作品名稱:幕墻清洗機器人
學校名稱:武漢文理學院
參賽隊伍:旭日東升
參賽學生:付清波 盧義國 林鵬亮
指導老師:李繼高 張瑩
根據機器人清洗作業的要求,首先必須具備清洗作業功能和控制功能,此外幕墻清洗機器人還必須在高層建筑物表面進行吸附和移動,因此幕墻清洗機器人系統應包括機器人清洗系統、移動吸附系統和控制系統三大部分。
高層建筑壁面的污垢主要是大氣塵垢,清洗系統是清洗幕墻清洗機器人的重要組成部分之一,考慮幕墻清洗機器人代替人工進行有效率的清洗工作,因此本課題采用機械力清洗作用方式,即沖洗、刷洗,刮洗聯合作用方式。高壓水沖洗壁面,便于除去壁面上附著力較小的污垢并浸潤幕墻表面 ;電機通過同步傳動齒形帶帶動滾刷旋轉,通過滾刷刷洗,便于除去附著力較大的污垢。刮板可以刮凈和回收殘留在壁面的液滴,整個清洗作業系統包括滾刷系統、噴水系統、和潔面系統。
計機器人移動吸附系統是清洗幕墻清洗機器人的核心部分,由移動系統和吸附系統組成,在機器人工作過程中攜帶機器人的清洗系統,吸附在建筑物壁面上,實現對建筑物壁面清洗的功能。機器人主體部分由可以相互平移的兩個帶有若干個小吸盤的履帶框架構成,其中任意一個履帶可以相對另一個進行平移,每個框架成組配備可獨立控制的履帶輪。隨著履帶輪上的小吸盤交替吸附和框架主體的相對運動,機器人實現壁面自由移動的功能。框架式結構主要依賴于本體自由度與履帶自由度的結構,各部分結構簡單,滿足靈活性和機動性的要求。
控制系統是幕墻清洗機器人的關鍵部分,采用西門子公司的S7-300PLC完成對機器人主體的吸盤脫離、本體移動、吸盤吸附和清洗的順序控制。為了控制方便、操作簡便,控制器PLC固定在機器人本體上,通過自動控制和手動控制對機器人的整體進行控制、故障診斷和綜合管理,實現機器人各部分的協調工作和配合。