【《往复式洗车机的结构计算设计》12000字】

往复式洗车机的结构计算设计目录TOC\h\z\t"标题A,1,标题B,2,标题C,3"摘要 1目录 3第1章绪论 51.1研究的背景 51.2国内外洗车状况对比 61.2.1国内洗车现状 61.2.2国外洗车现状 7第2章总体方案的设计与研究 112.1具体方案的提出 112.2主要参数 112.3洗车毛刷的选择 122.4主要结构分析与设计 13第3章系统主要的硬件设计 143.1横刷的运动分析与设计 143.2横刷传动方案的设计 143.2.1电动机的选择 153.2.2带传动的设计 163.2.3齿轮的设计 203.2.4联轴器的选择 243.2.5轴的设计 243.2.6滚动轴承的选择 303.2.7键的选择 313.3侧刷的运动分析与设计 323.4横刷传动方案的设计 32第4章控制系统设计分析 344.1电气控制系统设计分析 344.1.1控制系统分析 344.1.2控制系统运动过程 354.1.3控制系统的程序设计分析 35总结与展望 37致谢 39参考文献 40

第1章绪论1.1研究的背景近年来，由于人们生活水平的不断提高，小型汽车迅速进入了成千上万个家庭。据公安部门数据统计，2020年我国现有车辆预计有3.72亿辆，汽车的数量将达到2.81亿辆，2020全年我国新注册车辆达到了3328万辆，相比2019年的新注册车辆数量上涨了约114万辆，增长比达到了3.56%。从上述的数据可得，我国居民拥有汽车的数量将持续持增长趋势。人们的私家车几乎都停在室外，相对室内环境，容易受环境、天气等外界因素的影响，如图1-1所示。面对这种情况，汽车的车体的喷漆易失去光泽，进而发生老化，产生褪色，从而影响汽车的外观。其中，汽车上各个地方的橡胶密封条最容易受影响，长年累积下，橡胶的密封功能大打折扣，导致汽车的安全性下降，最终缩短汽车的使用寿命。因此，对汽车最好的保护就是当你的汽车遭受到上述影响时，便去对汽车进行一次大清洗。图1-1露天停车2020年的年初，对中国和全世界都不好。新型冠状病毒的突然出现，并以迅雷不及掩耳之势影响了全世界，包括中国在内的许多国家都为这种突然的疫情付出了巨大的代价。为了打赢这场艰巨的战争，要从自身做好自我防护开始。其中，大多数人已经形成了以无接触的方式进行日常生活行动，在各行各业，都在倡导无接触服务。而自动洗车机，省去了传统洗车的沟通等环节，从洗车到吹干只需要一台机器就可以完成，这更加适合疫情当下的洗车环境。据数据统计，地球上所现有的水只有十分之三是淡水，而且这其中的大部分都存在与南北极[1]。因为水是以冰的形式保存的，可以工人们饮用的水则相对来说是少之又少，但现在大街上常见的传统洗车方式，对淡水资源的浪费大家是有目共睹，相对于传统洗车方式，洗车机对水利用有了大大提升，效率与质量也大有改善，近几年国家在面对温室效应等问题时，开始鼓励绿色环保的发展，而全自动洗车可以在洗车的同时减少对淡水资源的浪费，还可以实现水的循环利用，进而降低排放污水。与传统的洗车机相比，洗车机的优点告诉我们，洗车机的发展将是不可逆潮流。相信在不久的未来，洗车机的使用将会更为普及。1.2国内外洗车状况对比1.2.1国内洗车现状我国的洗车行业大多数是采用传统人工洗车方式，在全球资源日益稀缺的情况下，传统洗车行业所带来的低效率、高能耗和环境污染日益与当前节能减排的呼声背道而驰。洗车过程中的水浪费是非常严重的，虽然许多洗车房配备了污水处理设备，但它们很少得到有效利用。城市饮用水被秘密用于洗车，这使得节约用水变得困难。据相关市场调查统计，我国每年用于洗车的清洁水消耗一亿吨，这个巨大的数字，必然将成为我国发展路上必须解决的问题。