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原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 摘摘 要要 清洁机是用于不同场所的清扫设备。按用途可分为清扫机、清扫收集机和专 用收集机三种。扫路机只能将路面上的垃圾扫到一边，通常只有郊外的道路上使 用， 在公路和修理路面时常用它来清扫路面；清扫收集机不但能把尘土和垃圾扫 到一边，而且还能自动将垃圾装入垃圾箱中运走，在城市道路清扫中应用广泛； 专用收集机系列是专用来收集收集场的金属和其他物品。 目前室内屋顶的清扫主要是靠人力扫把来完成，体力消耗大，效率低、灰尘 易落入人的眼睛内，对人体产生伤害。先进的吸顶式清扫机，造价高、费用大、 维修困难等原因普遍使用有一定难度。为了解决人力清扫耗力大、效率低、及维 修的问题；自动清扫机费用高难特等问题提出本实用新型手扶式室内屋顶清扫 机。本实用新型机的工作率高，适用于清理室内屋顶和高墙，且不必抬头观察。 避免了灰尘落入人眼的弊端， 本设计的主要内容就是如何解决室内天花板和墙面的清扫，达到人力、资料 的合理利用，更好的解决目前室内清扫的难题。 关键词：清扫 室内 天花板 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 Abstract Cleaner cleaning equipment used in different places. Sweeper, sweeping collection machine and a dedicated collection machine-use can be divided into three kinds. Sweeper can only sweep garbage on the road to the side, usually on the outskirts of the road, used it to clean the pavement in the road and road repair; sweeping collection machine can not only dust and litter to the side, but also automatic garbage into the trash away, widely used in urban road sweeping; special collection machine series is dedicated to collecting metal and other items of the collection site. Indoor roof cleaning by human broom to complete, physical exertion, low efficiency, dust is easy to fall into the human eye, harm the human body. State-of-the-art ceiling cleaning machine, high cost, cost, maintenance difficulties and other reasons for widespread use of a certain degree of difficulty. In order to solve the the human cleaning and labor-intensive, low efficiency, and maintenance; the automatic sweeper costs difficult Principal issues the new hand indoor rooftop sweeper. The machine is high, suitable for clean-up the indoor roof and walls, and having observed the rise. Avoid the drawbacks of the dust and dirt of the human eye, The design is how to solve the interior ceiling and wall cleaning, to human, the rational use of the information, a better solution to the problem of indoor cleaning. Keywords: cleaning indoor ceiling 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 目录目录 摘 要 1 Abstract 2 目录 3 第一章 绪论 4 1.1 研究意义 4 1.2 清扫机工作原理 4 1.3 国内外发展状况及发展趋势 5 1.3.1 清扫机国外发展状况及发展趋势. 5 1.3.2 国内清扫机技术现状：. 8 1.4 本文的研究内容 9 第二章 总体方案设计 11 2.1 各种设计方案分析. 