《手推式电动拖地车的设计设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手推式电动拖地车的设计设计（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、兰州工业学院毕业设计（论文）题目 手推式电动拖地车的设计 院 系 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师（职称） 日 期 摘要1绪论 我国已逐步进入现代化社会，陈旧、落后的拖、洗方式及设备，已不能满足社会进步的需要。对于自动化拖地器具，它能进行大面积拖、洗，工作效率高，并且节约人力。然而，小面积区域的拖、洗工具还主要沿用传统手工拖、洗工具拖地，工作效率低、拖、洗效果不够理想、浪费人力资源。而工作效率高的省时省力的庞然大物拖地车在比如厂区、居住小区、机关、学校、医院、走廊等场所，确是英雄无用武之地。随着现代生活节奏的加快及居住面积的增大，家居地面的拖、洗工作也越来越繁重，严重干扰了人们的生活。
2、因此急需开发一种成本低、节约人力物力、拖、洗效果良好的适应院落、小区、小巷、走廊等小区域场所的小型拖、洗设备。 1.1手推式拖地车在国内发展现状 中国拖地车行业历经几十年的发展，拖地车产品从单一的拖地式发展到目前多种功能型式，产品性能和产品质量迅速提高，特别是在改革开放以后，通过进口和外购关键部件使拖地车产品性能和可靠性大大提高。但目前我国拖地车的水平与国外发达国家相比，还存在一定的差距，特别是在产品的新型专利功能方面。 为尽快提高我国扫地车的水平，缩小与先进国家扫地车水平的差距，满足我国环卫部门及大型工业区企业对地面作业的要求，拖地车生产企业应选择一个合适的拖地车研究方向，完善研发技术和提高
3、产业技能。随着社会的发展及进步，不再满足于单纯意义上的拖地，将从多功能、环保、经济等方面提出更多的要求，市场呼唤能满足各种需求的清洁车等清洁设备。拖地车的市场也在不断的扩大当中，越来越多的人开始接受这个新型的环保的设备，反之也证明了全自动拖地机的发明和设计对社会进程是十分有意义和价值的，而不是简单的一个发明而已。事实上，能够解决部分人的烦恼，满足他们的需要，这样的产品就是具有他的价值了，而电动式拖地机不但满足了人们对清洁设备的需求，还有效节省了作业时间，高效完成清洁任务，所以电动式拖地机体现了其在社会的意义和价值。相对于发达国家，我国地面清扫机在销售规模、技术水平、拖、洗效果等方面都存在一定的
4、差距。 随着公共环境卫生、工厂清洁机械市场的迅猛发展，2005 年之后，国内地面清扫机开始呈现快速发展的态势。但与国外相比，国内还停留在市场的初级发展阶段。手动普通拖地手动普通拖地，往往伴随着许多的烦恼，地面是拖完了，但人不得随意走动，地板有水，脏鞋子会把地板弄脏。等水干，得要多长时间。这无形中就有很多时间被浪费了。手动普通不仅慢，浪费时间，而且劳动量也相对大，况且未必能拖干净。用拖把拖完后，还得再用抹布擦，这工作量的大真是难以想象。仅仅拖地就让很多的人烦恼至极。拖地貌似简单，人人都在做，都会做，几乎每天都在做，因此，拖地的改进有着很重要意义。 机械式拖地虽然国产拖地机的生产技术水平已有了一定
5、的进步，价格性能比优于进口产品，但在以下几个方面尚待进一步提高，这也是今后我国拖地机械技术的发展趋势。（1）提高工作可靠性目前国产拖地机工作可靠性不及进口机，其原因主要有三，一是国产基础件不过关，如动力装置及其传动系统、工作装置的耐用性及材料的热处理工艺等有待提高；二是制造工艺及加工精度较低；三是某些技术和整机结构设计尚待完善等。（2）研发多功能拖地机目前的拖地机基本是单一拖地功能。若能开发一专多能的拖地机，则其功能会进一步拓展，也更为实用。（3）注重环保的多功能拖地机目前大多数机型，扬尘比较严重。随着国家对环境保护的要求越来越高，开发环保型拖地机非常必要。（4） 根据需要生产不同种类和配置的
