擦窗机器人设计开题报告(2)
图（1） 综上所述，我决定选用第二种方案，因为几乎大部分擦窗机器人的研制是用真空吸附的，且要求参加机械类创新设计大赛，这样既符合了大赛以机械为主的这个大前提，又符合了创新设计的概念。
2.3.3手臂运动轨迹
初步考虑擦窗工具在玻璃窗上横向运动走直线，配合机器人的间歇升降爬动不易有擦窗死角存在，而擦窗机器人手臂运动轨迹走弧线，这样利用四杆机构就可以达到预期效果。
2.3.4安全
擦窗机器人的安全性能不容忽视，为避免因工作中突然失电而导致的机器人坠落事故发生，有以下几点在设计中需要注意：
1)自锁
擦窗机器人的自锁体现在机器人的足部，可以使用弹簧和螺母的组合来达到自锁的效果。首先用螺母对机器人脚到窗框的大致距离进行调节，再利用弹簧将余量补足，起到一个牢牢撑住窗框的作用。
2）互锁
擦窗机器人在工作时脚与脚之间必须互锁，即两只脚伸出撑住窗框后另两只脚才可以缩回，这样就避免了四只脚同时伸出缩回而有可能导致的坠落事故。
3）四脚干涉
因为此擦窗机器人共有四对脚，所以必须考虑到四脚干涉问题。设计中要仔细计算确定脚与脚之间的间距，保证副体的脚向上爬动时不会干涉到主体的脚，且要计算在此保证下，副体脚的最大位移量，使机器人能够在短时间内向上爬动。
4）各部分协调
设计中必须注意使机器人在得电时缩回脚失电的情况下伸出脚。机器人脚的伸出和缩回是用弹簧的伸缩来控制的，如图（2）；而弹簧的伸缩可以利用衔铁通电来解决，当衔铁得电吸住弹簧则脚缩回，当突然失电，衔铁无法吸住弹簧，则脚就自然伸出，这样机器人的安全性才能得到保障。
图（2）
3、课题难点与方案论证
本设计的难点在于擦窗机器人如何在固定于窗框上的同时能匀速向上爬行，且保证绝对的安全，即使在失电的情况下。还有一设计难点在于要保障擦窗工具走的运动轨迹合理，能擦到窗上的每个角落。而且，为符合要求，需要在机械设计方面有所创新。综上所述，以下为设计中的难点、要点：
3.1 独特的升降方式
设计中我们将机器人爬升所需的移动和支撑动作 分解 到机器人的 两个机构 来实现，以便简化结构，同时减少对支撑面的高要求，避免像吸附式爬升机器人那样对支撑面须光滑整洁的要求。
故该机器人采用支撑窗框间歇爬行的方式，创新设计了“双框交替静止爬行”机构。
3.2 高安全性
充分考虑和采取了安全措施：多足支撑时具有自锁、互锁、有效支撑等能力；选购合适的电机可防止机器人非控性下落；无多足干涉，并配有安全带,可避免机器人高空坠落。
3.3 高适应性
支撑脚设计成可拆卸式结构，且备有多套规格，可根据两支撑面的间距调节支撑脚的长度，使该爬升机器人具有较宽的适用范围。
4、工作进度安排
1. 布置设计任务、查阅资料以及相关实习；（2周）
2. 方案确定、理论计算与三文造型设计；（5周）
3. 装配图、零件图绘制及制作；（4周）
4. 检查、修改设计与计算；（2周）
5. 撰写毕业设计论文及准备答辩；（2周）
6. 答辩。（1周）
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