11 2.1.1 方案一. 11 2.1.2 方案二. 12 2.1.3 方案三. 13 2.1.4 方案四. 14 2.2 总体方案的选择. 16 第三章 结构设计 18 3.1 行走车设计 18 3.2 球节头 20 3.3 连杆支撑 21 3.4 球节头与连杆支撑配合 22 3.5 清扫机头 23 3.6 观察镜 24 3.7 结构计算 25 3.7.1 清扫范围设计校核. 25 3.7.2 球节处连接锁紧. 27 3.8 支撑杆的有限元分析 29 3.9 设计小结 31 结 束 语 33 致谢 35 参考文献 36 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第一章第一章 绪论绪论 1.1 研究意义研究意义 清洁机是用于不同场所的清扫设备。按用途可分为清扫机、清扫收集机和专 用收集机三种。扫路机只能将路面上的垃圾扫到一边，通常只有郊外的道路上使 用， 在公路和修理路面时常用它来清扫路面；清扫收集机不但能把尘土和垃圾扫 到一边，而且还能自动将垃圾装入垃圾箱中运走，在城市道路清扫中应用广泛； 专用收集机系列是专用来收集收集场的金属和其他物品。 目前室内屋顶的清扫主要是靠人力扫把来完成，体力消耗大，效率低、灰尘 易落入人的眼睛内，对人体产生伤害。先进的吸顶式清扫机，造价高、费用大、 维修困难等原因普遍使用有一定难度。为了解决人力清扫耗力大、效率低、及维 修的问题；自动清扫机费用高难特等问题提出本实用新型手扶式室内屋顶清扫 机。本实用新型机的工作率高，适用于清理室内屋顶和高墙，且不必抬头观察。 避免了灰尘落入人眼的弊端，。 1.2 清扫机工作原理清扫机工作原理 清扫机主要指扫路机械。清扫机有手推式、手扶式和自行式三种。手推式是 开人力推动清扫机行走，无其他动力源；手扶式和自行式是靠动力源清扫和行走 的。清扫机按清扫形式可分为刷式、真空式、刷真空组合式。按把垃圾放进垃 圾箱的方式可分机械式、空气式、空气机械式。清扫时是否洒水可分为干式和湿 式。此次设计的清扫机是手扶式机械干刷式的。清扫机一般由机架、发动机、传 动系统、清扫系统、垃圾箱、垃圾传送系统、组成。 扫地刷是清扫机的主要工作机构。它是由刷、刷架、悬杆和驱动机构组成。 扫地刷还分主刷和副刷。主刷是圆柱型的，是主要的清扫装置，它把垃圾清扫到 垃圾传送装置上去，再送到垃圾箱中去。刷毛安装在空心圆柱体上顾又称滚刷。 副刷是清扫道路边缘的，并将垃圾扫到主刷的清扫范围内，这样就扩大了整体的 清扫面积。它安装在机体的两侧，可以左右延伸，还可以上下调节，称侧刷。 清扫机的作用是清扫道路和场地。清扫机按用途分为扫路刷、清扫收集机和 专用收集机三类。扫路刷只能将路面上的垃圾扫到一边，通常仅在郊外的道路上 使用。 在铺路和修理路面时也常用它来清扫场地。清扫收集机不但能把垃圾和尘 土扫倒一边， 而且能自动将垃圾装入垃圾箱中运走， 在城市道路清扫中应用广泛。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 专用收集机系专门用来收集机场上的金属和其他物品。 按清扫作业装置的形式可分为刷式、真空式和刷一真空组式。按把垃圾送入 垃圾箱中的方式不同分为机械式、空气式和空气机械式。按清扫时洒水与否可分 为干式和湿式两种。一般刷式清扫机是湿式，而真空式和刷-真空式清扫机则是 干式的。 清扫机一般由机架、发动机、传动系统、扫地刷、垃圾箱、垃圾输送装置和 洒水系统等组成。扫地刷是清扫机的主要工作机构，它由刷、刷架、悬杆和驱动 机构组成。按刷的功用可分为主刷和副刷。主刷一般做成圆锥形，担负大部分清 扫面积的清扫工作，并将垃圾扫到垃圾箱中；副刷则是用来清扫道路边缘，并将 垃圾送到主刷的扫道上。 扫地刷常用的有圆柱刷和圆锥刷。圆柱刷由刷芯、刷毛以及把刷毛固定在刷 芯上的零件所组成。刷毛的材料常用钢丝、棕榈丝、竹条、人造纤维等。圆锥刷 成截头圆锥形，刷毛安装在一个圆盘上，因此又叫盘刷。它安装在机器的两侧， 故又名侧刷垃圾箱是存放垃圾的容器， 扫地刷扫起的垃圾通过输送装置送入垃圾 箱中。垃圾箱一般是固定式的，也可制成可拆的和悬挂式的，通过端盖或倾倒进 行卸载。 垃圾输送装置有机械式和真空机械式。机械式输送装置有带式、刮板链式和 斗形提升式结构。真空机械式输送装置不仅能从路面上扫起垃圾，而且还可以将 其抛到垃圾箱中，同时气流还通过扫刷，这样促进了垃圾和灰尘从地面离开，细 微的灰尘通过滤清器被留下，排入大气中几乎是无尘的空气，从而避免了空气的 污染。该装置在城市的现代清扫收集机中使用最普遍。洒水系统包括水箱，水泵 (或压气机)和喷洒管嘴等。 1.3 国内外发展状况及发展趋势国内外发展状况及发展趋势 近年来，国内外清扫机械的发展较快。国内有厂家引进了国外先进吸扫式清 扫机工作装置的生产技术，大大提高了国产清扫机的技术性能。 1.3.1 清扫机国外发展状况及发展趋势清扫机国外发展状况及发展趋势 国外清扫机起步较早，技术较先进。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 英国的 JoHSToN 公司于 1904 年 设计出了马拉的扫路机， 美国的 ELGIN 公司 于 19l4 年研制出了该公司第一部人力蹬踏的三轮扫路机，用机械取代了人工清 扫。 