每周進(jìn)度報(bào)告.doc

每週進(jìn)度報(bào)告指導(dǎo)教授：李吉群 教授 組員：林根豐 許尹融 蘇正宇一、 專(zhuān)題主題障礙地形運(yùn)動(dòng)載具-大樓外牆清洗機(jī)二、 源起大樓外牆清洗機(jī)的功能主要在於清洗大樓窗戶(hù)、外牆等外部結(jié)構(gòu)，然而礙於在清洗大樓時(shí)清洗後廢水的處理，清洗的效果、效率等等。綜觀目前市面上可見(jiàn)的洗牆?rùn)C(jī)，清洗方式主要還是以人工清洗為主，以?huà)旎\垂降，再以人工方式清洗牆面。本組設(shè)計(jì)的考量就是希望以機(jī)械取代人力，操作人員只需在旁監(jiān)控操作，省時(shí)省人力又降低人員傷亡的危險(xiǎn)度。三、 功能要求 我們整個(gè)大樓清洗機(jī)的設(shè)計(jì)，是希望使其能夠在一次的作動(dòng)中完成三件事情：1.清潔劑噴灑、2.壁面洗刷、3.清水沖淨(jìng)，並且安置在大樓頂樓的機(jī)座可以沿著固定在大樓頂樓的滑軌水平位移，洗刷大樓四邊的壁面。我們希望實(shí)體做出來(lái)時(shí)能具備有以下性能：n 清洗機(jī)構(gòu)下降速度：0.25 m / sn 清洗機(jī)構(gòu)上升速度：0.5 m / sn 移動(dòng)平臺(tái)水平位移速度：0.25 m / sn 清潔片旋轉(zhuǎn)速度：180 rpmn 活動(dòng)臂活動(dòng)角度：120度n 清洗刷長(zhǎng)：5m以上述性能清洗一道高50公尺，寬50公尺的壁面50m / 5(m/次)=10次 (清洗次數(shù))50m/0.25(m/s) + 50m /0.5(m/s) = 300秒=5分鐘 (清洗機(jī)構(gòu)一趟來(lái)回需時(shí)間)(5/0.25)*9=180秒=3分鐘 (機(jī)臺(tái)平移所需時(shí)間)5*10+3=53分鐘 (共需時(shí)間)預(yù)計(jì)清洗一面50m X 50m 的壁面約需53分鐘四、 模型規(guī)格我們?cè)趯?shí)務(wù)製作上，規(guī)格以模型為準(zhǔn)，規(guī)格尺寸如下：80802402003030240單位：mm基座系統(tǒng)側(cè)視基座系統(tǒng)前視安裝活動(dòng)臂懸吊清潔機(jī)構(gòu)系統(tǒng)滑軌預(yù)計(jì)清潔系統(tǒng)模型重量小於三公斤，若活動(dòng)臂長(zhǎng)250mm，則基座系統(tǒng)至少須重4.33公斤，若考慮到安全性，則重量再增加一些是妥當(dāng)?shù)?。在清潔機(jī)構(gòu)方面，清洗方式仍需要討論，所以沒(méi)辦法有確定的形狀出來(lái)。大樓清洗機(jī)示意簡(jiǎn)圖五、 系統(tǒng)圖 系統(tǒng)圖1 / 3基座系統(tǒng)移動(dòng)平臺(tái)滑軌活動(dòng)臂滑軌馬達(dá)控制器丙活動(dòng)臂馬達(dá)控制器甲升降裝置纜繩纜繩馬達(dá)控制器乙基座系統(tǒng)名詞解釋移動(dòng)平臺(tái)： 安置在大樓頂樓的主體結(jié)構(gòu)，可藉由滑軌延大樓邊緣平移；活動(dòng)臂： 有兩組，可活動(dòng)範(fàn)圍120度；活動(dòng)臂馬達(dá)： 驅(qū)動(dòng)活動(dòng)桿；控制器甲： 控制活動(dòng)臂馬達(dá)；升降裝置： 能使清潔機(jī)構(gòu)系統(tǒng)上下移動(dòng)；纜繩： 連接清洗機(jī)構(gòu)系統(tǒng)；纜繩馬達(dá)： 負(fù)責(zé)收放纜繩(扭力大，轉(zhuǎn)速小)；控制器乙： 控制馬達(dá)纜繩；滑軌： 位置在移動(dòng)平臺(tái)下方，帶動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)；滑軌馬達(dá)： 啟動(dòng)時(shí)能使滑軌作平移的運(yùn)動(dòng)；控制器丙： 控制滑軌馬達(dá)；系統(tǒng)圖2 / 3清洗機(jī)構(gòu)系統(tǒng)骨架外殼清潔刷扭轉(zhuǎn)彈簧泵及時(shí)監(jiān)控裝置彈簧馬達(dá)清洗馬達(dá)控制器戊控制器丁清洗機(jī)構(gòu)系統(tǒng)名詞解釋骨架： 清洗機(jī)構(gòu)的主體機(jī)構(gòu)；扭轉(zhuǎn)彈簧： 其作用在清洗時(shí)，清潔刷自動(dòng)貼合壁面；彈簧馬達(dá)： 停止清洗時(shí)，使清潔刷摺疊入外殼；控制器?。?