项目论文——爬墙清洁机器人必威体育精装版.pdfVIP

爬墙清洁机器人原理与设计 制作者： 指导教师： 【内容摘要】：从分析机械清扫工具机理入手，在此基础上详细阐述了其对未来清扫工具 造成的影响，由此引出了机器人的重要性，继而针对自行设计制作的爬墙清扫机器人，对 其机动原理、设计过程和使用说明进行详细论述。 【关键词】：爬墙 清扫 摩擦力 伯努利原理 风机 红外控制 一． 项目背景(创作意图) 目前，很多特殊用途的楼层间距越来越大，像商场大楼（特别是底楼）、会议厅、图 书馆、阶梯教室,如此设计让这些建筑的内部显得更加宏伟，更加明亮宽敞，更能营造气氛, 然而在众多优点的背后，却给清洁工作带来了巨大的挑战。 面对越来越快的生活节奏、越来越高的墙壁，传统运用单纯的人工清洁已力不从心。 例如，如何清理掉高处的蜘蛛网、灰尘、甚至飘上去的一些杂物等等；在一些墙前面有物 体，不便于使用长杆清洁扫帚等。这时，我们需要寻找其它的清洁方式来解决这些问题， 而机械清扫工具在未来的发展前景是很乐观的。而机械清扫工具中，对清扫机器人的研究 是很热门的。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预 先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代 人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 但目前的大多数自动清扫机工作环境仅局限于地面，对墙面上的杂物却无可奈何。那 么，我们能不能找一种既能在地面工作又能在墙壁上工作的新工具呢？于是就有了我们的 三小制作——爬墙清洁机器人。 二． 项目简介及工作原理 爬墙清扫机器人的制作灵感来自于飞机的机翼，既然飞机可以利用伯努利原理从 而使飞机很重的重量平衡在空中，那么，如果把这个力作用在小车上面，使小车收到 足够的压力，然后利用小车轮胎上面的摩擦力，使小车平衡在竖直的墙面上，然后进 一步进行转向和清扫的动作。 基于这一原理，我们设计了这一款清洁机器人，也就是清洁小车。这个小车分为 以下几部分。 （一）动力部分（风机部分） 这也是小车的核心部分，这一部分的作用是使小车的车底产生一定速度的风速，从而 产生伯努利原理的一个先决条件——风速。这个部分是由一个额定电压 3.7v 的电机 带动一个离心的风机组成的。 （二）驱动部分。 这一部分的作用是使小车能够实现前进后退和左右转的动作。这一部分是有前后小玩 具轮胎以及伺服电机和轮胎中间的塑料减速器构成。小车的前后各有一个，分别在左 边和右边。 （三）电子控制机构 这一部分的作用相当于电脑上面的 CPU。电子控制机构包含电源、遥控收发装置、 电机驱动装置等。其作用是在地面控制人员的干预下自动或半自动的协调各机构工作， 实现爬墙清扫的工作。 （四）车体部分 车身部分是各部分的安装平台，为铁质（有少量的纸质）。是动力部分，驱动部分和 电子控制部分的安装平台。同时要保证车身底部的平面度以及车身上下的封闭性。 小车的使用方法很简单。打开遥控器和接收器的开关，操作遥控器，小车就可 以被 “委派”到需要打扫的去进行清扫了。 *项目实施中所出现的问题及解决办法 1. 机身重量大。众所周知，如果一个自由活动的物体能够静止在墙面上，那么它与墙面 的静摩擦力必定等于它自身的重力。所以我们可以 a 保证机身的封闭性的前提下。 b 选择转速比较大的伺服电机来带动离心风机。 c 在车身底部两侧靠近风机的部分贴上塑料片保证其他部分的风速较大。 d 尽量减轻各个部件的重量。 2. 工作持续时间不长。这主要是蓄电池的问题。我们选择了能量较大重量较轻的锂电池。 3. 小车的清扫机构也可以用伺服电机带动滚动。这在后期改进项目中将会得到改进。 4. 无自动安全装置，需要安装自动坠落的保护装置，尚待研究。 5. 小车目前还不是智能的，这在后期改进项目中会得到改进。 *项目主要特色和创新点 该项目的特色及创新点是：基于飞机机翼的伯努利原理产生一个足够的压力，是小 车通过摩擦力平衡在墙面上。然后把清洁工具和小车结合在一起使小车能够在墙面上 实现清扫的功能。 相信在不久的将来,爬墙清洁机器人将能够应用在各个家庭以及高