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摘　要

本文在简单介绍玻璃清洁机器人的国内外研究现状的基础上，基软件CAD对四轮式风压吸附玻璃清洁机器人的本体机构进行了设计，对一些关键部分进行了设计计算及校核计算，重点是爬壁机器人的移动结构、吸附结构和驱动系统的设计计算。采用四轮式小车形状结构，结构简单；采用风压吸附方式，利用螺旋桨对空气的压缩所产生的压力将机器人压在物体玻璃，避免了清晰机器人对壁面的局限，降低了控制难度；擦洗机主要由伺服悬吊系统、擦洗主机和由计算机控制系统组成；采用无人化擦洗，自动擦洗，自动供水，自动供擦洗液，单片机系统控制，操作人员只需通过键盘即可操纵擦洗机工作，而且在擦洗过程中，擦洗机能够自动进行边缘识别，可根据建筑楼层的具体情况选择为纵洗或横洗；采用后轮驱动，一个电机驱动两个后轮，后轮带动前轮完成机器人的行走，使用直齿圆柱齿轮传动装置作为减速器；采用楼顶供电；机器人可以在水平面或者垂直玻璃直线行走。本机的擦洗效率较高，擦洗效果良好。

关键词：玻璃清洁机器人；风压吸附；齿轮机构；刷洗；

ABSTRACT

This paper introduces the research status of glass cleaning robot, based on the CAD-based software for the four-wheel pressure adsorption glass cleaning robot body mechanism is designed, some of the key parts of the design calculations and checking calculation, the focus It is designed to move the structure, adsorption structure and drive system climbing robot calculations. Four-wheel-type car-shaped structure, the structure is simple; using adsorption pressure, the pressure of a propeller of air compression generated by the robot pressed glass objects, avoiding the limitations of the robot clear the wall, reducing the difficulty of control; scrubber mainly by the servo suspension system, scrub and host computer control system; the use of unmanned scrub, scrub automatic, automatic water supply, automatic solution for scrubbing, single-chip system control, the operator simply by manipulating the keyboard to work scrubbing machine, and in the process of scrubbing, scrubbing machines capable of automatic edge detection can be selected for the vertical or horizontal wash wash according to the specific circumstances of the building floor; rear-wheel drive, a motor driving the rear wheels, rear wheel drive complete robot walking, using a spur gear transmission as the reducer; using powered roof; the robot can walk in a straight line horizontal or vertical glass. High efficiency of the scrubbing machine, scrubbing to good effect.

Keywords: Glass cleaning robot; adsorption pressure; gear mechanism; brushing;

1.3 清洁机械的国内外发展状况及发展趋势

第1章绪论

1.1 前言

环保是世界发展的主题，是每个城市关注的焦点，也是每个人的责任。近年来环保设备更是相继而出，玻璃清洁机器人就是其中重要的环卫设备之一。玻璃清洁机器人是一种集清洁、垃圾回收和运输为一体的新型清洁设备。近年来，利用玻璃清洁机器人进行养护已经成为一种潮流，在未来它将成为城市中一道亮丽的风景线。

从20世纪60年代我国研制生产清洁机械并投放市场使用的主要是以大型玻璃清洁机器人为主，造价高、费用大、维修困难等原因普遍使用有一定难度，且其造型对城市的美化和宣传环保的作用并没有完全表现出来，也没有突出造型设计的人性化。而中小型玻璃清洁机器人的研制开发则刚刚起步，相对于发达国家，我国玻璃清洁机器人在销售规模、技术水平、清洁效果等方面都存在一定的差距。随着公共环境卫生、工厂清洁机械市场的迅猛发展，2005年之后，国内清洁机开始呈现快速发展的态势。但与国外相比，国内还停留在市场的初级发展阶段。

目前，许多国家研制的小型清洁机器人应时而生。日本、美国、欧洲各大厂商竞相开发，有些产品甚至很超前很微型。例如，有一种具有高效吸尘除灰功能的清洁机器人，可遥控也可自主运作，能转向，躲避障碍物，有很高的实用价值，构造上也很灵巧简单美观，可对家居、厂矿企业等进行清洁，帮助人们从繁杂的劳动中解放出来。在这方面，国内的研发步伐较慢。我国已逐步进入现代化社会，靠人力扫把、铁锹、小车等陈旧、落后的清洁方式及设备，已不能满足社会进步的需要。特别是现代化的工厂不断建成，机关、小区、医院、学校和公共场的清洁工作也越来越繁重，靠大型玻璃清洁机器人不能解决问题，严重干扰了人们的生活。因此急需开发一种成本低、节约人力物力、清洁效果良好的适应院落、小区、小巷、仓库、走廊等小区域场所的小型清洁设备。

由于人们对环境污染问题越来越重视，燃油车在很大程度上受到限制。政府大力提倡绿色能源设备。近日国家出台燃油含税的政策，给电动清洁车带来福音。小型清洁设备因其实用性强、垃圾清洁率高、污染小、成本底、结构紧凑、操作简单、维修方便等特点具有广泛的市场前景和实用价值。为了解决人力清洁耗力大、效率低、危险性高、维修困难及汽车清洁费用高等问题而提出了本实用玻璃清洁机器人。该小型玻璃清洁机器人系统地总结了玻璃清洁机器人的发展状况，结合未来的发展方向，以人性化、审美性和环保设计为立足点，基于人机工程学的设计理念，从人性化设计、功能区的布局和总体造型3个方面对玻璃清洁机器人进行了创新设计。其工作效率高，适用于校园、街道广场、较大的院落、仓库、狭窄的小巷、走廊等，可供乡镇以上的城市全能使用，本机自代垃圾箱，在推行时就将上的杂物卷进垃圾箱，方便快捷。

玻璃清洁机器人的有益效果是，利用锥形盘状滚刷与有一定角度将垃圾扫到车体底部的中间，再利用圆柱形滚筒平行相切产生的旋转力，将上的垃圾通过滚筒的传送带送入垃圾箱，完成连续清洁任务。本机制造和使用成本低、投资小、使用广泛、灵活、方便，适用于城市、城乡、广场、场区等非机动；清洁效率高、清洁力度大、操作简单；不但能清洁垃圾，而且还可以对上的空气介质进行除尘净化，既保证了的美观，维护了环境的卫生，延长了的使用寿命，又维持了的良好工作状况，预防了交通事故的发生。