新型純電動小型清掃車的設計.pdf

1、在經濟與科技迅速發(fā)展的當前社會，人們對生活環(huán)境越來越關注，因此廣場、校園、小區(qū)等公共區(qū)域的環(huán)保任務也越來越重，然而對于此類公共區(qū)域的保潔工作還主要停留在以人力清掃為主的工作模式，比起國外一些發(fā)達國家的全面機械化的工作模式而言還是十分落后的。小型純電動清掃車作為國際市場上一種主流的清掃設備，在中國市場上也有著良好的發(fā)展前景，然而我國小型清掃車在功能實現上、制造工藝及成本上都有著嚴重的不足，因此對國內清掃車的研究需要有新的突破。
　　

2、本文針對國內清掃車清掃方式傳統化、清掃效率低的固有缺陷，對現有清掃車的清掃裝置的結構進行了改進型設計。本文的研究對國內清掃車的發(fā)展具有重要的意義。具體的工作內容如下：
　　首先，概述了國內清掃車的基本構成、工作原理以及分類狀況，并且給出了清掃車的清掃能力與清掃效率理論公式，然后根據理論參數分析了清掃車的行駛速度，盤刷轉速及傾斜角度，刷毛材質以及風機的風量對清掃車的清掃效率及清掃能力的影響。并最終得出提高國內清掃車的清掃性能的解決方

3、法，為下文清掃車結構的改進型設計以及盤刷轉速的控制，提供了理論基礎。
　　其次，為了提高原有清掃車的清掃性能，在現有清掃裝置結構的基礎上提出并設計了一種能夠清掃路牙，公共長椅底部垃圾的第三掃刷結構，并根據掃刷的實際功能要求以及工業(yè)機器人的設計規(guī)則，設計了三種符合理論要求的掃刷結構。根據所選車型的具體參數及工作地點的具體狀況，確定掃刷的各個桿長以及各個關節(jié)的轉角范圍，之后在Pro/E中建立掃刷與清掃車的三維模型，并且給出第三掃刷在不

4、工作狀態(tài)以及清掃路牙、長椅底部的時候所處的姿態(tài)。
　　然后，對選定好的第三掃刷進行了運動學分析，并求解出了掃刷末端點的工作空間，最后求出了掃刷的雅克比矩陣。首先基于D-H矩陣建立了掃刷的運動學模型并進行了求解，通過MATLAB編程繪制了掃刷末端點的位移曲線，然后在ADAMS中以相同的運動規(guī)律繪制出掃刷的仿真運動曲線，對比兩個曲線從而驗證了理論分析的正確性。其次，采用蒙特卡洛原理求解出了掃刷末端參考點的工作空間，并在MATLAB中繪

5、制出掃刷的運動空間散點圖。再利用矢量叉積法求解出掃刷的雅克比矩陣，進一步分析了掃刷各個桿件之間的瞬時速度傳遞關系，最后再借助于ADAMS進行了仿真。
　　接下來，對掃刷進行動力學分析，并求出各個關節(jié)的最大轉矩，以此作為標準選取各個關節(jié)所需要的驅動電機以及減速器。首先，運用第二類拉格朗日方程求出掃刷的動力學方程，并在MATLAB求出掃刷各個關節(jié)在勻速狀態(tài)下得出的力矩曲線，然后將Pro/E中建立的掃刷模型導入到ADAMS中進行掃刷的動

6、力學方程，設定與MATLAB同樣的運動參數繪制出掃刷各個關節(jié)的力矩曲線，對比兩個曲線以此來驗證理論分析的正確性。最后以掃刷各關節(jié)在最大加速度下勻加速運動進行仿真，得到各關節(jié)力矩的極值，并且選定相應的驅動電機以及減速器。
　　最后，通過MATLAB的fuzzy模塊建立清掃車的行駛速度與盤刷轉速的模糊控制系統，對清掃車在不同行駛速度下的盤刷轉速進行了模糊控制。首先，用模糊控制系統建立出理想盤刷轉速的模糊控制器，并求出在不同行駛車速下的