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(终稿)【毕业设计论文】汽车清洗机械操作臂设计说明书.doc(最终版) (终稿)【毕业设计论文】汽车清洗机械操作臂设计说明书.doc(最终版)

格式:word 上传:2022-06-25 08:35:35

《(终稿)【毕业设计论文】汽车清洗机械操作臂设计说明书.doc(最终版)》修改意见稿

1、“.....完成车顶的刷洗,过程中可以选择喷水或不喷水刷洗车侧面时,将刷面调整为竖直方向,并使刷子与车侧面贴合,同样绕车行驶,并配合升降机构完成侧面刷洗。机器人操作臂驱动方式驱动机构作为机器工作的动力来源,通常是将其它种能源比如电能化学能等转化成机械能,是任何种机器都必不可少的,常见的形式包括水轮机液压马达电动机内燃机等。机械臂常用驱动比较机械臂常用的驱动方式有液压驱动气压驱动电机驱动等不同方式,他们有各自的特点,但在机器人中都有很广泛的应用,前两种主要用于工业机器人,有些机器人甚至同时采用多种驱动方式。他们的特点如下液压驱动特点驱动力及驱动力矩大,在产生相同驱动力的条件下,液压驱动体积小重量轻惯性小速度反应性好,调速范围大,而且可以无级调速传动平稳,能吸收冲击,可平稳的实现较频繁的换向定位精度较高油液泄漏混入气体温度变化等都会对系统传动性能定位精度产生影响......”

2、“.....气压驱动特点压缩空气可直接从大气中吸取,动力源获取方便廉价动作速度更快,可实现无级调速与液压传动相比,管路压力损失小,适于长距离传输空气压缩性较大,因此气压系统运动平稳性及定位精度都较差结构体积大,噪声大气压驱动系统常用于高速低负载和工作条件较恶劣的场合。电机驱动避免将电能转换成压力的中间环节,效率更高电机系统的体积最小电机系统的可靠性高位置精度控制十分精确与气压液压系统相比,电机系统维护更方便。通过上述比较,可以看出,液压及气压系统组成的机构的繁琐维护不便,对于本设计中的移动操作臂来说是个无法实现的问题,另外从位置控制精度角度考虑,电机也是更好的选择,因此最终选用电机作为驱动系统。电机驱动类型的选择电机的类型按使用电源分有交流电机直流电机。使用交流电机必然会有电源线,对于移动机器操作臂来说,带着长长的电源线移动不仅不方便移动距离受限制......”

3、“.....只能采用直流电机系统,用同样搭载于移动平台上的电池作为电源。直流电机系统有普通直流电机步进电机直流伺服电机等形式,它们的价格依次升高,洋谢存禧郑时雄,空间机构及机器人机构学北京机械工业出版社徐福生,智能型服务机械人高等教育出版社胡青,气动平衡机械臂北京清华大学出版社王尚,力可变机械手上海上海交通大学出版社杜飞龙,全自动清洗机机械臂北京机械工业出版社金振林,六自由度串并混联结构机械臂河北燕山大学出版社绪论随着经济的快速发展,家用轿车已经越来越多地为家庭所拥有,据统计,年底,我国私人汽车拥有量已超过万辆,与此同时,与汽车相关的需求也在激增,比如洗车设备。轿车每次用都会在表面积层灰尘,不仅影响美观,还会对车漆造成伤害,因此对轿车表面的清洁工作很重要。通常,较少进行日常简单清洁的轿车每周要洗到两次,每次洗车的费用在元左右不含上光打蜡。轿车日常的简单清洁大多由车主人工完成......”

4、“.....因此有必要设计种能够代替人进行轿车的日常清洁工作的服务型机器人操作臂。现在通常使用的洗车设备和方法主要包括以下几种高压水枪洗车高压水枪洗车是先用高压水枪喷洒水雾润湿车身,再用高压射流清洗车身然后用清洗液清洗,最后用高压射流清洗干净,用麂皮将水吸干。高压水枪清洗速度快效果好但高压水枪压力大,容易对车漆造成损害高压水柱的喷淋会改变空调冷凝器散热的方向,导致空调制冷失灵会直接导致车灯胶条密封不良,影响车灯的正常工作,产生危险会使密封不是很严的汽车侧门玻璃进水,锈蚀金属件,造成电线短路劣质洗涤灵会降低车漆的亮度洗后用毛巾多次擦拭会使车身增加划痕。蒸汽洗车蒸汽洗车是将水加热成蒸汽后,用蒸汽来消洗汽车。其具有节水节能的特点。但由于设备质量问题,存在安全性不高,极易产生污水造成污染,洗车效果和效率差的缺点。无水洗车无水洗车是先用掸子掸去车身表面浮土......”

