作品名稱：一種攀壁式擦玻璃機器人的設(shè)計
學校名稱：青島黃海學院
參賽隊伍：不忘初心方得始終
參賽學生：竺俊杰 黃東川 紀光洋
指導老師：曾實現(xiàn) 焦立濤
一種攀壁式擦玻璃機器人是由牽引、出水裝置、擦拭機構(gòu)、齒輪齒條傳動機構(gòu)、電機驅(qū)動、陀螺儀模塊反饋控制等系統(tǒng)組成的，可利用物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)對攀壁機進行遠程控制，針對使用環(huán)境的特殊性和設(shè)備適應(yīng)性、安全性的考量自主設(shè)計研發(fā)的一款攀壁式擦玻璃機器人，它能夠完全替代人力，其具有降低載重，降低制造成本，提高可靠性的優(yōu)勢，并且該設(shè)備適應(yīng)性強、安全性高，操作便捷，適用于攀壁機在工作時遇到需要變更作業(yè)區(qū)域的各種情況。本文對攀壁式機器人的發(fā)展現(xiàn)狀、功能、設(shè)計及其中的關(guān)鍵問題進行了具體的研究。
傳統(tǒng)高層建筑的玻璃清理方式多為升降機構(gòu)吊著人工進行清理，隨著科學技術(shù)的不斷提高，傳統(tǒng)的清理方式弊端越發(fā)明顯，例如勞動強度大、清理效率低、風險率高等。攀壁式擦玻璃機器人的出現(xiàn)大大減輕了人力，使高空清潔變得簡單。但目前出現(xiàn)的一些擦玻璃機器人一般由真空吸盤等機構(gòu)將設(shè)備吸附在玻璃上進行清洗作業(yè)，不僅制作成本高，縮小了家庭使用推廣范圍，而且其大載重和高電量無法滿足大面積、長時間的使用。一種攀壁式擦玻璃機器人的設(shè)計打破原有擦玻璃機器人效率低的弊端，采用聯(lián)動機構(gòu)和無線視頻傳輸技術(shù)的結(jié)合進行玻璃清洗任務(wù)，讓擦玻璃變得簡捷、高效、安全。其研究涉及機械結(jié)構(gòu)、自動控制、無線通訊、加工制造等多方面的內(nèi)容，在高層建筑外玻璃的清潔中存在著無法估量的應(yīng)用價值。
機器人由出水裝置、擦拭機構(gòu)、控制裝置、吸附裝置、齒輪齒條傳動機構(gòu)、陀螺儀模塊組成。在機器人行進過程中始終有四個吸附裝置吸附于玻璃表面，用以保持自身的平衡。機器人的前部裝有一個可旋轉(zhuǎn)的噴水裝置用來濕潤玻璃，在機器人的后部裝有可左右移動的擦拭機構(gòu)并裝有傳感器用以檢測玻璃的潔凈程度，最后傳感器將結(jié)果反饋給控制中心。在每個吸附裝置的前部都裝有一個微型真空泵用以控制吸盤的吸力大小，使吸附裝置內(nèi)部接近真空狀態(tài)，使機器人能夠平穩(wěn)貼合于玻璃表面。單片機控制左右兩端移動架的伸長量來使機器人進行轉(zhuǎn)向等動作。
