作品名稱：玻璃墻壁清理機器人
1.設計背景
近年來，工信部發(fā)布的《機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020 年）》、《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018-2020 年）》、國務院發(fā)布的《消費品標準和質(zhì)量提升規(guī)劃（2016—2020 年）》以及發(fā)改委編著的《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和 2035 年遠景目標綱要》中均提到發(fā)展服務機器人、家庭清潔機器人，提出在相關產(chǎn)品中廣泛應用感應控制、語音控制、遠程控制等技術手段，豐富終端產(chǎn)品的智能化功能，推動信息消費升級，著重在智能服務機器人領域取得突破，并改善智能家用清潔機器人的性能、消費體驗和智能化水平。
玻璃墻壁清理機器人的設計背景主要是為了解決高層建筑外墻的清潔問題。隨著城市化進程的加快，高層建筑越來越多，外墻的清潔成為了一個日益嚴重的問題。傳統(tǒng)的人工清潔方法存在安全隱患，效率較低，而且可能會對建筑物表面造成損傷。因此，人們開始研究使用機器人來替代人工進行外墻清潔。
玻璃墻壁清理機器人的主要特點包括：
1. 安全可靠：機器人利用真空吸盤或者其他吸附裝置牢固地吸附在墻面上，避免了人工清洗時的安全隱患。
2. 效率高：機器人可以通過自動行走和清潔裝置，快速地完成外墻的清潔工作，效率遠高于人工清洗。
3. 環(huán)保節(jié)能：機器人清洗過程不使用化學清潔劑，減少了對環(huán)境的污染，同時耗水量也遠遠低于人工清洗。
4. 適應性強：機器人可以根據(jù)建筑物的外形和表面材質(zhì)進行調(diào)節(jié)，適用于各種類型的外墻清潔工作。
5. 智能化：機器人可以通過傳感器和導航系統(tǒng)，自動識別墻面狀況并規(guī)劃清潔路徑，實現(xiàn)智能化的清潔作業(yè)。
總之，玻璃墻壁清理機器人的設計背景是為了解決高層建筑外墻清潔的難題，提高清潔效率，保障人員安全，減少環(huán)境污染，適應各種建筑類型，實現(xiàn)智能化的清潔作業(yè)。
2.機體工作過程
模型的工作過程主要分為下面幾步：
1：機器人正上方球形攝像機進行掃描，采集信息,提供視野，規(guī)避障礙物，識別并找出需要清潔的地方
2：四個小輪旁邊的四個小方柱分別是四個動力系統(tǒng)提供在需要時提供不一樣的動力形成差速以達成轉(zhuǎn)彎原地旋轉(zhuǎn)等多個動作
3：底座的 8 個圓型小物體是吸盤，利用壓力差原理，使吸盤內(nèi)外形成壓力差以達到吸附固定作用，來協(xié)助機器人完成各種動作
4：底盤處的兩個帶有毛刷的大圓盤和兩個帶有毛刷的細長滾輪可以完成不同程度方向的旋轉(zhuǎn)以達到更好的清潔功能。
5：地盤周邊帶有兩條帶有小孔的可通水的細管，可以再清潔時，向清潔地面均勻的撒上水，更好處理灰塵以及粘性物質(zhì)，帶來更好的清潔效果。
6：地盤周邊還附帶兩條刮水條，再清潔完地面后帶走多余水分，更加高效的完成任務
3.產(chǎn)品研究過程
首先我們確定研究對象為，設計一款半自動可進行高空玻璃清潔的機器。確定設備選擇真空吸附系統(tǒng)，然后的控制方式為需人工輔助控制，接下來對挖掘部
分和整體機架進行介紹：
1：挖掘需求：真空吸附裝置，又稱真空吸盤，是一種利用真空產(chǎn)生的負壓來抓取或固定物體的裝置。在許多行業(yè)中，真空吸附裝置具有廣泛的應用前景。
以下是一些真空吸附裝置的優(yōu)點：
高效節(jié)能：真空吸附裝置能夠快速地吸附和釋放物體，提高了工作效率，同時降低了能耗。
適應性強：真空吸附裝置可以適應各種形狀和尺寸的物體，使得其在不同領域都有很好的應用前景。
清潔環(huán)保：真空吸附裝置不需要額外的輔助材料，如膠水、粘合劑等，減少了對環(huán)境的污染。
精確定位：真空吸附裝置能夠精確地定位和抓取物體，提高了工作效率和生產(chǎn)質(zhì)量。
易于安裝和操作：真空吸附裝置通常安裝簡便，操作簡單，能夠快速投入使用。
成本低廉：相較于其他抓取裝置，真空吸附裝置的成本較低，有利于降低生產(chǎn)成本。
安全性高：真空吸附裝置在運行過程中不會產(chǎn)生有害的污染物，對于工作人員來說更加安全。
多功能：真空吸附裝置不僅可以用于抓取物體，還可以用于吸附、搬運、固定等操作，具有多功能性。
總之，真空吸附裝置具有高效、節(jié)能、適應性強、清潔環(huán)保、精確定位、易于安裝和操作、成本低廉、安全性高和多功能性等優(yōu)點
2.整體機架：現(xiàn)階段國內(nèi)采用的多是懸掛式機器人，并且行動不便，轉(zhuǎn)向困難，工作效率低，本設計機器人利用動力差可以快速高效的完成轉(zhuǎn)向動作，并且多個方向的毛刷旋轉(zhuǎn)可以更加有效的清理掉墻壁上的雜物，出水器和刮水器均有兩個使得工作的效率大大提高。
3.設計分析
底座為兩個噴水器，兩個刮水器，四個毛刷構(gòu)成共同協(xié)同完成清潔工作。
此為機器的剖面圖詳細的展示了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的齒輪帶動毛刷的工作，兩側(cè)的空間當作儲水空間。
為馬達提供動力（單側(cè)），帶動內(nèi)內(nèi)部圓刷，同時帶動外側(cè)履帶以及兩個滾刷。
麥卡納姆輪
它的優(yōu)點在于車體不必轉(zhuǎn)彎即可實現(xiàn)橫向運動，減少了運動空間，在一些空間狹小的直角彎偏多的地方占據(jù)明顯優(yōu)勢，現(xiàn)在已普遍用于 AGV ，大大增強了 AGV的運輸能力，同時也可用于移動機械臂中。
4.設計創(chuàng)新
主要有以下幾點：
圓型攝像頭，多方向式旋轉(zhuǎn)清潔，真空吸附，出水管和刮水器的配合，動力差轉(zhuǎn)向。圓型攝像頭可以 360°無死角的觀察到周圍情況，以應對各種突發(fā)情況，高效識別周圍的環(huán)境。多方向的旋轉(zhuǎn)清潔可以更加高效，真空吸附裝置起到很好的穩(wěn)定固定作用，出水管和刮水器的配合讓清潔工作變得更加方便，動力差轉(zhuǎn)向使得機器人更加靈活。