5、“.....它具有节约水资源,绿色环保等优点,受到政府的扶持,但是,对于较脏车辆以及汽车底盘等部位,无水洗车不能满足要求,因此它并不能完全替代有水洗车。无刷毛自动洗车机采用高速水刀喷出的高压力水雾从上往下清洗汽车,灰尘冲掉后,自动泡沫喷头喷淋,然后用高压清水进行清洗。它有清洗速度快,效果好,不损伤车漆的优点,但存在水耗大,设备投资和运行费用高昂的缺点。全自动电脑洗车机电脑洗车机是利用电脑控制毛刷和高压水枪来清洗汽车的种设备。由复杂的电路气路水路和机械部分构成。自动作。操作臂的自由度数按照不同的适用场合不同,般工业机器人操作臂的自由度数在个以下,高自由度数的机器人具有冗余度,般用于假肢或特殊场合,其价格也相应更高。按照对手臂机构的坐标描述方式,机器人操作臂通常分为直角坐标型圆柱坐标型极坐标型和多关节型,如图所示。图操作臂分类机器人操作臂方案设计在本设计中,操作臂搭载在个可移动平台上......”

6、“.....这样的结构使得操作臂拥有几乎无限大的工作空间和很高的冗余度,同时拥有移动和操作功能,因此,对于操作臂结构而言,采用上述任何种坐标方式,只要设置得当,都可以使操作臂末梢达到汽车表面需要清洗的每个地方。根据洗车的需要分析,初步拟定了如下几种动作方案首先考虑洗车动作,洗车刷与汽车表面产生相对运动擦除灰尘,可以用模仿人手擦车动作,用摆动关节实现仿照大型电脑洗车,用圆柱形洗车刷的旋转运动实现相对运动。使用摆动式洗车结构,因为汽车表面不在同个平面内,比如顶面车前挡风玻璃面侧面,要在这几个不同的面内实现摆动式擦车,其机构相对要复杂得多。因此采用旋转刷洗车的结构。方案采用双臂结构,两个洗车刷装在两个腕关节处,腕关节旋转自由度实现洗车运动。双臂中臂固定在移动小车上,侧刷竖直,高度比汽车车身稍高,用于完成汽车侧面清洗,另臂水平,有竖直方向上的移动自由度,完成车顶的清洗,如图所示......”

7、“.....将汽车的待清洗表面当作个较规则的长方体表面,虽然体积有了定减小,但整体尺寸依然很大,而且其洗车特点接近大型洗车机器,难以照顾到汽车的弧形不规则表面等细微之处。方案有个腕关节旋转自由度为刷子的刷洗动作,个竖直方向上的移动自由度和臂上个关节的旋转自由度使刷子能够到达汽车表面各处,如图所示。图机器人操作臂方案简图这个方案与前个相比体积有所减小,但机构采用的洗车刷要接近米长,仍然很大,同样难以达到汽车表面的弧形部分,即使采用较软的洗车刷,利用刷变形来勉强与汽车表面曲线贴合,也会产生刷车的摩擦力不均匀的问题。方案是在方案的基础上加个水平方向的移动自由度,这样可以选择较小的洗车刷,用臂的伸缩刷车的不同部位。虽然其结构与前两个相比更显得复杂,重量也有所增加,但换来的是更多的自由度,操作臂的灵活性得到极大的提高......”

8、“.....图机器人操作臂方案简图因此,洗车机结构如下,包括高压喷头机械清洗机构吹干机构,其中,清洗机构包括个顶刷,两个大侧刷,两个小侧刷,如图所示。轨道机架大侧刷顶刷小侧刷吹干系统图大型电脑洗车结构简图洗车时,首先汽车停靠到位,由高压喷头喷水冲掉汽车表面泥沙,再由组成清洗机构的五个刷子围绕汽车运动进行清洗打蜡,然后由吹干机构将汽车表面吹干。这样的大型机构洗车时确实有很好的效果,但是用于个人洗车设备却很不适宜。首先在水电等资源方面会有很大的消耗,另外,其体积通常,轨道米,隧道式更大,价格几万到十几万间也让个人很难接受。以上几种般用于洗车行,在个人洗车方面,除了传统的水桶加抹布外,现在所研究的个人洗车设备也多为手动。其中,前者耗费大量体力时间,而且效率低,也不容易洗得干净,还容易刮损伤车漆。后者采用些化学洗剂,在效果方面有很大改善,但是也要花费车主的大量时间和体力......”

9、“.....具有代表性的为日本人平松正彦的项专利,其结构主视图和俯视图如图和图所示。图平松正彦专利主视图图平松正彦专利俯视图该洗车装置主要包括洗车刷底盘支撑架及底盘上的设备水箱发电机控制器等。首先,洗车刷可以拆卸,安装在刷轴上,由电机带动其转动,实现洗车动作。底盘上安装有两个驱动轮及相应的两个驱动电机和四个万向轮。支撑架上安装喷水管导轮和照明装置力传感器。控制部分水箱泵发电机等安装在底盘上洗车刷后面。进行汽车清洗时,喷水管向车身喷水洗车刷与车表面接触并转动洗去车表面灰尘等,同时,力传感器检测洗车刷和汽车间的压力,由力传感器检测出的压力值来控制转向单元,当该检测值大于预先设定的允许范围时,使洗车机向远离车身外周面的离开方向行驶,而当该检测值小于预先设定的允许范围时,使洗车机向接近该车身外周面的接近方向行驶。洗车设备围绕汽车行驶周后完成车侧表面的清洗......”

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