6、拖地机械拖地涉及各种不同等级的地面，它所需要的拖地机械也是不同的。如高档场所和对地面要求较高的地方要求拖地机械必须具备很低的噪音和良好的清洁效果，当然其相应采购和使用成本较高。等级较低的其它普通走廊地面的拖地要求较低，相应生产和使用成本较低。根据不同等级地面需要配置不同种类的拖地机械，以便降低地面总成本的投入，因此开发和生产不同种类和配置的拖地机械是必要的。 电动式拖地器要对大型广场、车站、码头等场所进行清洁，传统的拖地方式劳动强度大，效率低，已难以满足要求。传统的吸尘器也难以也难以将粘连在地面上的尘土打扫干净。本款自动拖地车主要由电力驱动，只需人控制方向就可以轻松拖地，大大减轻了劳动强度，提
7、高了劳动生产效率。 拖地车技术的发展，应该说是科学技术发展的一个综合性的结果，它集机械学、电子技术、控制技术、人工智能等诸多学科为一体。 拖地车具有如下的特点：拖地车自带电源，小巧轻便、操作简单、自主性强、具有很强的实用性。 拖地车的工作环境主要为普通家庭、商场、广场、院落等环境，但要求有较好的环境适应性。拖地车的任务是拖、洗地面，工作的对象是地面的灰尘、以及其他一些小尺寸物体，而大尺寸物体不作为清洁机器人的处理对象。考虑到安全因素，拖地车必须对人及家庭物品等不构成任何危害。就现有的技术而言拖地车的发展受到了很大的局限，它的推广也得到了一定的限制。1.2手动式拖地车在国外发展现状目前，许多国家
8、研制的清洁机器人应时而生。日本，美国，欧洲各大厂商竞相开发，有些产品甚至很超前。例如，有一种具有高效吸尘除灰功能的清洁机器人，可遥控也可自主运作，能转向，躲避障碍物，有很高的实用价值，可对家居、厂矿企业等地面进行清洁，帮助人们从繁杂的劳动中解放出来。在国外清洁设备的拥有率和洗衣机几乎相当。国外路面拖地车已广泛应用了先进的电子技术，如带有微电脑的清扫及回收装置等，而且实现了有线与无线遥控，目前国内产品仅停留在路面清洁度等最原始的技术研究方面。 1.3手推式拖地车的研究意义 随着现代化的发展进程，大大小小的城市许素发展，商场扩大，机场扩建，人们去对生活环境卫生与美化的要求不断提高，一把拖把，一个抹
9、布的时代已经成为过去，现在有不少厂家在从事拖地车的研究工作。根据国内外对拖地车的研究现状，该拖地车能对大面积场地进行拖、洗，大大的提高了劳动效率。 拖地车市场潜力大，厂家大规模生产可能性比较高。目的是克服现有技术存在的不足之处，经反复研制、改进、设计出一台能解决人们生活中拖地问题机械设备。 在这方面，国内的研发步伐较慢，但是随着国家城市化的进程不断加大和经济的发展，许多新兴的中小城市正在崛起，城市化规模不断扩大，现代化的工厂不断建成，机关、小区、医院、学校和公共场不断建设机械化清扫已经成为一种必然，地面的清洁养护及工厂清洁生产已经越来越重要。劳动力成本的不断提高，拖、洗设备的市场前景日渐看好。
10、 1.4手推式拖地车的研究内容 对拖地车的整体构造进行设计，其中包括拖地车底盘的构造、驱动系统的设计、蓄电池的选择、轴的设计及校核、齿轮的设计及校核、连杆的设计及校核、V带轮的设计及校核、键的选择、V带个数的确定、曲柄摇杆机构的设计及校核、前轮与后轮之间距离的布局设计、拖板摆动方式及其长度、宽度、厚度的设计，以及对减速箱和各部件进行设计。 根据设计要求，通过整体构造的设计，设计拖地车各部件构造，进行理论分析确定其关键参数，并用三维造型软件模拟拖地车运行情况。 分析和拟定传动装置的运动简图 一般工作机器通常由原动机，传动装置和工作装置三个基本职能部分以及操纵控制装置组成。传动装置传送原动机的动力