1920 年 ELGlN 公司在扫路机上设计了碟形刷。碟形刷的诞生使得清扫质量 有了很大程度的提高，第一部带碟形刷的扫路机在美国的密执安洲使用，受到了 许多人的好评。 碟形刷延用至今已经将近九十多年的历史了。通过长期的使用，证明了它是 扫路机上必不可少的工作部件。 随着人们物质生活水平的提高，人们对环境质量的要求也在提高。扫路机在 清扫作业时，为减少或消除清扫过程中的扬尘设有除尘装置。l920 年 ELGlN 公 司生产的扫路机在增加碟形刷的同时也增加了喷水除尘系统。 当时该系统不可用 于冲刷马路沿。 由此可见，ELGlN 公司 1902 年生产的扫路机已经具备了现代扫路机的雏形。 “喷水除尘”是一种极为简单的除尘方法。成本很低，技术难度小，各国的 扫路机都相继使用。在使用过程中发现，虽然喷水除尘能马上见效，但除尘效果 还是不够理想。因为，当扫路机将水喷到地面上时，地上的灰尘和水需要有一个 湿润的过程，只有当灰尘颗粒和水亲和后才能增重，清扫时灰尘才不会飘起 而 实际上扫路机将水喷洒后，还没有足够的时间容许水与灰尘亲合，刷子就进行清 扫了。这样就有相当一部分的灰尘仍然是干燥的，结果作业时还是出现扬尘。 另外， 当地面灰尘较少时， 扫路机洒出的水量过大， 使得灰尘粘附在地面上， 清扫时刷子对这些粘附于地面的灰尘无能为力。待水份蒸发后，灰尘仍然留于地 面上影响清扫质量。除上述喷水除尘的诸多不理想因素之外，地处寒冷地带的城 市，由于水在低温下容易结冰，使扫路机使用受到了局限。 清扫机械的发展与汽车工业的发展是息息相关的。l929 年汽车发动机被应 用在扫路机上，发动机功率已达百马力。实心轮胎被充气轮胎代替，使扫路机的 清扫速度大大加快，达 78 英里/小时。 随着工业勃蓬的发展产品工艺水平的不断提高及工业美学的推动。 扫路机的 外观质量也在相应的提高。大约在 1948 年扫路机上都安装了驾驶室，改善了驾 驶员的工作环境 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 五十年代中，液压传动系统被应用到扫路机上，使扫路机的传动结构紧凑、 可靠，操作灵便，垃圾箱可以通过油缸被举升到任意高度位置卸出垃圾，垃圾箱 的容量也在增大。碟形刷采用液压马达驱动，液压传动可以吸收冲击和振动。大 大降低了传动系统和碟形刷的损坏率 使扫路机在性能上出现了飞跃。 由于湿式除尘方式在使用中受到了局限。为了扩大产品的使用范围，世界各 公司的制造商经过反复推敲没计了带有干式除尘装置的扫路机。 气力输送系统在 扫路机上开始得到了应用。地面上的微小灰尘和大颗粒的垃圾都能有效的被清 除。为了达到理想的吸尘效果，当时扫路机的作业车速度很慢，每小时达 35 公里。而且气力输送所需要的风量，风压很高，造成结构尺寸很大。为了使过滤 系统始终保持良好的工作状况，装有电动激振器。由于结构很庞杂 在小型扫路 机上应用这套系统受到了限制。 小型扫路机可应用于厂区，仓库 公园通道、车站等小范围的清扫，销售市 场广阔， 促使各公司的制造商转向小型扫路机的开发。在小型扫路机的结构上 避开了大尺寸气力输送系统，拼凑了吸扫复合式工作原理的清扫装置。即：地面 的清扫和垃圾输送是依靠清扫刷来完成的。 同时在机上配以小型机组成的吸风系 统，控制工作区域内的扬尘。许多厂商在扫路机的垃圾箔上安装了吸管，操作工 人可以手持吸管，专收墙角旮旯的垃圾，扩大了使用功能。 干式除尘系统虽然效率高， 但是如果地面有积水或垃圾潮湿， 在收进过程中， 潮湿的灰尘粘附在过滤器上使之失效。针对这一不可避免的弊端，研究扫路机的 工程技术人员，又从温式除尘的方法找到了出路： 即取消干式除尘装置，在吸风输送管道中，设计了水喷雾头。管道内的水在 高速气流的作用下利用引射原理从喷雾头喷高雾化， 使进入管道中的垃圾、 湿润、 聚合到达垃圾箱内，马上沉降。干净的空气被排入大气。含有大量水份的垃圾， 在垃圾箱内，通过分离器，垃圾与水分离，水再进入喷雾系统循环使用。这种湿 式除尘要比原始的将水喷到地上来除尘的传统方法先进的多。 同时又省去了干式 除尘的复杂装置。这是八十年代扫路机的先进技术。 随着高速公路的发展，促使扫路机向大型、高速发展使扫路机的清扫速度加 快，垃圾箱及水箱的容积增大。而且扭路机上有双方向盘，操作人员可以坐在任 何一边的位置驾驶。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 在机场上使用的扫路机，由于作业环境空旷，清扫面积大，要求扫路机安装 尺寸宽的滚筒刷，以提高扫珞机的清扫宽度。 美国、 英国、 德国的汽车工业发展历史 悠久。 汽车、 装载机、 拖拉机技术 日 趋成熟，英国、西德的几家公司先后推出了汽车、拖拉机牵引的清扫机械。有许 多家公司都形戒了系列产品。美国的 AARPOWERBOSS 公司的小型扫路机的品种多 达 二十二种；包括纯扭式、吸扫复台式小型扫瞎机械和地面洗刷机。 八十年代期，扫路机的技术比较成熟，结构也相对完善。现代扫路机的技术 成熟表现在： 作业时有高质量的清扫效果， 操作灵便， 对各种路面有很好的适应。 实现了液压气动和电子技术相结台的操纵控制系统。电液回路联合使用，轻便灵 敏，故障率低，液压元件实现了标准化，通用化，维修方便。清扫刷易于调整和 更换。