另外，传统的洗车行业都是人工进行洗车，需要花费大量的水来换取汽车的一抹干净，伴随着复杂的洗车过程等。而且人工洗车方式最后必然要用抹布进行擦拭，但抹布的质量常常没有想象中的完美，极有可能使车漆受伤。图1-2人工洗车方式随着我国汽车的普及，洗车行业必将迎来新发展机遇，而全自动洗车机也将成为领头羊。全自动洗车机是洗车业的一种全新设备，可以充分满足其清洗效果、速度、成本等要求。研究并设计一种新型全自动洗车机是洗车业未来发展中不可缺少的。与发达国家相比，我国的全自动洗车机拥有量及使用率处于较低水平，人工洗车的方式仍是多数洗车店的首选。由于传统的洗车行业多年以来对各方面要求较低，且员工进入门槛较低，政府对这方面发展的关注较少，使得这个行业几乎停滞不前。今天，洗车店在大街上随处可见，但很少使用自动洗车设备。洗车行业是从汽车工业的出现和应用中诞生的。西方发达国家的汽车工业已有近100年的历史，高效环保的自动洗车方法早已普及[2]。随着我国经济的发展和环境压力越来越明显，人们对洗车方法的思考开始发生巨大的变化。因此，迫切需要改变新技术的应用，开发一种高效、环保的自动洗车装置。洗车控制系统的研究与开发对于当今社会的未来发展非常重要。1.2.2国外洗车现状相比之下，西方发达国家是如何实现高效环保的自动洗车的呢?根据一项相关研究发现，发达国家主要以无水洗车、计算机自动洗车和蒸汽洗车三种方法为主要洗车的方式。计算机自动洗车以其独有的特点使得其在发达国家的中所占比最大。龙门式、往复式、隧道式为计算机自动洗车的三种形式，其中龙门式与往复式的功能相似。如图1-3所示，往复式洗车机的洗车特点是被洗汽车不移动，而洗车机的框架来回动作。往复式自动洗车机所占面积小，清洗的速度快，约3-5分钟。被洗汽车进去预定位置停好后，洗车机将由PLC预先设置好的程序来进行一步又一步的动作。图1-3往复式洗车机龙门式比往复式体积更大，如图1-4所示，清洗汽车大约需要90秒。类似隧道式洗车法，在地面传动链上运行，用高压水清洗湿润，涂蜡，然后风干，就能获得足够的清洗效果。除了以上两种外，还有一种全自动洗车机叫隧道式洗车机。图1-4龙门式洗车机隧道式洗车机不同于往复式洗车机的特点，如图1-5所示，还要求有传动链。使用隧道洗车机在地面上，用旋转滚筒刷和喷嘴向各个方向擦洗。目前，隧道式洗车机有着压倒性的外观和科技感，所以车主会主动洗车，洗车时间短，洗车效果是好的。在欧洲和美国广泛使用。图1-5隧道式洗车机无水洗车机不需要水参与，如图1-6所示，其是通过添加一些特殊的洗车物质来清洗水，这些物质将汽车漆面与灰尘和污垢隔离开来，然后用少量的水刷洗，最后做到节水洗车的目的。我国的无水洗车方式才刚刚起步，所以只在一些大城市存在。但总体来说，无水洗车方式的洗车效果不错且其简单还便宜。图1-6无水洗车机蒸汽洗车机对水的需求量小，如图1-7所示。蒸汽以其独有的特点，使得其成为优良的清洗方式之一，它不仅效率高、节约水资源、清洁力度大，而且它的成本也较低。其中热蒸汽能迅速除去油漆表面的污垢。除清洗外，还可对车辆进行消毒。这种洗车方法在我国很少使用。图1-7蒸汽洗车机综上可知，相对于汽车服务行业起步较早的发达国家来说，我国在洗车行业中还有许多路要走。国内的许多传统洗车店都在追求利益的最大化，但往往忽略了一些质量等的把关。汽车的快速发展必定会带来洗车业的春天，而能否以有效的方式应对这个挑战，需要我们不断的努力。我国许多一、二、三线城市正面临严重的水资源短缺，饮用水资源非常紧张，不仅地下水水位低，而且许多地区都受到不同程度的污染，节约用水也迫在眉睫，故我们应该采取新的洗车方法。故学习和开发一种类似于国外的全自动环保清洁装置势在必行!因此，先进的洗车方式必然会在很多方面取代后者，特别是人工洗车方式。这在今天尤其重要。