11、、变换其运动，以实现工作装置预定的工作要求，它是机器的主要组成部分。实践证明，传动装置的重量和成本通常在整台机器中占有很重大的比重；机器的工作性能和运转费用在很大程度上也取决于传动装置的性能、质量及设计布局的合理性。由此可见，在机械设计中合理拟定传动方案具有重要意义。 传动方案通常有运动简图表示。它用简单的符号代表一些运动副和机构，能显示机器运动链及运动特征。如图1-1（a）所示表示为拖地小车传动装置的外形图，图1-1（b）即为其运动简图 图1-1（b） 由于拖地小车具有自由移动特征，故采用蓄电池提供电量，因此选择直流电动机。它以满载转速n提供连续的回转运动。倘若机器工作轴需以n连续回转，那么
12、拟定传动装置方案最基本的要求就是选择一个（或串联几个）传递连续回转运动的机构，使其传动比（或总传动比）i=;若工作装置所要求的运动不是等速连续回转，这就需要首先选择能将连续回转变换为工作构件所要求的运动特性的机构，再以该机构作等速连续回转的主轴作为工作轴，并计算该轴所需转速n,然后按上述方法，在电动机与工作轴之间选择传递连续回转运动的机构，使其传动比i=，这样最终也实现了工作装置所要求的运动。 分析和选择传动机构的类型及其组合是拟定传动方案的重要一环，这时应综合考虑工作装置的载荷、运动以及机器的其他要求，再结合各种传动机构的特点和适用范围，加以分析比较，合理选择。为便于选型，将常用传动机构的特
13、点及其应用列于表2-1和表2-2。传动装置中广泛采用减速器。常用减速器的型式、特点及其应用列于表2-3。选择原动机1原动机的类型及应用原动机是机器中运动和动力的来源，其种类很多，在机械中常见的有电动机内燃机、液动机和气动机。 内燃机是将柴油或汽油作为燃料，在气缸内部进行燃烧，直接将产生的热能转变为机械能，其功率范围较宽，操作方便，启动迅速，便于移动，在汽车、飞机、船艇、野外作业的工程机械、农业机械中有广泛地应用；但由于其排气污染和噪声都较大，不宜用于室内机械。 液动机和气动机分别以液体和气体作为工作介质，两类原动机的工作原理也很相似，输出转矩的有液压马达和气动马达、旋转油缸和旋转气缸；作往复移
14、动的有普通油缸和气缸。液动机和气动机工作较平稳，可无极调速，易实现自动控制；但两者都必须在有液源、气源的场合方可选用。液动机比其他同功率的动力机体积小，重量轻，运动惯性小，低速性能好；但漏油时不能保证精确运动。与液动机相比，气动机介质清洁、费用少；但其工作压力较低，且由于空气的可压缩性较大，速度不稳定。 电动机是将电能转化为机械能的原动机。一般来说，较其他原动机有较高的驱动效率，与被驱动的工作机的连接也较为方便，其种类和型号较多、并具有各种机械特性，可满足不同类型工作机械的要求，电动机还具有良好的调速性能，启动、制动、反向和调速以及远程测量与遥控均较方便，便于生产过程自动化管理；因此，生产机械
15、在有动力电源的场合应优先选用电动机作为原动机。2. 2 电动机的选择（1）电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式可以根据电源的种类、工作条件（温度、环境、空间尺寸）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。在移动的设备中和蓄电池配套的较常使用的电机有直流电动机和步进电动机。直流电动机的优点：容易购得，型号多，功率大，接口简单，适合大型机器。直流电动机的缺点：太快需要齿轮减速器，电流通常较大，较难与车轮装配，控制复杂。步进电动机的优点：精确的速度控制，型号多，适合室内机器人的速度，接口简单，便宜。步进电动机的缺点: 功率与自重比小，电流通常较大，体积大，较难与车轮装配，负载能力低，功率小，控制复杂，运动时产生震动。 （2）电机功率的计算电动机功率选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响，当功率小于工作要求的时候，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载发热量大而过早损坏；功率过大则电动机价格高，能量充分