驾驶员有舒适的操作环境。 综观世界工业发达国家八十年代末期扫路机的产品具有以下特点： 1)扫路机的传动系统由机械传动向全液压传动方向发展； 2)纯吸式、纯扫式工作原理向吸扫复合式工作原理发展； 3)干式除尘形式向先进的湿式除尘形式方向爱展； 4)体积大，自重大的扫路机 向体积小和机动性好的方向发展； 5)单一功能向多功能方向发展。 1.3.2 国内清扫机技术现状：国内清扫机技术现状： 20 世纪 60 年代 , 我国研制生产出了第一代清扫机,由于清扫效果差、劳 动强度大、操作不方便 ,面世不久即被淘汰。70 年代 , 国内相关科研机构、生 产厂家 , 加大了扫路机的研究开发力度 ,我国第二代扫路机诞生了。北京和上 海研制了大、中、小三种规格的纯扫式扫路机,S31 大型扫路机和 S32 中型扫路 机、 S15 小型扫路机相继投入使用。天津研制的干式纯吸式扫路机小批量投入使 用。 第二代扫路机的技术水平比第一代有了较大的提高。但由于纯扫式的清扫效 率扫净度不高问题、 干式纯吸式的除尘系统可靠性问题等原因, 使该类扫路机的 推广使用受到极大限制。 国内清扫机研制起步较晚，清扫机的机电一体化程度相对国外来说比较落 后。 80 年代以后， 国产清扫机基本采用了国外 80 年代的先进技术， 如真空技术， 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 液压技术，电液操作等技术。清扫机的机电一体化水平相对有所提高。然而作为 机电一体化技术的核心技术， 计算机技术以及直接制约和影响技术发展的传感检 测在国产清扫机上几乎没有应用，大大制约了国内清扫机的发展水平。 国内清扫机的发展将是一个课题。我们针对国内清扫机的现状进行技术改 造， 对清扫机实行智能控制，针对不同的工作环境对清扫机进行相应的设计和改 造。使其更加适应时代的发展和人们的需求。在之前的技术基础之上进行改进， 将清扫机机型变得简单轻便， 外观更加美观， 在增大承载容积和载荷能力的同时， 降低清扫机的重量。提高清扫机的使用寿命，减少噪声，降低成本，是清扫机更 加的人性化智能化，更加方便人们的使用，清扫机在国内的发展前景是远大的。 1.4 本文的研究内容本文的研究内容 墙壁与天花板的种类多不胜举， 但清洁维护 时的处理方式， 归纳起来就是可以用水洗和不可 水洗两种。可用水洗的墙壁与天花板，包括木墙 板(包括墙裙)、瓷砖贴壁与木质天花板。清 洁 时可用湿布蘸稀释的肥皂水轻抹，不可用 力，以免损伤表面。不 可用水洗的墙壁，包括 粉墙、壁纸墙，清洗时只需用毛掸子由上到下掸 去灰尘即可。不论哪种墙壁与天花板，清洗污垢 时，千万不可用力猛擦， 不然可能损坏墙壁。 可以用一小杯酒精、一小匙清洁剂混合后，用喷 雾器喷在污垢处，然后再用热毛巾覆 盖，污垢就能轻易去 除 了。 有时，墙壁或天花板 上会出现蜘蛛网。可用扫把轻轻撩掉 蛛网，将掉在地上的蜘蛛扫进垃圾铲 里再弄死。家里有小孩，可能会在墙 壁上乱画，会留下蜡笔迹与铅笔迹， 现有的清理天花板的方式 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 这时可用脱脂棉蘸些牙膏擦除， 也可以使用橡皮擦揩除。 如果留下浅 的脏手印， 可以用面包或馒头卷成小卷擦，即可把脏痕擦掉。 大多数有涂层的天花板表面都可以水洗，但是有一些天花板，尤其是吸声天 花板，则需要用特殊的方法来清洁。清洁天花板的时候，在家具和地板上铺些防 滴布或者报纸来对其进行保护。用海绵拖把来清洁天花板，这样就可以不用梯子 了。 假如是吸声涂层，这种粗糙的吸声涂层常用于新建筑和旧屋改造中。虽然 喷射型吸声涂料较为便宜且可以快速应用，但却不能清扫。如果天花板脏了，最 好的办法就是用真空吸尘器的刷子配件把它们除掉，然后重新喷射。如果是天花 板瓷砖，乙烯基涂层天花板瓷砖可以用通用洗涤剂清洗。不可洗的瓷砖也可以用 五金店出售的特殊产品进行定点清洁。 如果需要全部清洁， 可以对瓷砖重上涂料， 不需要专门涂抹某块区域。最后是石膏，和平坦的、带有涂层石膏天花板不同， 装饰性石膏天花板是不能清扫的，因为其表面没有涂层，而且纹理很深。如果石 膏天花板脏了的话，最好的办法是用真空吸尘器的刷子附件小心地打扫。 在清扫机械广泛用的大背景下， 如何设计一款能够让清扫室内天花板和高墙 的清扫装置是本次设计的主要内容。 传统的清扫方式是人工用扫帚加一个延长杆，长时间抬头看屋顶不说，清扫 的灰尘容易落入人的眼情。往往清扫不到 10 分钟，就手臂酸痛，无法继续操作。 如何解决现在清扫中的顽疾， 解决人工清扫的难度和工作量等问题摆在我们 面前。 比如说解决抬头看天花板会有灰尘落入眼睛，我们可以在本次中加入观察 装置的设定， 可移动支撑平台面板上安装一块平面镜，作用是使清洁者在清洁天 花板时及时了解天花板的卫生情况， 避免了人们因长时间仰头观看天花板卫生情 况造成的脖子酸痛。 所以在本次设计的中心在于：结构简单，操作方便，制造成本比较低，伸缩 柄杆可任意调节长度，适用于高度不一样的天花板清洁，灰尘收集器可将灰尘收 集统一处理，可清洁天花板、墙面和地板，整体可折叠，方便存放，不占空间。