第2章总体方案的设计与研究2.1具体方案的提出全自动小型龙门往复式洗车机应包括龙门架、配电箱、行走导轨、横刷、侧刷等。当汽车驶入指定位置后，按下洗车机的启动按钮，PLC开始执行预设定的程序，其中，电动机开始转动，横刷沿轨道开始下降，当下降到预定位置时，横刷、侧刷的驱动系统启动，开始旋转，洗车机龙门架沿导轨开始移动，大侧刷抵达与被洗车辆相接触位置后，龙门架停止移动，大侧刷按预定路程对被洗车辆的前侧清洗，完成后开始向汽车两侧移动，并清洗被洗车辆两边。横刷抵达与被洗车辆上方相接触位置时，在液压系统的调整与电机的带动下，开始对汽车上方清洁。小侧刷与大侧刷相仿，主要的运动是对被洗车辆的下方进行清洁。当龙门架移动至被洗车辆的后方，大侧刷进行动作并去清洗汽车后部，横刷开始下降，对汽车后半部分表面清洗。当沿车型清洗结束后，侧刷、横刷通过电动机的带动，开始反向转动，龙门架反向移动，对汽车进行从后往前的第二次清洗。最后，洗车完成。2.2主要参数为了对全自动小型龙门往复式洗车机进行尺寸设计，对市场上常见的小型家用两厢汽车进行了调查结果如表2-1所示。表2-1常见小型家用两厢汽车及部分参数汽车品牌长/mm宽/mm高/mm轴距/mm前轮距/mm后轮距/mm大众POLO3970168214622470//Mini383217271453249515011501续表2-1汽车品牌长/mm宽/mm高/mm轴距/mm前轮距/mm后轮距/mm本田飞度410916941537250314851473宝骏3104032168014502550//大众高尔夫4296178814712636//可以看出，小型家用两厢车的长度集中在4000mm左右，宽度集中在1700mm左右，高度集中在1500mm左右。综上，结合小型家用两厢车的尺寸外形，可设计全自动小型龙门往复式洗车机装置的高度为2100mm，宽度为2200mm，总长度为8000mm，保证车辆的方便进入与离开。综上，可得洗车机的主要参数如表2-2所示。表2-2主要技术参数机型龙门往复式机器尺寸长×宽×高(mm)3000×2200×2100洗车尺寸宽×高(m)2×2洗车速度(min/辆)3-5设备占地9000×4000×4000电源供给(V)3802.3洗车毛刷的选择洗车刷是自动洗车机最重要的部件之一，也是洗车机中与唯一与汽车表面直接接触的部件。很明显，刷子的质量对洗车质量有直接的影响。用户可能在短期内不会注意到这个问题，但持续使用劣质刷会显著降低车辆的光泽。洗车刷在中国洗车市场上大致可以分为尼龙刷、棉刷、纤维刷、泡棉刷等。其中尼龙刷是第一款洗车刷，具有优异的耐用性，但在水中浸泡后，刷毛变硬，对汽车上的油漆造成一定的损伤，故现阶段并不将其作为首选。棉刷是经过改良的第二代车刷，由于其材料构成为棉花，所以它的吸水性强，材质柔软，是目前市场上使用最广泛的刷，缺点是棉布可能先浸过水再裹上沙子，容易对被洗车辆造成一定的伤害。纤维刷是第三代毛刷，可加工成不同颜色，外形绚丽夺目，目前应用较多。优点是采用高分子材质，使用寿命长。市面上有国产丝形和进口片形两种。丝形寿命及柔软程度远不及片形毛刷，片形毛刷表面是凹凸的波纹形状，尖部呈现毛绒状，很好地保护车漆。泡棉刷是较新的一款毛刷，它毛发柔软，吸水性弱，进而不易包裹一些杂质，不损坏车身，用途广泛。其吸水性弱的特点，可考虑在洗车后利用这个特点进行对汽车车体的擦干。这个设计中使用的刷子材料是泡棉。2.4主要结构分析与设计洗车机的每个部分必须执行自己相对独立的功能来完成洗车，因为汽车在整个清洗过程中是保持静止的。另外，由于各部件相对于汽车的运动轨迹不同，有必要对洗车机各机构的运行过程进行分析，使各机构能够调整空间和时间的工作，使得整个清洗过程的顺利进行。洗车机的总体布局如图2-1所示。图2-1总体布局图1行走导轨2龙门架3、4、6侧刷5横刷

