【摘 要】
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生产与生活都应该在具有一定洁净度下的环境里进行,但身边的污质总是无处不在,且在大多数情况下污质均是无用且有害的,依附在物体表面的污质不仅影响事物的美观性、品质与性能,甚至还会侵蚀损坏表面结构,因此对污质进行清除是十分有必要的。将污质清理的方法就是清洁技术,清洗技术是一门实用型技术,其涉及领域广,内容丰富,且应用前景广阔。因此对清洁技术的研究是十分有价值与意义的,为此本文将对清洁技术中的实用型盘刷清
【基金项目】
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校、企合作研发项目《湿式高楼外墙智能清洁机器人》; 研究生科创项目《一种便携式家用节能洗车器》;
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生产与生活都应该在具有一定洁净度下的环境里进行,但身边的污质总是无处不在,且在大多数情况下污质均是无用且有害的,依附在物体表面的污质不仅影响事物的美观性、品质与性能,甚至还会侵蚀损坏表面结构,因此对污质进行清除是十分有必要的。将污质清理的方法就是清洁技术,清洗技术是一门实用型技术,其涉及领域广,内容丰富,且应用前景广阔。因此对清洁技术的研究是十分有价值与意义的,为此本文将对清洁技术中的实用型盘刷清洁技术进行深入研究,了解其清洁特性与技术特点,并采用有限元仿真与实验测试相结合的研究方法展开研究工作,最后再扩展并研制相关清洁装置。本文对盘刷清洁技术进行研究与分析,首先从概述现有清洁技术的种类及其工作原理开始,并对清洁能力与清洁质量给出可量化标准,同时深入分析污质与物体表面接触吸附的物理化学特性,进一步明确盘刷清洁技术中的刷、洗技术特点,湿式湿润可以弱化甚至破坏污质与清洁面的接触吸附力作用,再由刷毛与清洁面接触产生的物理力摩擦作用刷除污质。根据其刷洗技术特点进行基础理论受力分析与运动分析,以及对刷毛刷洗清洁作业时发生的磨损消耗现象进行研究与分析,进一步提高清洁质量和降低清洁成本。其次,依据盘刷刷洗运动采用动力学软件Adams进行运动学与动力学分析。其中主要内容:(1)熟悉刷毛柔性体的建模思路与工作流程,首先利用MSC.Patran进行有限元建模,接着用MSC.Nastran进行求解,最后导入Adams打开应用;(2)盘刷刚柔耦合接触模型的接触力设置与仿真求解设计;(3)运用控制变量法分析盘刷转速和行进速度对接触点绝对速度以及刷洗轨迹的影响;(4)分析清洗压力对刷毛柔性体变形的影响关系,以及刷毛与污质颗粒的碰撞关系,进一步了解刷毛与清洁面的力摩擦去污特性。结合上述的研究工作,本次根据清洁系统方案搭建试验平台,组建升降机构装置、盘刷清洗系统平台、四旋翼推力机构与控制系统四大子系统。通过试验平台初步测试风推力施加清洗压力的状况,以及多种材质刷毛的清洗状况;接着测试分析清洗压力与盘刷行进速度对清洗效果的影响关系,最后确定盘刷结构设计方案,并完成盘刷样品的定制加工。最后,基于以上对盘刷清洁技术的研究基础,并结合汽车清洁与外墙清洗的两种工况,继续进行应用扩展,自主设计并研制出适用于汽车外身清洁的便携式节能洗车器与高楼外墙面清洁的湿式外墙清洁机器人,根据设计指标与技术特点对样机进行外场试验测试,经结果分析可知所研制的样机在整体上具有良好的可行性与实用性。
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