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第二章第二章 总体方案设计总体方案设计 2.1 各种设计方案分析各种设计方案分析 任何的设计不是凭空想像，为了使本次的设计能够达到设计要求，对现有的 清扫技术要有一定的解，所以本次设计开始前，我通过网络、书籍查阅了室内天 花板清扫机的相关资料，在接合本次设计的技术要求，设想了以下几个方案。 2.1.1 方案一方案一 本方案是是一种开花板墙面清洁机，行由行走机构、升降机构、伸缩及方位 调整机械、吸尘式清洁头和遥控控制模块。升降机构及遥控模块安装在行走机构 上， 其上端连接伸缩及方位调整机械。 吸尘式清洁头由外壳、 电机、 清洁板组成。 伸缩臂可调整清扫机头的高度。 缺点：体积大、设备结构复杂、只适合大型场所的天花板、不能清扫地面。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.1.2 方案二方案二 天花板、 地板除尘器， 可同时清扫天花板、 地板的清洁卫生装置。 带有把手、 行走轮的吸尘器连接有一可伸缩的主吸管， 主吸管上有防尘装置。 下部有副吸管， 副吸管有清洁头，通过固定夹具固定在吸尘器上。清洁时，主、副吸头工作，分 别吸取天花板和地面的灰尘。 这样人不用将手向上举也不用下弯腰就可同时处理 两捉不同位置的灰尘。 清理时吸尘器会有大的吸力，把靠近吸头的位置灰尘清理掉。这种方式不会 有灰尘的掉落引起的二次污染。 缺点：本装置用一台吸尘器带同两个吸头，所需的吸力要足够大，一但吸力 小时，不足以让灰土吸附。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.1.3 方案三方案三 本方案提供一种天花板清扫器， 其把杆通过万向节连接的支杆上端设有小型 电动机，其转轴连接有横向的毛刷，交设有装有棚布和滚轮的棚架，电动机连接 有电源线并装控制开关， 本方案通过开关控制电动毛刷的旋转清扫天花板、 墙面、 地板，方便快捷。 缺点：手持不方便，清理墙面和天花板时，抬头观察，易疲劳。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.1.42.1.4 方案四方案四 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 本方案提供清洁装置： 伸缩柄杆是通过用直径不同的方形铝合金管套在一起 实现的，用螺母固定位置；清洁器安装在灰尘收集器内，防止所除灰尘掉落到人 的身上或者地板上，同时方便灰尘收集统一处理；灰尘收集器下方安装有电机， 由电动机提供动力，带动清洁器转动实现对天花板、墙面或者地板的清洁；电动 机下方安装球形转向器，用于将清洁器、灰尘收集器和电动机那一部分顺时针旋 转 90 度，实现对墙面进行清洁；伸缩杆中部（位于第一根伸缩杆与第二根伸缩 杆之间）同样安装有球形转向器，用于将伸缩杆顺时针旋转 90 度，实现对地板 进行清洁；伸缩杆下端与可移动支撑平台面板用铰链连接（类似于可折叠单车支 架中间的铰链装置） ，作用是当不用清洁装置的时候将伸缩杆的那部分平放到面 板上，存放时不占地方；扶手安装在可移动支撑平台面板侧面，有铰链连接，方 便清洁者控制清洁装置的移动方向，前进和后退，扶手是可以折叠的，清洁装置 不用的时候便于存放；可移动支撑平台面板上安装一块平面镜，作用是使清洁者 在清洁天花板时及时了解天花板的卫生情况， 避免了人们因长时间仰头观看天花 板卫生情况造成的脖子酸痛。 优点：结构简单，操作方便，制造成本比较低，伸缩柄杆可任意调节长度， 适用于高度不一样的天花板清洁，灰尘收集器可将灰尘收集统一处理，可清洁天 花板、墙面和地板，整体可折叠，方便存放，不占地方。 缺点：需要人工拧松调节螺母后再去调节伸缩杆，调节好伸缩柄杆的长度后 还要拧紧调节螺母，这个过程比较麻烦 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 2.2 总体方案的选择总体方案的选择 在总结方案进行筛选之前，我们首先回顾一下我们的设计要求是什么。我们 要设计的是一款能够清理天花板、高墙的一个手推式的清洁机。要求结构简单， 易折叠存放。 上面介绍的 4 个方案，我们一起分析总结一下，这些方案的优缺点，我们一 一解决，一一分析，在整个设备的可行性上，我们如何解决如何更好更方便 的 达到我们的设计目的和要求， 如果不能在一个可行的方案作为支撑所有的设计都 只是空谈。 我们对产品的需求可以通过下面的表格进行分析， 方案对技术要求的选项我 们选用 5、4、3、2 、1、0 总计 6 个等级来评分。通过类比结果如下： 通过表格的对比分析，我们不难得出结论，方案四是最适合本次设计要求的 技术方案，本方案的最在优势就是天花板清扫高度和效率，在同样的工况下，本 编 号 评比项目 方案一 方案二 方案三 方案四 1 起升高度 5 4 4 5 2 折叠后尺寸大小 3 5 5 4 3 天花板清洁能力 5 4 4 5 4 墙面清洁能力 2 2 4 5 5 地面清洁能力 0 5 3 4 6 起升的方便性 5 4 4 4 7 省力方便性 4 4 1 5 8 移动方便性 4 5 5 5 9 天花板灰尘收集 5 5 5 5 10 墙面灰尘收集 0 5 1 5 11 地面灰尘收集 0 5 1 1 12 设备成本 5 1 5 5 评分 38 48 42 53 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 方案能最大化的，最方便 的达到一个优质效果。 