第3章系统主要的硬件设计3.1横刷的运动分析与设计横刷的作用是擦洗车顶。它的运动可以分解为沿汽车方向的垂直运动，模仿车顶的形状的运动和它自己围绕中轴的旋转运动。运动方向可分为垂直和水平两个方向，其中水平运动靠龙门架的运动来实现，垂直运动则通过如图3-1所示机构实现。图3-1机构运动示意1平衡块2回转凸轮3液压缸4横刷通过液压缸的伸缩调节，可使横刷上下进行调整，以使横刷到达预定位置，通过电机的传动，使得横刷开始旋转，进而对汽车进行仿车型清洗。3.2横刷传动方案的设计综上，横刷主要是对汽车的顶部与前后部进行清洗，其主要运动为自身的回转运动。根据实际考虑，将横刷的转动速度暂定为2r/s，若将电动机直接与横刷相连，显然转动速度无法满足要求，故还需加入减速器等。拟定传动方案如图3-2所示。图3-2传动方案根据对横刷运动的初步估算，拟定其运动如表3-1所示。表3-1传动数据表横刷负载转矩横刷转速横刷速度横刷直径3.6N·m2.33r/s2.6m/s0.6m3.2.1电动机的选择选择类型合适的电动机是横刷良好完成工作的最基本保证，由于横刷所需转矩不大，故不妨选用三相笼型异步电动机，它有结构简洁、经久耐用、成本低、维护便利等优点。确定电动机的容量电动机在工作过程中需要克服摩擦力等的作用，显然，摩擦力主要由横刷在清洗汽车时产生。摩擦力的计算公式为：F=μS#式中：μ——比例系数（与材料有关）；S——横刷与汽车接触面积。由已知参数：小型家用两厢车的长度集中在4000mm左右，宽度集中在1700mm左右，则S=4000×1700=6.8m2，取μ=110N/m工作机所需输入功率计算公式为：P式中：F——摩擦力，N；R——横刷半径，m；ω——横刷转动角速度，rad/s。由已知参数：F=748N，R=0.3m，ω=2.33r/s=14.66rad/s，由公式（3传动系统效率为：η所需电动机的输出功率为：P确定型号初选3个型号，电动机的型号及其参数如表3-2所示。表3-2电动机型号型号额定功率/KW噪声/dB满载转速/（r/min）工作效率缺点Y112M-4468~7414400.84噪声大Y160M1-8464~697200.84体积较大Y132M1-6466~719600.84由上表可知，电动机应选择型号为Y132M1-6，其同步转速为1000r/min，满载转速为960r/min。3.2.2带传动的设计传动比的确定传动比计算公式为：i=式中：n1——主动轮转速，r/minn2——从动轮转速，r/min由已知参数：横刷转速为：n=2.33r/s=140r/min。电动机的转速为n=960r/min。经公式（3-3）计算可得i带传动：i齿轮传动：i各轴的数据I轴：转速为：n功率为：P转矩为：TⅡ轴：转速为：n功率为：P转矩为：TⅢ轴：转速为：n功率为：P转矩为：T带传动的具体设计确定计算功率由具体工况可知，工况系数KAP选取型号根据Pc=4.4KW，n=960r/min，查确定带轮计算直径查V带轮最小基准直径表，确定主动轮计算直径为：d从动轮直径为：d查V带轮最小基准直径表取：dd2从动轮实际转速为：n带的速度为：v=带速合理。虽然n1确定带的中心距和长度根据0.7(dd1+dd2则带的初定基准长度为：L=2×300+查普通V带的长度系列表，选定节线长度L则实际中心距为：a≈验算小带轮包角α=故小带轮上的包角合适。