控制彈簧馬達(dá)；清潔刷： 啟動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)清洗壁面；清洗馬達(dá)： 帶動(dòng)清潔刷；控制器戊： 控制清洗馬達(dá)；泵： 將廢水抽到大樓上處理；外殼： 避免水花四濺，再者增加美觀；及時(shí)監(jiān)控裝置：操作者透過(guò)攝影機(jī)，明白清洗狀況，並做適當(dāng)控制。系統(tǒng)圖3 / 3 ( 跨系統(tǒng)線(xiàn)路 )涉及範(fàn)圍包括基座系統(tǒng)及清洗機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，包含電源供應(yīng)、清洗管路系統(tǒng)輸送管線(xiàn)輸送管線(xiàn)電線(xiàn)電線(xiàn)電源水噴嘴清潔劑噴嘴清洗機(jī)構(gòu)系統(tǒng)基座系統(tǒng)清潔劑幫浦清潔劑槽水幫浦水槽六、 目前組員分工 經(jīng)過(guò)不斷的研商討論，我們本組發(fā)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)所知甚少，所以這個(gè)禮拜我們著重於蒐集尋找本專(zhuān)題可能會(huì)使用的一切資料。目前我們大致上分成了以下幾類(lèi)：1. 機(jī)構(gòu)部分：林根豐2. 控制介面部分：蘇正宇3. 馬達(dá)部份：許尹融七、 機(jī)構(gòu)部分 針對(duì)我們所設(shè)計(jì)的大樓清洗機(jī)，其機(jī)構(gòu)上我們需要找到最佳設(shè)計(jì)，以確保機(jī)構(gòu)活動(dòng)的最適當(dāng)範(fàn)圍，以實(shí)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)這部清洗機(jī)的期待。以方便與經(jīng)濟(jì)作考量，我們選用軟體模擬機(jī)構(gòu)，模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，來(lái)發(fā)現(xiàn)元件間的最佳配置及工作情形。我們選用Pro/ENGINEER軟體來(lái)進(jìn)行模擬。目前各元件正在建構(gòu)中。八、 控制部分九、 馬達(dá)部分關(guān)於馬達(dá)這個(gè)部份，經(jīng)過(guò)我們組員間多次的討論，在想到更好的方案之前，我們將以目前比較可行的方案做為主要設(shè)計(jì)方向。我們目前的構(gòu)想如下：圖一直流馬達(dá) 1 選用直流馬達(dá)來(lái)帶動(dòng)清洗機(jī)構(gòu)的清洗片（如右圖一所示），是因?yàn)榍逑雌谛D(zhuǎn)清洗時(shí)，不需定位。對(duì)直流馬達(dá)的特性而言，其轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與扭力呈反比，也就是速度愈快扭力愈小，速度愈慢扭力愈大。在實(shí)際應(yīng)用中，我們可以考慮到速度與力矩的關(guān)係，在直流馬達(dá)轉(zhuǎn)子後端配上適當(dāng)比例的減速齒輪，以達(dá)到我們要的功能。