機械人。
履帶的作用使擦玻璃清洗機能在玻璃向前向後移動以及自由的轉動。對於擦玻璃清洗機行走方式這個難題，我們小組進行了討論之後，從坦克的移動方式得到了啟示，大家一致認為用坦克的履帶式，因為想增大清洗機與玻璃的摩擦力增大，由摩擦力公式得：f摩=k*f，有二種方式。
增加接觸面積，和用摩擦係數大的物質。由於坦克的履帶是接觸面積最大，使之擦玻璃清洗機在高樓玻璃外壁上不容易打滑。在履帶表面加一種特殊的摩擦物質——聚四氟乙稀。
這種物質有較好的摩擦係數。在（一）溫度效能：聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料的高溫穩定性來自於極強的碳-氟原子鍵，並且由此確定了聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料成為一種非常有用的抗高溫聚合物。
因而聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料在超過幾乎所有其它熱塑料和合成橡膠的高溫極限下仍保持其性質不變。同時，與其它聚合物相比，在抗純壓力和高溫時，聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料的熔融粘度也非常高。因為聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料具有極高的抗熱裂變極限和很高的熔點和自燃點，聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料能耐高溫和火焰。
在正常的工作溫度範圍內，聚四氟乙烯（ptfe）額定溫度上限是260℃，在此情況下，它不熱裂變。在觀察260-360℃範圍內，重量損失相當小，並且損失是由於在聚合中吸收少量氣體和水分。只有在溫度超過400℃情況下，聚四氟乙烯（ptfe）樹脂材料的熱裂變才變得明顯。
（二）化學穩定性，（三）電學效能，（四）安全可靠性。從這方面的考慮，我們小組決定用這種物質相對較好。
遙控板——擦玻璃清洗機——操作行動
1吸盤和履帶技術 2無線控制技術 3無線攝像頭實時監控技術 4 非接觸式去汙技術
我們小組對這個擦玻璃清洗機設計的思路，對於高樓外壁玻璃的清洗工作，我們借用了賽車的star es598pci單板開發機和介面晶元設計乙個擦玻璃清洗劑控制器，實現了通過地面手持人機互動裝置無線控制高空擦玻璃器擦洗玻璃的一些功能，如：控制終端和主機能進行良好互動，主機可根據指令而做相應工作；控制裝置可以根據主機應答對本次操作結果進行提示；主機可沿著玻璃面實現上移、下移執行；主機有一定的跨越障礙物功能，且其上裝有無線攝像頭為地面操作者提供操作資訊；主機具備了一定的擦洗能力。該系統解決了人工高空清洗玻璃存在的投入大、危險性高、難度高等問題。
不足點是我們小組採用吸盤和履帶協同技術，使擦玻璃清洗機在玻璃上的運動速度較慢的問題。
從研究的成果上，我們小組主要是從人文觀點和經濟角度的方面去考慮。從人文觀點看：由於城市高層建築成倍的增長，由於高層外壁的玻璃隨著時間的延長，外壁玻璃上增加了許多的粉塵和其他汙物。
現在清洗工作大多數都是人工清洗，這樣使工作人員生命受到極度的危險，所以如果用擦玻璃清洗機就可以代替人做清洗工作。其次，從經濟角度來看：人工清洗，它不僅投入大，效率低，費工時；如果用機器來清洗，一層樓上用多個機器，這樣可以大大的改善工作效率提高，也大大地解放社會生產力，所以有一定的開發前景和經濟市場。
我們組的成員有嚴靜靜白大蓋萬廣旭任慧童李巨集剛
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