确定带的根数由dd1=100mm，n=960r/min，查单根普通V带的基本额定功率表，得基本额定功率P根据n=960r/min，i1=nn1查包角修正系数表，得包角修正系数Kα=0.98，由带长修正系数表，得带长修正系数则带的根数为：Z≥取Z=5根。计算初拉力和压轴力由V带得线密度表，查得线密度q=0.11kg/m则带所需得初始拉力为：F=带作用在轴上得压力为：F带的尺寸带的尺寸如图3-3所示。图3-3带的尺寸3.2.3齿轮的设计选择齿轮的材料和精度等级查齿轮常用材料及力学性能表，不妨选小齿轮齿轮材料为40Cr(调质)，取齿面硬度为280HBS；大齿轮材料为45钢(调质)，取齿面硬度为240HBS。取精度等级为7级。按齿面接触疲劳强度设计初选小齿轮齿数取Z大齿轮的齿数为：Z确定齿宽系数小齿轮作对称布置，且采用软齿面，故查齿宽系数表，得齿宽系数ψd确定许用应力由齿轮的接触疲劳极限图，查得σHlim1=740MPa，σHlim2=680循环次数为：N由接触疲劳寿命系数表，查得接触疲劳寿命系数ZN1=1.16，许用接触应力为：σσdm=根据标准模数表，选取模数m=6。齿轮的相关参数ddb=取b2=132mm，a=按齿根弯曲疲劳强度校核确定齿形系数由齿轮齿形系数图，查得YFa1=2.8，确定应力修正系数由齿轮应力修正系数图，查得Ysa1=1.56，确定载荷系数由使用系数表，查得KA由动载系数表，查得KV由齿间载荷分配系数表，查得KFα由齿向载荷分配系数图，查得KFβ载荷系数为：K=确定重合度系数端面重合度为：εε重合度系数为：Y确定许用弯曲应力由齿轮的弯曲疲劳极限图，查得σFlim1=610MPa，σ由最小安全系数表，查得最小安全系数SFmin由弯曲疲劳寿命系数图，查得YN1=0.94，尺寸系数为：Y许用弯曲应力为：σσ校核弯曲应力为：==由σF1<σ3.2.4联轴器的选择确定轴端的直径联轴器是用来连接两根轴，为使连接平稳，故需确定轴端的直径。查表，得A则轴的直径为：d≥由于传动要求，故轴上应有键槽，故使得其强度削弱，所以应增大5%~7%的直径尺寸，大约采用32.31~39.45mm，不妨取d2=40m选择联轴器的型号综上，选TL7型弹性套柱销联轴器和J型号轴孔，直径大约为42mm，轴孔的长度大约为82mm。3.2.5轴的设计选取轴的材料碳钢和合金钢二者以独特的特点，常常作为选择轴材时优选考虑的选项。与碳钢相比较，合金钢的力学性能等往往要优于碳钢，但合金钢的价格却也由此比碳钢更贵，大多数应用在载荷较大，轴颈耐磨性高的场合。相较于合金钢，碳钢也拥有较好的力学性能，成本低，应用范围广。根据本减速器的特点，综合考虑后，轴材选择经调质处理的45钢。查力学性能表，得45钢的强度极限σb=640MPa，许用弯曲应力[σ确定如何定位和固定轴上的部件轴及其部件的可靠定位、固定和方便的拆装是轴完成其功能的基本要求。综合考虑，选择沿轴的小直径端安装齿轮，利用轴肩定位齿轮的左端，而右端是利用套筒来进行固定。从动轴的结构设计确定各轴段的直径和长度根据联轴器的选择，可知轴的外伸端为轴直径最小的地方，与联轴器配合，直径为40mm，考虑联轴器的轴向位置，则轴肩处的直径不妨取50mm，并用相同的方法确定其余各段直径。轴承的选用初步定为6210型滚动轴承。齿轮轮毂宽度为132mm，为保证其安全性，与齿轮配合处的轴段长度为130mm，齿轮端面与箱体相距约10mm，并注意轴承之间的润滑,轴承表面和箱体内表面的间距大约是7mm。考虑联轴器与箱盖的距离要求,ϕ45处长度取60mm。轴承支点的距离为222mm。如图3-3所示。