步進(jìn)馬達(dá) 1 由於我們對(duì)基座在樓頂平面的水平移動(dòng)、清潔機(jī)構(gòu)的升降高度、活動(dòng)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)角度等有定位的需求，所以我們採(cǎi)用的是步進(jìn)馬達(dá)。在步進(jìn)馬達(dá)這個(gè)部份，負(fù)責(zé)XY軸方向的移動(dòng)，如圖二所示： X（軌道方向）Y（清潔機(jī)構(gòu)的升降）圖二：基座大樓利用步進(jìn)馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)基座，在大樓的樓頂平面上做X軸方向的水平移動(dòng)，然後再配合齒輪切換機(jī)構(gòu)，將動(dòng)力轉(zhuǎn)到Y(jié)軸方向，控制繩索的收放（清潔機(jī)構(gòu)的升降）以及活動(dòng)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)等等。程式控制部份 爲(wèi)了能更快的熟悉8051的操作應(yīng)用，我們最近著手一些基本的8051單板來(lái)作基本的I/O控制，礙於最近期中考試將屆，我們這周先介紹了一個(gè)簡(jiǎn)單的LED指示燈操作。 單板上工作指示LED在單板上8051埠3位元7接有一LED指示燈，我們稱(chēng)為工作指示LED，送出低電位時(shí)，LED點(diǎn)亮，高電位時(shí)則使LED熄滅。我們可以用來(lái)表示如下的一些狀態(tài)：u 程式執(zhí)行在有狀況產(chǎn)生時(shí)，LED閃動(dòng)一下。u 做狀態(tài)區(qū)分表示，如狀態(tài)1閃動(dòng)一下，狀態(tài)2閃動(dòng)兩下，依此類(lèi)推。u 程式執(zhí)行遇到特殊錯(cuò)誤時(shí)，持續(xù)閃動(dòng)著。因此靠一個(gè)LED閃動(dòng)情況，可以判斷程式執(zhí)行的正確性及顯示程式執(zhí)行的結(jié)果，這是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單容易的輸出裝置，用來(lái)表示一個(gè)位元的數(shù)位狀態(tài)。IO51板上設(shè)計(jì)有此控制電路，可以直接在板上驗(yàn)證其控制程式功能。程式列表0 ; -1 ; LEDA.ASM test DELAY time2 ; -3 ORG 0H ; 程式由位址0開(kāi)始執(zhí)行4 JMP BEGIN 5 ; -6 BEGIN: MOVE SP , # 60H ; 設(shè)定堆疊指標(biāo)至RAM位址60H7 LOOP: ; 無(wú)窮迴圈8 CPL P3.7 ; 位元反向9 MOV R5 , # 10 ; 載入延遲參數(shù)10 CALL DELAY ; 呼叫延遲副程式延遲0.1秒11 JMP LOOP ; 再執(zhí)行迴圈一次12 ; -13 ; DELAY Xms R5*10 ms14 DELAY : ; 延遲副程式15 MOV R6 , # 50 ; 總延遲時(shí)間 R5*10 ms16 $ 1 : MOV R7 , # 10017 DJNZ R7 , # 10018 DJNZ R6 , $ 119 DJNZ R5 , DELAY20 RET21 END22 ; -執(zhí)行結(jié)果程式執(zhí)行後工作指示LED持續(xù)閃動(dòng)著，亮滅之間約0.1秒。程式說(shuō)明行號(hào)說(shuō)明3設(shè)定程式油單晶片內(nèi)部程式ROM位址0開(kāi)始執(zhí)行6設(shè)定堆疊指標(biāo)至RAM位址60H711無(wú)窮迴圈控制工作指示LED持續(xù)閃動(dòng)，亮滅之間延遲約0.1秒。1320delay( )副程式，延遲時(shí)間由工作暫存器R5決定，共可延遲（R5*10）ms，若R5值為10則執(zhí)行此副程式10次，因此約略延遲時(shí)間為100ms等於0.1秒。當(dāng)P3.7位