1. 研究目的与意义

进入21世纪以来，机器人在各行各业中都得到了广泛的应用和发展，其研究与应用水平已成为一个国家经济实力和科技发展水平的重要标志。爬壁机器人是特种机器人的一种,它把地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来,是在恶劣、危险、极限等情况下进行特定作业的一种自动化机械装置，如今越来越受到人们的重视。目前,爬壁机器人主要应用于核工业、石化工业、造船业、消防部门及侦查活动等领域得到了应用。爬壁机器人的应用取得了良好的社会效益和经济效益。经过30多年的发展,爬壁机器人领域已经涌现出一大批丰硕的成果,特别是20世纪90年代以来,国内外在爬壁机器人领域中的发展尤为迅速。近年来,由于多种新技术的发展,爬壁机器人的许多技术难题得到解决,极大地推动了爬壁机器人的发展,特别是小型爬壁机器人成为机器人领域的一个研究热点。

高层住户传统的清洁玻璃主要是靠“人工 吊篮”或住户自行擦洗窗户的模式，不仅效率低，而且易出事故，后来在这方面也有相应的研究，壁面吸附式小型清洁器就是其中之一，但其清洁效率较低，越障能力差，吸附能力有限，室外高空作业属于极限作业，易受外界因素(风雨天气)的影响，那么安全可靠显得至关重要，而且因其普及率不高，导致现在很多高层建筑依然采用人工清洗的办法，安全事故时常发生。目前针对此类智能清洁装置的研究还没有比较成熟、可靠的方案，而本设计产品成本低、使用方便，因此将大大降低高层建筑的清洗成本，具有相当高的社会、经济意义和广阔的应用前景。减轻了人们做家务劳动的负担，更重要的是减少了高空作业的危险性。

2. 研究内容和预期目标

2.1研究的内容

本课题旨在设计一款能吸附在玻璃外侧行走的装置。需要实现的功能主要是能够在垂直墙面上行走和旋转。清洁装置本身可以绕设备中心做圆周运动，且可以通过抬升动作来跨越障碍。

高空擦窗机器人的工作状态时是静止的，因此要实现的首要功能是保证机器人在垂直玻璃墙面上的静止吸附，由于玻璃具有平整的特性，因此可以采用真空吸盘吸附的方式。根据设备的整体重量和吸盘吸附的数量来确定和选择合适的吸盘直径的大小。吸盘直径的选择要根据行走状态下的吸盘吸附数量来计算和选型。

3. 研究的方法与步骤

（1）高空自动擦窗机器人的设计框架

主要对三部分进行设计，包括行走方式和驱动装置的设计以及清洁装置的直线行走和旋转行走的设计，首先确定擦窗机器人的设计方案，然后对传动系统进行设计计算并对重要零部件进行设计。

（2）三维建模的设计

4. 参考文献

[1] 《机械设计手册》机械工业出版社 2007.3.[2] 李菊丽,何绍华.机械制造技术基础[m]．北京:北京大学出版社,2013

[3] 濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计（第九版）[m].北京：高等教育出版社，2013年.

[4]朱理.机械原理(第二版）[m].北京：高等教育出版社，2012年.

5. 计划与进度安排

1、2022.3.1-2022.3.15 查阅资料，撰写开题报告。2、2022.3.16-2022.3.31 硬件功能分析3、2022.4.1-2022.4.30 设计原理图4、2022.5.1-2022.5.15画出相关图纸并进一步改进5、2022.5.16-2022.5.31 整理毕业设计文档，撰写毕业设计论文6、2022.6.1-2022.6.10 提交毕业论文，准备答辩。