《矩形管道的清洁》word版

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1、前言室内空气质量不佳而引起的城市“大楼病”正危害着大众的健康，医学专家因此提出了“病态建筑”和“病态建筑综合症”等新概念，而这些病的元凶主要藏于楼宇之“肺”——集中/半集中式空调管道（即我们日常所称的中央空调管道）和通风除尘管道中，这些管道在长期使用中会积累许多灰尘、病菌、病毒、尘螨及放射物，这些有害物质在送风过程中便污染了空气，长期被人体吸入，就会导致上述疾病。“非典”和禽流感的出现更引起了人们对空气质量的高度重视。对管道进行定期清洗势在必行。国外的中央空调管道清洗已形成产业化。我国还处于起步阶段，国内一些企

2、业生产的管道清洗机器人产品大多以仿造为主，技术性能较单一，缺乏自主知识产权。国内中央空调风管清洗市场经过三年多的发展，在北京、上海、广州、杭州等大中城市已经开始发展。我们提供的核心设备和技术降低清洗成本；提供的清洗设备是根据国外设备的特点，针对国内管道的特点历时三年设计完成的，其完全可以胜任国内任何管道的清洗工作。目前我国研发的管道清洁程度已经达到国外同类装置水平，但成本仅为国外同类机器人进口价格的一半。矩形管道清洁装置就是为自动清扫中央空调风管系统而设计的。该装置对封闭的中央空调风管系统分段清洗消毒，清除垃圾

3、细菌及有害气体后，清除了大楼综合症和细菌传染的温床，畅通了风管系统，使空调的通风效率和空气质量都得到了恢复和提高。目前，中央空调清洗市场在我国许多地方几乎是一片空白，这一方面是由于人们的中央空调的清洗意识还不够，但更重要的，是由于中央空调风道清洗工程是一项专业性很强的服务项目，目前我国尚无生产这种设备的工厂，均需进口。因此亟待功能完备，结构简单，价格低廉的国产机器人清洁系统面世。调查显示，全国目前共有约上百万台中央空调（包括家用小型中央空调系统）亟待清洗保养，面临着这样一个大市场，中央空调风管的清洗必将形成一个

4、大产业，潜在市场巨大。但是目前空调制造业、家电维修服务业、室内环境监测治理行业、社区服务行业，以及一些国外专业公司都开始跃跃欲试。因此虽然市场前景诱人但是竞争也很激烈。所以要尽量缩短清洁装置的产品设计研发周期，尽快投入市场。1矩形管道清洁装置总体设计方案清洁装置有四大部分组成：监视控制系统、清洁装置系统、旋转刷系统和集尘系统。关于方案的选定，下面将逐一进行介绍。1.1监视控制系统工作人员通过监视器远程监控风管内部情况，使作业前及作业后的清洗效果一目了然；并且摄像头高度可根据风管尺寸大小进行调整，并可进行俯仰控制

5、，以达到最佳观察效果，如图2.1所示。图2.1摄像头系统Fig.2.1Thesystemofcamera1.1.1摄像头的选择目前，市场上的主流摄像头使用的感光元件主要有CCD和CMOS两种。CCD是应用在摄影、摄像方面的高端技术元件，采用CCD感光元件的摄像头在各方面的性能表现都不错，具有成像灵敏度高、抗震动、体积小等优点，但价格较贵。CMOS则主要应用于较低影像品质的产品中，具有价格低、响应速度快、功耗低等优点，但CMOS摄像头对光源的要求较高。现在市场上数码摄像头的连接方式有接口卡、并口和USB接口三种。

6、通过对工作环境、图像要求以及经济性的综合考虑，决定采用SG-388彩色数码摄像机，由于管道内光线较暗，所以另外安装灯光照明系统，如图2.1所示。1.1.2摄像头的固定和调整由于所清扫管道的高度变化范围很大，所以需要方便的调整摄像头的高度。本设计采用摄像头螺管与清洁装置基座螺纹连接，并用紧定螺钉压紧，根据需要灵活可靠的调整摄像头及照明系统的高度。另外摄像头、照明系统、支架之间用紧定螺钉固定，可以旋松螺钉，对摄像头及照明系统进行俯仰角的调整，再拧紧固定，也能很方便可靠的根据需要调整视角范围。如图2.1所示。1.1.

7、3监视器采用10英寸彩色视频监视器，摄像头通过并行接口方便的接在监视器上，监视器还具有录像功能，记录整个清扫过程，使清扫工作有案可查。1.2清洁装置系统本部分的设计主要难题有两个：（1）清洁装置的前进后退及转向控制；（2）清洁装置高度的调整和改变功能的实现；1.2.1清洁装置的前进后退及转向控制为此考虑了三个比较成熟的方案[1]：方案一：双电机各自驱动清洁装置翼侧前轮，工作人员通过摄像头观察清洁装置在管道中的运行情况，适时调整两电机的速度，对清洁装置进行转向控制。方案二：单电机驱动清洁装置前轴，在清洁装置前方左

8、右两端各安装一个导向轮系统，两导向轮的角度可调，如图2—4所示。清扫管道之前调整导向轮之间的横向距离比管道宽度略窄，以大小相同、方向相反的转速与清洁装置驱动轮同步启停，导向轮转动线速度比驱动轮线速度略大，当某一导向轮碰到管道壁时，导向轮的切向力和电机牵引力的合力会迫使清洁装置转向，从而保证清洁装置始终运行在管道的正中央并能完成自动转向。方案三：双电机各驱动清洁装置两后轮，两侧电机驱动轮