武汉东湖学院本科生毕业论文（设计）开题报告
姓名
朱用延
学号
2011040191105
专业
机械设计制造及其自动化
题目
现代机械设计方法与传统机械设计方法的比较
一．研究的目的和意义（不少于400字）
随着改革开放的大潮，现代化的大都市高楼林立，高楼大厦如如雨后春笋一般拔地而起，为了追求科技与艺术的完美结合，大多数的建筑物采用的是玻璃幕墙，由于在室外，经过长期的风吹日晒，这些玻璃表层会积累一些污渍而失去光泽。所以，我们需要定期的对这些墙体进行清洗。可是动辄上百层的高楼，清洗工作就是一大难题。
就目前而言，我们采用的还是比较传统的人工清污高空作业，这种操作方式因为有人的直接参与，带来了极大的安全隐患，这不仅违背了以人为本的宗旨。而且不管从人力还是财力物力都是对资源的极大浪费。为了解决安全问题，国内很多研究机构都做了相关的研究，做了很多尝试，已经有一定的进展，但是在稳定性和实用性还是有很多急待改进的地方，相应的机械都不够成熟。
我们致力于研究出一种可以全自动进行玻璃幕墙的清洗机，代替现在广泛采用的人工劳动密集型高强度作业，改进现有的一些设备的不足和缺陷，实现高效、节能、环保的玻璃幕墙的清洗机。
二．国内外现状和发展趋势（不少于400字）
快速发展的当今社会，高楼日益增加，但是专业的高楼玻璃外墙的清洗机构还没有面世。清洗机机械作为机械工程学科的一个分支，也遵循机械设备数字化、智能化、精密化、微型化、生命化和生态化发展的总趋势。清洗机的发展必须要适应现代机械加工业发展的要求。
如今随着我国经济快速发展，人民生活水平日益提高，随之高楼也渐渐增加，而相应的楼宇玻璃幕墙清洗机且没有应运而生，所以现在楼宇玻璃幕墙清洗机成套设备市场需求量非常大，但如何解决智能化和数控化仍然有许多问题需要去解决，也成了目前业内人士努力研究攻克的方向。我国还没有专业的部门致力于研究楼宇玻璃幕墙清洗机，市场上有的楼宇玻璃幕墙清洗机都存在自动化程度低、工作效率慢等弱点。所以如何改善楼宇玻璃幕墙清洗机设计结构，选择相关工艺参数，提高清洗效率，简化设计，实现楼宇玻璃幕墙清洗机向智能化自动化的转变，是目前众多生产厂家及用户急待解决的实际问题。因此研究和设计智能楼宇玻璃幕墙清洗机有很强的现实意义。

三．主要技术关键问题（不少于400字）
●实现玻璃幕墙清洗机在墙面上的运动。
以幕墙玻璃为研究对象，研究一种可以依靠气动垂直吸附墙面的机械运动结构，实现在重力下，稳定的、自由的运动。
●幕墙玻璃表面的清洗方式与方法
通过实验找出合理的清洗剂，以及合适的运动轨迹，实现在最短的时间内进行高效的清洗工作。
●玻璃幕墙清洗机三维模型及联合仿真
基于虚拟样机技术，进行玻璃幕墙清洗机机械系统设计，建立三维模型，进行静力学与动力学仿真，并进行控制系统与机械系统的联合仿真，为玻璃幕墙清洗机物理样机的研制提供依据。
●玻璃幕墙清洗机物理样机研制与试验
研制以电磁传动、机械传动为主要传动方式，能进行垂直吸附、墙面移动、清洗作业的经济型玻璃幕墙清洗机装置，并进行现场模拟试验。
●玻璃幕墙清洗机运动行程控制
  在机器的足上都装上类似吸尘器的真空吸盘，以气管连接吸盘和机器内的气缸，气缸吸、充气控制吸盘内的压力，从而达到机器抓紧、松开的步伐运动。在吸盘上装上传感器，检测吸盘内压力的大小，以控制机器是否适合迈步。通过光学传感器检测墙面和玻璃的清洁程度。通过单片机等控制系统控制机器行走和擦洗的整个过程，通过无线遥感实现智能化转弯、越障等过程。

●自动化清洗及相关技术
  墙面的高空清洗作业一定程度上依赖操作人员的身体素质，安全系数太低，极易造成安全事故。采用自动化清洗时，由于有些墙面的结构复杂，应用范围受到限制，不易用人工方式实现。为此，需要探索墙面自动清洗方法，制定自动化清洗的标准步骤，并研究相关技术，为玻璃幕墙清洗机的研制奠定基础。
●玻璃幕墙清洗机三维模型及联合仿真
    玻璃幕墙清洗机的设计方法采用虚拟样机方法，如何充分发挥计算机仿真的作用，利用相关软件建立机械系统的三维模型，并利用相关软件进行机械系统静力学与动力学的特性，在此基础上，进行控制系统和机械系统的联合仿真，得到的相关图纸、数据和曲线，直接服务于玻璃幕墙清洗机物理样机的研制，是本项目拟解决的一个关键问题。
●单片机、PLC控制及相关技术
  通过传感器检测玻璃幕墙清洗机清洗后的墙面是否干净，将检测刀的信息反馈到控制系统，控制系统作出判断，以指挥清洗机的下一步动作。

四．进度安排
计划编写完成论文的时间为2014年3月初到2014年4月底，具体安排如下：
（1）任务安排及相关事项说明，收集资料（1～2个星期）；
（2）方案设计(确定清洗机各部分的结构)（1～2个星期）；
（3）草图设计（画出清洗机各零件的三维图、运动仿真模型等）（1～2个星期）；
（4）绘制零件图（1个星期）；
（5）完成装配图（1～2个星期）；
（6）主编写论文（1～2个星期）；
（7）答辩。                                   
五．参考文献与资料
[1]. 孙恒、陈作模、葛文杰. 机械原理. 7版. 北京： 高等教育出版社,2000.
[2]. 濮良贵、纪明刚、西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著. 机械设计.8版. 北京：高等教育出版社,2006.1.
[3]. 路敦民、王克义、崔洪斌. 机电传动及控制. 黑龙江：哈尔滨工程大学出版社,2006.
[4]. 李群芳、张士军、黄建. 单片微型计算机与接口技术. 北京：冶金工业出版社，2005.
[5]. 王先逵. 机械制造工艺学. 2版. 北京：机械工业出版社,2006.1.
[6]. 王伯平. 互换性与测量技术基础 . 2版. 北京：机械工业大学出版社,2003.
[7]. 聂毓琴、孟广伟. 材料力学. 北京：机械工业出版社，2004.2.
[8].胡建国、汪鸣琦、李亚萍. 机械工程图学. 武汉：武汉大学出版社，2004 .
[9].张建民. 机电一体化系统设计. 3版. 北京：高等教育出版社，2001.
[10].哈尔滨工业大学理论力学研究室. 理论力学. 7版. 北京:高等教育出版社，2002.
[11].唐介.  电工学. 3版 . 北京：高等教育出版社，1999.
[12].董景新、赵长德、郭美凤、陈志勇、李冬梅. 控制工程基础. 北京：清华大学出版社，2009.

更多推荐

清洗机,玻璃幕墙,清洗