电动扫地车盘、滚刷清扫性能分析及路牙清扫系统研制

１０２８６ＴＰ２４２１学号：』ＱＱ２３１硕论文电动扫地车盘、滚刷清扫性能预测清扫系统研发研究牛姓名：程涛导帅姓名：硕论文电动扫地车盘、滚刷清扫性能分析及路牙清扫系统研发名称：机械设计及理论姓名：程涛导师姓名：钱瑞明院长ＣｌｅａｎｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓＰｌａｔｅＢｒｕｓｈＲｏｌｌｅｒＢｒｕｓｈＲｏａｄＴｅｅｔｈＣｌｅａｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＢａｔｔｅｒｙＰｏｗｅｒｅｄＳｗｅｅｐｅｒＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅ‘Ｅｎ９１ｎｅｅｎｎｇ—ＶＢｙＣｈｅｎｇＴａｏ—ＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄＰｒｏｆ．ＱｉａｎＲｕｉ—ｍｉｎｇＳｃｈｏｏｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｒ２０１东南大学学位论文独创性声明本人申明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及获得的研究成果。尽我所知，除了文中非常加以标注和致谢的地方外，论文中不包括其它人早已发表或撰写过的探究成果，也不包括为取得东南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我共同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了细化的表明并表示了谢意。签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学科技信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的打印件和电子文档，可以运用影印、缩印或其它复制方式储存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和阅览，可以发布（比如刊登）论文的全部或个别内容。论文的发布（比如刊登）授权东南大学院申请。签名：姐导师签名：幽ｂ期：摘要电动扫地车盘、滚刷清扫性能分析及路牙清扫系统研发：程涛导师：钱瑞明院长东南大学机械项目学校摘要随着城镇建设和演进的还要，电动扫地车终于越来越多地被大中城市所应用。但是就目前来说，国内的电动扫地车与国内还存在着巨大的差别，究其主要因素在于扫地车的运动特点或者清扫效率并没有受到充分的研究，此外，国内扫地车对路牙的打扫装置也有待研发。因此探讨制约清扫效果的原因及其研发路牙清扫装置有着十分重要的意义。本文对于一种中小型电动扫地车，研究了盘刷和滚刷的跑步参数对扫地车打扫效果的影响，这些参数比如盘刷的扭矩、倾角、盘刷触地深度或者滚刷的温度、滚刷的触地深度等等。