一个产品是否符合设计要求，不单单看他是否达到设计能力，而是综合的看 性价比的高低， 在完成设计需要的同时， 造价成本控制也是选型的一个重要参数。 构件多功能设计构件多功能设计构件多功能设计构件多功能设计所谓构件 多功能就是一个构件具有多个作用功能.在机构运作过程中能产生多个有用的动 作。 例如：在清扫机的电机既有清扫到位的作用又有定位夹紧的功能在毛刷安装 中，压紧构件既起压紧作用又有定位的功能；在作往复运动的机构中，对行程开 关触动构件。既起触发机构作反向运动的作用，又有推动计数器作记录的功能。 采用构件多功能的设计，可使结构简单、紧凑和灵巧，可使机构运行稳定可靠。 运动交换机构简单可靠运动交换机构简单可靠运动交换机构简单可靠运动 交换机构简单可靠运动变换机构的设计，要根据使用的功能要求和技术条件，选 择合理的机构， 力求机构能简单可靠地实现运动形式和运动方向的变换能方便地 进行作用力和工作位里的调节。机构类型的选择，要考虑其固有的特性，例如： 减速机构必有省力和运行较平稳的功能。反之，增速机构不省力也不大平稳但有 增大行程(或增大转角)和延时的作用 产品的设计中我们要考虑更好的因素， 我们才能够在设计中达到一个平衡稳 定的过程。所以我们要把自己考虑的东西包括到设计 中去，保证设计的合理性。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 第三章第三章 结构设计结构设计 3.1 行走车设计行走车设计 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 行走车为整个机械的支撑底座和行走件， 在车板下面有 4 个万向轮可以使小 车任意方向转向。为了方便小车不用时的整体结构最小化，行走车的推手采用了 拼装结构不用时可把推手支架拔出，减小整体结构高度。中行走车的中间，将升 降架的万向球节焊接在面板上，在使时，可确保整个清扫机的整体性、完整性。 小车在设计中要考虑整体结构的稳定性，因为我们要清理的是 3 米高的天花板， 设计中要考虑会不会出再头重脚轻的一个问题， 所以整体设计中行走车都要注意 这一块的设计。 行走车作为整个机构的基础部份，整体设备的重量和受力总合，都要集中在 行走车上，为了确保机构的可运动特性。万向轮我们选择了重型尼龙轮，每件的 可受重力为 0.8 吨，4 件总计承重 3.2 吨，然而整个清扫机的重量仅仅 0.6 吨，这 样的一个对比，安全系数和运行性都达到了一个最高点，为整个设备的运行打造 了坚实的基础。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.2 球节头球节头 一般的球节头可以达到一个转动的联接，但在本工程实例中，我们不仅要转 向，还要在转向后有个锁定功能。为了保证一个 90 度的转动角，在球的一侧开 直径 22 的开口槽，使支撑杆的细腰结构能够从开口槽进入，达到一个转动角。 在开口槽的另一侧，打造一个伸出通用螺栓可调球节直径的结构，在达到使用需 要角度和高度时，通过紧固螺栓，使球关节固定在这一特定角度。 球关节为了达到一个锁定的功能，内球面打毛边，保证接触面的粗糙度，在 材料上我们选择可塑性较高的材料，保证机构在反复的的使用时，不会出现机构 的疲劳极限，提高机构寿命和安全性。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.3 连杆支撑连杆支撑 在连杆支撑的设计是，考虑到整体结构最后的折叠大小和清扫机头的重量， 连杆支撑的强度要求比较高。在选定方案时，采用无缝钢管两端焊接 45#钢圆球 头，球头下接直径 20mm 的圆钢，与球关节配合，使结构上能达到一个 90 度的 对折旋转效果。 支撑杆作为重要的连接机构，它在确保强度和重量的合理性配比。在加大的 机构的强度的同时，自身的重上也上升，在设计时我们要考虑到机构重量最轻、 强度最大，保证连杆在重量极限位置不会弯曲和变形。为个支撑杆的自锁，两端 的球面粗造度与关节机构相配合，即可以达到自锁功能 ，还能在松动螺栓时自 由转动角度，达到清扫机的无死角清扫。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.4 球节头与连杆支撑配合球节头与连杆支撑配合 上图中准确的表现出了当两个支撑杆收起折叠后， 直径 20mm 的圆钢与球关 节上的 22 的开口槽配合在一起，本设计的关键就在 这个位置，如何将折叠后的 清扫机最小化，不占地方，那么最大化的折叠，减小机构本身设计带来的折叠死 角。 从上面三个结构我们可以看出这样一点， 在连杆与行走车之间也是通过一个 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 球关节连接，我们在收起连杆支撑时，无论如何也不能将连杆收到行走车以内， 所在球关节的螺栓坚固结构就是一大必备结构。 松开螺栓后将连杆支撑与球节头 脱离，连杆单独成一结构，在折叠收藏时，就可以达到最小地占地面积。 