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智能家居中玻璃窗自动清洗装置的研制

作　者: 王硕
导　师: 陶学恒；王海文
学　校: 大连工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 玻璃窗自动清洗单片机无线通信光电传感器
分类号: TU855
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 3次
引　用: 0次
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内容摘要

近年来,都市中的高层建筑越来越多,目前对高层建筑的玻璃窗的清洗工作主要还是由清洗工人搭乘吊篮或腰系绳索完成的,传统的人工清洗方式既危险,效率又低且成本高。目前已经有研究所设计并制造出一些可以代替人工完成高层建筑清洗任务的玻璃擦拭机等,推动了清洗业的发展,但是都还没有实用化。究其原因,机器人的体积和质量、实用性、制造成本等关键问题制约了清洗机器人的发展。随着科技水平的快速发展,对于智能清洗系统的要求越来越高,智能清洗装置在日常生活中的重要地位日益突出,对智能清洗系统自动化程度与成本的要求在不断加大。现有的智能家居中的清洗装置并不能满足人们日益进步的生活需求,小型化、轻型化、无污染、低成本、优异的实用性、控制的稳定性已经成为智能家居中清洗装置发展的必然趋势。针对民用玻璃窗的清洗要求和目前机器人只能单向清洗作业的实际情况,本文作者研制了一种轻型的民用自动擦窗机器人,减小了使用时的危险性,安装工序不再繁琐,使用无线控制方式以方便客户的使用,提高了作业质量、作业效率和节能环保性能,继而提高了自动擦窗机器人的性价比,并且在降低成本的同时还考虑到清洗机器人的质量和稳定性的优化。本文首先介绍了国内外清洗机器人研究现状,阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本清洗机器人的工作过程与工作原理、总体方案的设计(包括总体结构的设计、各个零部件的选择)以及控制系统(51单片机控制系统以及TC9012红外发射系统),并在此基础上着重阐述了玻璃窗自动清洗机器人面临的主要问题及其解决方法。文章的最后介绍了该清洗机器人样机的研制及其实验过程,同时也对本玻璃窗自动清洗装置的未来开发做出了展望。本论文所完成的工作：基于51单片机的控制原理,研制了一种自动清洗玻璃窗的机器人及其控制系统,包括清洗机器人的结构设计、控制系统设计、测试品的工作过程简介。实验表明,该清洗机器人结构简单、控制可靠、清洗效果较好,可以推广到家居和楼宇的清洗领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 论文背景  9-10
  1.2 该领域的水平和当前国内外研究动态  10-13
  1.3 论文的主要工作  13-14
第二章玻璃窗自动清洗装置的总体方案设计  14-18
  2.1 玻璃窗自动清洗装置的设计准则  14
  2.2 玻璃窗自动清洗装置的工作原理  14-17
    2.2.1 固定式玻璃窗自动清洗装置的工作原理  15-16
    2.2.2 普通可拉动式玻璃窗自动清洗装置的工作原理  16-17
  2.3 玻璃窗自动清洗装置的研制步骤  17
  2.4 本章小结  17-18
第三章玻璃窗自动清洗装置的结构设计  18-24
  3.1 固定式玻璃窗自动清洗装置的结构设计  18-20
    3.1.1 固定式玻璃窗清洗装置整体结构的设计  18-19
    3.1.2 固定式玻璃窗清洗装置零部件的设计与选择  19-20
    3.1.3 固定式玻璃窗清洗装置整体尺寸的设计  20
  3.2 普通可拉动式玻璃窗自动清洗装置的结构设计  20-23
    3.2.1 普通可拉动式玻璃窗清洗装置整体结构的设计  21
    3.2.2 普通可拉动式玻璃窗清洗装置零部件的设计与选择  21-23
    3.2.3 普通可拉动式玻璃窗清洗装置整体尺寸的设计  23
  3.3 本章小结  23-24
第四章玻璃窗自动清洗装置控制系统的设计  24-43
  4.1 单片机控制系统简介  24-27
    4.1.1 单片机的硬件特性  25
    4.1.2 单片机的结构组成  25-26
    4.1.3 单片机的工作原理  26-27
  4.2 控制系统硬件电路的设计  27-35
    4.2.1 单片机控制系统中各器元件的选择  27-32
    4.2.2 单片机的I/O端口分配  32
    4.2.3 单片机控制系统硬件电路  32-35
  4.3 软件编程部分  35-42
    4.3.1 红外发射与接收系统的设计  36-39
    4.3.2 传感器扫描系统的设计  39-40
    4.3.3 PWM电机调速系统的设计  40-41
    4.3.4 系统主程序的设计  41-42
  4.4 本章小结  42-43
第五章样机的研制及实验测试  43-50
  5.1 控制系统驱动器的研制  43-47
    5.1.1 PCB驱动器的制作  44
    5.1.2 硬件电路的调试  44-45
    5.1.3 软件的调试  45-46
    5.1.4 PCB驱动器的测试  46-47
  5.2 普通可拉动玻璃窗自动清洗样机的研制  47-48
    5.2.1 普通可拉动玻璃窗自动清洗样机的设计与制造  47
    5.2.2 普通可拉动玻璃窗自动清洗样机的实验与测试  47-48
  5.3 固定式玻璃窗自动清洗样机的研制  48-49
    5.3.1 固定式玻璃窗自动清洗样机的设计与制造  48-49
    5.3.2 固定式玻璃窗自动清洗样机的实验与测试  49
  5.4 本章小结  49-50
第六章总结与展望  50-52
  6.1 结论与讨论  50
  6.2 展望  50-52
参考文献  52-54
致谢  54-56
附录  56-64

智能家居中玻璃窗自动清洗装置的研制

内容摘要

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