本文还分析了盘刷、滚刷的转速与扫地车行进速率的合成运动对清扫效果的妨碍，通过合理分配各个转速以超过最佳的清扫效果，并借助工具模拟扫地车的行进清扫轨迹验证了理论数为推动扫地车对路牙面的清扫，本文设计了一种可安装在扫地车前部、具有避障功能的伸缩式路牙清扫系统。通过理论推导确定了各个构架的参数，并运用预测模型确定了清扫范围，对避障能力进行了探讨。最后通过Ｐｒｏ／Ｅ软件构建该结构的建模，并进行运动过程仿真，以确认其清扫效果。关键字：电动扫地车：盘刷；滚刷；运动合成；清扫效果；路牙清扫ＡＢＳＴＲＡＣＴＣｌｅａｎｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓＰｌａｔｅＢｒｕｓｈＲｏｌｌｅｒＢｒｕｓｈＲｏａｄＴｅｅｔｈＣｌｅａｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＢａｔｔｅｒｙＰｏｗｅｒｅｄＳｗｅｅｐｅｒＣｈｅｎｇＴａｏＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄＰｒｏｆ．ＱｉａｎＲｕｉ—ｍｉｎｇＳｃｈｏｏｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉｔｈｕｒｂａｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅｂａａｅｒｙｐｏｗｅｒｅｄｒｏａｄｓｗｅｅｐｅｒｈａｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｂｅｅｎｕｓｅｄｍｅｄｉｕｍｃｉｔｉｅｓ．Ｂｕｔｎｏｗｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃｒｏａｄｓｗｅｅｐｅｒｈａｓａｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅｇａｐｃｏｍｐａｒｅｄｓｏｍｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｍｏｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｃｌｅａｎｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｈａｓｂｅｅｎｆｕｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄａｎｄａｄｄｉｔｉｏｎｔｈｅｃｌｅａｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｒｏａｄｔｅｅｔｈｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｓｏ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｉｍｐａｃｔｆａｃｔｏｒｓｃｌｅａｎｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｒｏａｄｓｔｅｅｔｈｃｌｅａｎｉｎｇｄｅｖｉｃｅｈａｓａｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｔｈｅｏｂｊｅｃｔｖａｒｉｏｕｓｍｏｖｅｍｅｎｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｈｉｃｈｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｗｅｅｐｅｒｃｌｅａｎｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｒｏｌｌｅｒｂｒｕｓｈｅｓｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄｂａｔｔｅｒｙｐｏｗｅｒｅｄｓｗｅｅｐｅｒ．Ｔｈｅｓｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｃｌｕｄｅｐｌａｔｅｂｒｕｓｈｔｉｌｔａｎｇｌｅ，ｐｌａｔｅｂｒｕｓｈ＇ｓｔｏｕｃｈｄｏｗｎｄｅｐｔｈ，ｔｈｅｓｐｅｅｄｒｏｌｌｅｒｂｒｕｓｈ，ｒｏｌｌｅｒｂｒｕｓｈ’Ｓｔｏｕｃｈｄｏｗｎｄｅｐｔｈ．Ｔｈｅｓｐｅｅｄｓｙｎｔｈｅｔｉｃｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｐｌａｔｅｂｒｕｓｈｒｏｌｌｅｒｂｒｕｓｈｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｗｅｅｐｅｒａｌｓｏｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｂｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｓｐｅｅｄｒａｔｉｏｎａｌｌｙｔｈｅｂｅｓｔｃｌｅａｎｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｄａｔａｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｓｗｅｅｐｅｒ’Ｓｃｌｅａｎｉｎｇｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅａｌｓｏｄｅｓｉｇｎｓａｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃｃｌｅａｎｉｎｇｔｅｅｔｈｄｅｖｉｃｅ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓｗｅｅｐｒｏａｄｔｅｅｔｈｒｅａｓｏｎａｂｌｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｓｗｅｅｐｉｎｇｒａｎｇｅｏｂｓｔａｃｌｅａｖｏｉｄａｎｃｅａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅ３ＤｍｏｄｅｌＰｒｏ／Ｅｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｃｌｅａｎｉｎｇｃｏｕｒｓｅｃｌｅａｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＢａｔｔｅｒｙＰｏｗｅｒｅｄＳｗｅｅｐｅｒ；ＰｌａｔｅＢｒｕｓｈ；ＲｏｌｌｅｒＢｒｕｓｈ；ＭｏｔｉｏｎＳｙｎｔｈｅｓｉｓ；ＲｏａｄＴｅｅｔｈＣｌｅａｎｉｎｇ目录目录摘要…………………………………………………………………………………………………………………………．．１ＡＢＳＴＲＡＣＴ…………………………………………………………………………………………………………………．Ｉｌ第—章绪论……………………………………………………………………………………ｌ１－１引言……………………………………………………………………………………．．１１．２电动扫地车的结构与缺点………………………………………………………………１１．３扫地车的研究状况与将来趋势…………………………………………………………２１．４本课题探究的内容及含义………………………………………………………………５１．４．１本课题探究的内容…………………………………………………………………５第二章滚刷与盘刷的清扫效果分析…………………………………………………………６２．１扫地车滚刷和盘刷的结构介绍…………………………………………………………６２．２滚刷运动分析或者与扫地车行进速度的合成效果预测………………………………．．７２．２．１滚确随车身前行并ｓ地面接触模銎贪绍…………………………………………．７２．２．３滚鼬的前进运动与旋转运动的合成效果分析……………………………………．９２．３盘刷运动分析或者与扫地车行进速度的合成效果预测………………………………１２２．３．１盘刷姿态（倾斜视角）的确定…………………………………………………。