3.5 清扫机头清扫机头 清扫机头在设计中要考虑到几点：1、减小机头的重量；2、机头可转向；3、 尘污的收集。整个结构中最影响重量的部分是电机的选型，我们选用了永磁直流 电机，电机转速快、发热量小、重量轻、电源便于接口。在电机的上方加一毛刷， 硬毛长度约 1cm，便于快速更换。在机头下面接一万向球节头，可以根据清招的 位置不同，调节最造合的角度并通过螺栓坚固。为了保证整个过程的统一性，设 备中球节头的螺栓尺寸一至，保证一个工具就可完成操作。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.6 观察镜观察镜 可移动支撑平台面板上安装一块平面镜， 作用是使清洁者在清洁天花板时及 时了解天花板的卫生情况， 避免了人们因长时间仰头观看天花板卫生情况造成的 脖子酸痛。平面镜的角度可供操作都自行调节，在清理不同区域 时调整不同角 度。 这一结构在设计时也考虑到了结构的折叠性能，而且镜面易破碎，所以观 察镜也采用了可拆卸的设计，通过一小型的球关节固定，保证了角度的可调整， 而且通过坚固螺栓的调节，快速的对结构进行拆卸组装。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.7 结构计算结构计算 在整个设计中，旋转清扫装置为市场上通用的清扫机头，为成熟可靠部件， 在此我不在进行重复设计计算。 设计的重点是： 旋转清扫器清扫范围的计算验证， 和球节处连接锁紧是否可靠。 3.7.1 清扫范围设计校清扫范围设计校核核 根据国家住宅建筑设计规范 第六节层高和净高 中的规定，商品房 的楼层高度必须符合以下标准： 第 2.6.1 条住宅层高不应高于 2.80m。 第 2.6.2 条卧室、起居室的净高不应低于 2.40m，其局部净高不应低于 2m。 第 2.6.3 条利用坡屋顶内空间作卧室时，其一半面积的净高不应低于 2.10m， 其余部分最低处高度不宜低于 1.5m。 第 2.6.4 条厨房的净高不应低于 2.20m，卫生间、厕所、贮藏室的净高不应 低于 2m。 第 2.6.5 条卫生间、厕所内采用蹲式大便器时，其蹲位处地面距上部存水弯 的净高不应低于 1.90m。 上述只是最低标准，如果购房合同中买卖双方对层高另有约定（该约定必须 高于国家标准，否则无效） ，则开发商交房时应当达到约定的标准。 根据以 标准可以知道，本设计应该符合以上标准中的屋顶清理范围，本设 计使用时调节范围为 1.8m-3.0m。如下图所示： 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.7.2 球节处连接锁紧球节处连接锁紧 球节处连接后依靠螺栓紧固力产生的摩擦力，防止转动，当处于 3.0m 使用 时三竿直立，旋转力矩近似为零，可以不考虑。 当工作状态为 1.8m 时，自上而下分析三球头处受力： 旋转清扫装置及最大污物重量： 1 G =1.64Kg。 关节重量： 2 G =0.476Kg。 清扫头关节重量： 3 G =0.328Kg。 支撑杆重量： 4 G =1.037Kg。 顶部 1 球节 压力 13 F=(G +G ) 9.8=19.28N， 扭矩M=F 0=0。 顶部 2 球节 压力 143 F=(G +G +G ) 9.8=28.83N， 扭矩 114433 M=Gg L +Gg L +Gg L =1.64 9.8 0.734+0.328 9.8 0.734+1.037 9.8 0.35 =17.71N.m 顶部 3 球节 压力 1432 F=(G +2 G +G +G ) 9.8=29.23N， 扭矩 11443322 M=Gg L +2 Gg L +Gg L +Gg L =1.64 9.8 0+0.328 9.8 0.35+2 1.037 9.8 0.35+0.476 9.8 0.7 =21.14N.m 顶部 4 球节压力 1432 F=(G +G +G +G ) 9.8=29.23N 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 扭矩 11443322 M=Gg L +Gg L +Gg L +Gg L =1.64 9.8 0.734+0.328 9.8 0.734+1.037 9.8 0.35+0.476 9.8 0 =11.5N.m 顶部 5 球节 压力 1432 F=(G +G +G +G ) 9.8=29.23N 扭矩 1144332222 M=Gg L +Gg L +Gg L +Gg L +2 GL =1.64 9.8 0.734+0.328 9.8 0.734+1.037 9.8 0.35+0.476 9.8 0+2 0.476 0 =11.5N.m 分析可知顶部第三节球节受到扭矩最大， 为转动的危险处， 对此处进行受力分析： M=21.14 因为旋转清扫装置在工作时受到震动，取安全系数 1.2 则 M=21.14 1.2=25.368 球头半径 R=0.04 则摩擦力 M25.368 f=317.1N 2R2*0.04 取摩擦系数为 0.1 螺栓压力 317.1 F=3171N 0.1 球头连接锁紧螺栓选用8.8级 M8螺栓，查表可知查表螺栓的保证载荷 GB/T3098.1-2000；8.8级螺栓 M8的拉力是21200N。 