图3-3从动轴尺寸按弯扭合成强度校核齿轮的切向力为：F齿轮的径向力为：F则径向力与切向力合力为：F支座反力为：F其中：F1HF2H∅80轴段处的弯矩为：M=670.43×∅60轴段处的弯矩为：M=12067.74N·mm转矩为：T由减速器的旋转方式可知，轴扭转切应力为脉动循环变应力，取折合系数α=0.6∅80轴段处的当量弯矩：=∅60轴段处的当量弯矩：=由Mca>Mca'可知，∅55∅80轴段处：σ∅60轴段处：σ综上可知，轴的强度满足要求，且轴需要有较大的承受力，强度裕量正常，故轴径不需要再进行修改。主动轴的结构设计确定轴端的直径查表，得A则轴的直径为：d≥由于传动要求，故轴上应有键槽，故使得其强度削弱，所以应增大5%~7%的直径尺寸，大约采用46.87~57.35mm，不妨取d2=58m确定各轴段的直径和长度由上述计算可知，主动齿轮的分度圆直径为120mm，主动轴的最小轴段的直径为58mm，不妨将该轴设计为齿轮轴。显然，轴的外伸端为轴直径最小的地方，与带轮相配合，直径为58mm，按照齿轮拆卸要求等依次确定各轴段直径。其中，轴承的选用初步定为6210型滚动轴承。由主动齿轮和从动齿轮的装配对应关系可知，两个轴承支点的位置距离为222mm，按照要求依次对轴长度取值，如图3-4所示。图3-4主动轴尺寸按弯扭合成强度校核带轮重20KG，重力为：G=mg=20×9.8=196N带轮作用在轴上的压轴力为：F求垂直面内的弯矩：支座反力为：112.5×1260+206×196=225×FF其中：F1VF2V齿轮轴段处的弯矩为：M∅68轴段处的弯矩为：M求水平面内的弯矩：支座反力为：112.5×458.6+225×FF齿轮轴段处的弯矩为：M∅68轴段处的弯矩为：M转矩为：T齿轮轴段处的总弯矩：M=∅68轴段处的总弯矩：M齿轮轴段处的当量弯矩：M∅68轴段处的当量弯矩：=由Mca<Mca对∅68轴段处进行强度校核：σ综上可知，轴的强度满足要求，且轴需要有较大的承受力，强度裕量正常，故轴径不需要再进行修改。3.2.6滚动轴承的选择由于圆柱直齿齿轮无直接的轴向力，所以不妨选用深沟球轴承，经过初步估算，决定主动轴使用6215型轴承，从动轴使用6212型轴承。校核主动轴轴承查表，得温度影响系数ft=1，载荷系数fp=1.2，径向动载系数X=1，轴向动载系数Y当量动载荷为：P=基本额定动载荷为：C=P6215型轴承的径向基本额定动载荷为：Cr=60.8KN，由校核从动轴轴承当量动载荷为：P=基本额定动载荷为：C=P6212型轴承的径向基本额定动载荷为：Cr=47.8KN，由3.2.7键的选择键多用于连接，可以实现轴和部件的定位，同时传递扭矩。根据系统特点，不妨选用普通平键。从动轴与齿轮连接处的键选择：b×h=20×12mm，L=110mm查键连接的许用挤压应力表，得许用挤压应力σ键所受挤压应力为：σ由σp从动轴与联轴器连接处的键选择：b×h=12×8mm，L=70mm键所受挤压应力为：σ由σp主动轴与带轮连接处的键选择：b×h=16×10mm，L=80mm键所受挤压应力为：σ由σp3.3侧刷的运动分析与设计侧刷分为大侧刷与小侧刷，如图3-4所示，其中1为大侧刷，2为小侧刷。大侧刷的作用是清洗汽车的前后端和汽车的侧面，运动可分为沿车两侧运动和绕中心轴旋转。旋转中心的运行轨迹和车身的形状相似。其中，龙门架自身的移动会带动大侧刷沿车身两侧的运动。为保证清洗完整与车辆安全，大侧刷在洗车前或洗车完成后的位置应该处于洗车机两侧。洗车机启动，大侧刷开始接触到汽车，此时洗车机龙门架停止行走，大侧刷开始在导轨的带动下对汽车前面进行清洗，完成后开始向汽车两侧移动，后对汽车两侧清洗，当到达车尾后，再进行返回清洗。小侧刷的作用则是对灰尘容易聚积的轮胎处与汽车底部处进行清洗，其运动与大侧刷相似。图3-5侧刷示意图3.4侧刷传动方案的设计侧刷主要是对汽车的侧面进行清洗，其主要运动为自身的回转运动，由于其转速等与横刷相似，故其电机等部件的选择可与横刷类似。