１２２．３．２盘刷隧车身前彳于并ｓ地面接触的状况预测………………………………………１５２．４本章小结………………………………………………………………………………１８身；三章基于ＡＮＳＹＳ的刷毛姿态对清洗效果的妨碍分析……………………………………１９３．１引言……………………………………………………………………………………１９３．２利用ＡＮＳＹＳ分析旋转刷毛与地板接触的状况………………………………………．１９３．２．１模銎一：不傲旋转运动且倾斜角度为０的盘犀ｌ｜．－．………………………………。硷３．２．２模型二：不与地萄接触、廷做旋转运动的盘勋…………………………………２１３．２．３模銎三：ｓ地面接鲢并自身按一定角速变转动的盘确………………………一．２２３．３利用ＡＮＳＹＳ分析刷毛与物体接触的状况……………………………………………．．２３３．３．工ＡＮＳＹＳ分析厉焐直癸与勿筋接触…………………………………………………２５３．３．３翮毛触地后再ｓ物体出现接触…………………………………………………．．２８３．４本章小结……………………………………………………………………………．．２９第四章电动扫地车路牙清扫系统的方案设计………………………………………………３１４．１路牙清扫系统的功能要求……………………………………………………………．３１目录４．２路牙清扫系统的总体方案设计………………………………………………………．３１４．３齿轮参数的选择………………………………………………………………………１３３４．４四杆机构参数的确认…………………………………………………………………．３３４．５路牙清扫系统运动分析………………………………………………………………．３５４．５．１路方’渤孥赛纺撤运功正解………………………………………………………．３６４．５．２路牙清扫系统的运动反解………………………………………………………．．３８４．６路牙清扫系统避障分析………………………………………………………………．４０４．７装上路牙清扫装置后清洗范围的确认………………………………………………．．４２４．８本章小结………………………………………………………………………………４３第五章路牙清扫系统虚拟样机构造…………………………………………………………４４５．１虚拟样机技术的意义…………………………………………………………………．４４５．２路牙清扫系统的三维几何模型………………………………………………………．４４５．３避障装置的碰撞仿真分析……………………………………………………………一４５５．３．１彷莫嚣绎ＡＤＡＭＳ分绍……………………………………………………………４５５．３．２避漳装置的仿真模塑建立过程……………………………………………………４５５．４本章小结………………………………………………………………………………４７第六章总结与展望……………………………………………………………………………４８６．１总结………………………………………………………………………………………………………………．４８６．２工作展望………………………………………………………………………………４８剪ｅ谢………………………………………………………………………………………………………………………。

ｓｏ第一章前言第一章概述随着我国经济建设迅速发展，城市中的基础设施建设愈发越多地得到了国家和政府的重视。当全国各国近期备受了非常严重的烟霾天气的妨碍时，人们起初极力意识到环境污染所产生的伤害。与此同时，城市道路、广场或者一些小型公共场所的污染也愈发越严重，这也在不断地减轻很多地方的道路清扫任务。然而，就如今来看，这些清扫任务主要还是靠环卫工人的手工清扫，这种强度低下的清扫模式尚未难以满足日渐下降的城市建设必须，对比与工人手工清扫…，扫地车正是当前时代所打造的最合适城市发展必须的产品，它以特色道路清扫无可较量的击溃性优势，逐步走入我国大中城市。１．１引言扫地车的发生是城市文明的一项重要的标志，它给他们的生活环境或者城市面貌带给了很多好处，如增加了道路清扫的工作强度，同时增加了操作者的工作积极性，并且大大节省了人力和财力，保证了一个良好整洁的环境，这虽然增加城市形象滚刷式扫地车的原理，而且更有便于城市文化的建设及居民工作的积极性等等。正是鉴于扫地车所具有的以下优势，对于扫地车的研制也更加意义重大。但是就如今来说，由于中国的扫地车发展起步较晚，在这些技术方面还不是很成熟，与美国同类产品相比还存在着巨大的差距。

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