21200 N=6.68 3171 分析知螺栓紧固力远小于自身承受的拉力，故能满足可靠锁定的工作要求。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.8 支撑杆的有限元分析支撑杆的有限元分析 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 3.9 设计设计小结小结 根据室内顶面清洁装置设计的技术要求， 连杆是通过用直径相同的圆型铝合 金管套在一起实现的，用螺母固定位置；清洁器安装在灰尘收集器内，防止所除 灰尘掉落到人的身上或者地板上，同时方便灰尘收集统一处理；灰尘收集器内安 装有电机，由电动机提供动力，带动清洁器转动实现对天花板、墙面或者地板的 清洁；电动机下方安装球形转向器，用于将清洁器、灰尘收集器和电动机那一部 分顺时针旋转 90 度，实现对墙面进行清洁；连杆安装有球形转向器，用于将连 杆顺时针旋转 90 度，实现对地板进行清洁；伸缩杆下端与可移动支撑平台面板 用铰链连接（类似于可折叠单车支架中间的铰链装置） ，作用是当不用清洁装置 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 的时候将伸缩杆的那部分平放到面板上，存放时不占地方；扶手安装在可移动支 撑平台面板侧面，有铰链连接，方便清洁者控制清洁装置的移动方向，前进和后 退，扶手是可以收取的，清洁装置不用的时候便于存放；可移动支撑平台面板上 安装一块平面镜，作用是使清洁者在清洁天花板时及时了解天花板的卫生情况， 避免了人们因长时间仰头观看天花板卫生情况造成的脖子酸痛。 当清洁机可以使用时，如何选择合适的清洁方案，也是达到一个优质清扫结 果，我们从网上收集了一些方法供大家参考。 用水洗的墙壁和天花板用水洗的墙壁和天花板 1.木板墙、彩色瓷砖与木天花板，清洁时可用湿布蘸稀释的肥皂水轻抹，不 可用力以免伤及表面。 2.在湿布上挤一些牙膏，可擦掉墙上的铅笔或彩色蜡笔的笔迹，但是牙膏的 量一定不能太多，擦的时候力道也要有所控。 3.如塑料壁纸上的污迹，可喷洒一些清洁剂，以拧干的布擦，即能面目一 新。 不能用水洗的墙壁和天花板不能用水洗的墙壁和天花板 1.粉墙，壁纸墙，清洁时只需用鸡毛掸掸去尘埃即可。 2.纸质、布质壁纸上的污点不能用水洗，可用橡皮擦。 3.彩色墙纸上的新油迹，可用滑石粉将其去掉，在滑石粉上垫张吸水纸，再 熨下。 5.日常清洁(可擦洗的墙纸)，用海绵沾稀释后的清洁剂擦洗。若墙纸发生翘 边，可用壁纸胶刷在翘边处进行处理，墙纸起泡，可用注射器注入胶水，然后轻 轻下压，最后擦去多余胶水即可。 4.墙壁若已脏污得很严重，使用石膏或沉淀性钙粉，沾在布上磨擦，或使用 细砂纸轻擦，亦能去除。 不论是哪种墙壁， 沾上污垢时， 千万不要用力猛擦， 以免损坏墙壁和天花板。 最好用 1 小杯酒精、 1 小匙清洁剂混合后， 用喷雾器喷在墙壁和天花板的污垢处， 然后再用热毛巾覆盖，污垢就能轻易去除了。 原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载 详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763 结结 束束 语语 毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后一个环节， 是对所学基础知识和 专业知识的一种综合应用，是一种综合的再学习、再提高的过程，这一过程对学 生的学习能力和独立思考及工作能力也是一个培养， 同时毕业设计的水平也反映 了大学教育的综合水平，因此学校十分重视毕业设计这一环节，加强了对毕业设 计工作的指导和动员教育。在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节， 是我们步入社会参与实际工作的一次极好的演示， 也是对我们自学能力和解决问 题能力的一次考验，是学校生活与社会生活间的过渡。在完成毕业设计的时候， 我尽量的把毕业设计和实际工作有机的结合起来，实践与理论相结合。这样更有 利于自己能力的提高。 社会是在不断的变化、发展的，眼下社会变革迅速，对人才的要求也越来越 高， 要用发展的眼光看问题， 要学会学习， 学会创新， 学会适应社会的发展要求。 在走出校园，迈向社会之即，把握今天，才能创造未来，老师的熏陶和教诲，使 我懂得了更多处世为人的道理，有了一定的创新精神和钻研精神。 其实我们可以把毕业设计看作是一个工作内容，在完成毕业设计的时候，所 用到的知识，以及所具备的专注力和责任心，同样在工作中是必不可少的。由于 社会生活的变革和科技进步对社会及个人的影响， 认为学校能满足人生所有教育 需要的理性主义幻想已经破灭。社会的发展要求劳动者不断更新知识，每个人的 职业不可能终身不变。这一切都要求现在的学生除获取一定的理论知识和技能 外，还必须培养自己进一步学习的能力。而教育的改革和发展，既要反映当代社 会的实际需求，更要充分考虑社会的发展趋势。学校教育要为学生的终身发展提 供相应的知识、能力和素质基础，学生的发展高于一切。因此，我们要更新职业 教育观念，调整职业教育的深度，不仅要着眼于今天和明天，还要着眼于学生的 未来。 课程设计能够加强各