第4章控制系统设计分析4.1电气控制系统设计分析电气控制技术是为实现机械自动化的技术，其主要研究对象是传动装置和系统等。而电器控制系统就好比电脑中的CPU，是电气控制技术中的重要成员，其应用广泛，也是实现工业或机械自动化的重要工具。伴随着科技的发展、社会的进步，电气控制技术也逐渐在升级。以前的手动控制方式如今早已变成了自动控制，繁琐的手工操作也早已变成了如今的信息化处理，以前的单一化的控制系统也发展成了多元化的网络自控系统。在大数据化的今天，电气控制技术必将迎来又一个春天！在洗车机中加入电气控制技术，不仅给洗车机增加了智能化的控制，而且也使得洗车机更加贴合当今发展潮流。本洗车机中，毛刷的移动、龙门架的移动等等都需要控制系统的准确控制，而可编程序控制器是20世纪60年代开始发展起来的一种新型工业控制装置，用于取代传统的继电器控制系统，实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等功能。高档PLC还能实现数字运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信。它具有通用性强、可靠性高、指挥系统简单、编程简单易学、易于学习、所占空间较小、维护起来方便等优点。最终，选用PLC作为控制系统核心，辅以红外传感器、限位开关等组成电器控制系统。4.1.1控制系统分析系统以PLC为核心，配合传感器等来对系统机构进行控制，根据系统的工作状态或时间等来进行一系列动作，使得洗车机有条不紊的进行工作，系统工作过程如图4-1所示。图4-1系统工作图4.1.2控制系统运动过程按下开关，洗车机运行指示灯变黄，洗车机开始移动，喷水系统启动进行喷水，毛刷开始动作。洗车机前移至汽车尾部后碰到限位开关，触发返回信号，洗车机返回移动。洗车机返回至初始位置，喷水系统与毛刷停止动作，洗车机运行指示灯变绿。若洗车过程中出现意外状况，可按下急停按钮，洗车机停止工作，待意外情况接触后，可恢复至初始位置。4.1.3控制系统的程序设计分析程序的编程设计语言采用梯形图，梯形图是使用最多的PLC图形设计语言，其与继电器控制系统的电路图相似，故具有直观易懂的特点。传感器发生动作后，将信号发送至PLC，进而执行相应的动作。具体运行框图如图4-2所示。图4-2PLC运行框图

总结与展望总结：本文通过对国内外洗车行业现状的对比，得出国内洗车行业与国外洗车行业相比处于落后的结论，并进一步对国外的洗车行业进行分析，找出国内洗车行业现存不足，进行了一些总结，提出自动洗车机将是未来发展趋势的观点。本文主要内容如下：首先结合当下环境对国内洗车行业进行讨论，分析得出了现在对全自动洗车来说是一个前所未有发展机遇。然后总结讨论了国内现有全自动洗车机的特点，并指出一些缺点，如：国内现有的全自动洗车机的种类繁多，功能参差不齐，清洗方式也五花八门，洗车的效果并不理想。引出下文的设计。根据往复式洗车机的特点，对传动方案进行优化设计。常见的往复式洗车机往往对车辆的清洗不够干净，其主要原因是由于车辆的尺寸不同使得毛刷往往无法准确接触到车表面，本文先对汽车的尺寸进行整理，针对小型家用两厢汽车，设计出洗车机的尺寸，使得清洗更加精准。洗车机的清洗主要依靠毛刷，本文对毛刷的材料进行分析，舍去了回去汽车造成伤害的尼龙刷和棉刷，选择了泡棉刷，进一步把好质量关。毛刷的动作来自于电动机，针对汽车日常中的所遭受的灰尘，预估了清洗这些灰尘需要多少转速，更加准确的把控了质量关。由于电动机的额定转速都较大，直接与毛刷相连势必会造成毛刷转速过快从而伤害到汽车。本文针对这个问题，设计了减速器传动，为使传动更加准确，故从选择电动机，设计带传动、