灰尘在光学器件上粘附所带来的危害是很严重的。由于灰尘所带的电性和比表面积都比较大,使得灰尘的粘附力极强,非常容易吸附到探测机器人的视觉镜头上,灰尘很难自动掉落,造成执行任务的机器人的视觉不能清楚的监测环境。因此,对于自动进行机器人摄像头装置进行清洁便成为急需解决的问题,本文针对轮式机器人的视觉系统除尘进行以下研究:首先,根据轮式机器人的视觉系统的摄像头形状和安装空间的要求,初步设计一种利用空气进行除尘的初步方案。此方案基于科恩达效应,在一端输入高速空气流后,会在另一端由于科恩达效应将大量空气压入腔体。这样可以大大的节省流量。其次,利用前处理软件Gambit进行流体模型的建立和网格划分,利用Fluent进行边界条件设置并进行数值分析,我们将流域分成腔室流场和附壁流场两部分,分别进行研究。在腔室流场的结构设计中,分别对进口沿对称轴线偏移和进口沿轴向偏移进行研究,分析出口狭缝监测点的流速分布均匀情况,提出利用线性度的指标来描述流速均匀程度。在附壁流场的结构设计中,对出口的科恩达面半径大小进行改变,研究其对流量放大倍数和进出口流速大小的影响。对进口不同流速进行分析,研究其对流量放大倍数和进出口流速大小的影响。最后对进口科恩达半径大小进行研究。第三,利用优化软件Isight对结构进行优化,利用Isight软件,把Gambit和Fluent集成起来。腔室流场和附壁流场中的结构尺寸作为设计变量,将出口狭缝的监测点的流速的线性度和平均流速做为腔室流场的目标函数,将镜面平均流速和流量的放大倍数作为附壁流场的目标函数,分别进行结构尺寸优化,利用DOE方法分析各变量对于各个目标函数的影响大小也就是贡献率。最后选用MIGA算法对各个尺寸的参数进行优化设计。最后,在上述理论基础上制作清洁罩的样机,首先简单介绍实验装置和实验布置,然后对清洁罩样机进行性能实验分析其性能,主要包括流量放大性能实验和流动轨迹实验。最后对轮式机器人视觉系统的摄像头装置进行除尘实验验证,利用VB编写的上位机作成视觉反馈系统,实验分别对不同直径大小的灰尘进行清灰实验,然后将风机分为五种不同流速,分析不同流速下的清洁效果。