作品包括：

Word版说明书1份，共65页，约15000字

CAD版本图纸，共10张

SW三维图一套

摘要

传统洗车方式操作流程繁琐、本设计主要在自动化洗车设备领域，构建了多轴机械臂洗车的设计方案，选定5个自由度的仿生机械臂，可以实现三维空间的精准控制，在清洁效果表现出突破性优势。研究重点为机械本体设计、建模、关键部件校核，工作原理为龙门架经过行走机构，负载机械臂到车辆上方，经过电子扫描装置获取车辆轮廓，基于车辆轮廓生成机械臂运动路径，通过机械臂末端的抹布，泡沫，喷淋集成装置，模仿人工洗车过程，完成车辆清洗工作。机器人采用2自由度手臂，三自由度手腕，共五个自由度，以及洗车架的移动，整体装备共6个自由度。机座则采用固定机座。机械手动作多样，灵活性高，能完成依次为大臂俯仰，小臂俯仰，手腕回转，手腕俯仰，手腕侧摆运动。

在设计过程中，机械臂的驱动系统采用了电机和减速器组合，实现精准的位置控制和力量输出，进一步提升了洗车效果。在建模方面，利用三维建模，对机械臂的各个部件进行详细设计，并通过仿真分析，优化关键零件结构和性能。同时，对关键部件进行强度校核，确保其在承受最大工作载荷时仍能保持足够的强度和稳定性。设计还充分考虑了安全性和易用性。

关键词：洗车机；多轴机械臂；龙门式；控制 

目  录

摘 要： I

Abstract: II

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的和意义 1

1.3 国内外自动洗车机研究现状 2

1.3.1 国外研究现状 2

1.3.2 国内研究现状 3

1.4 主要研究内容 4

2 自动洗车机需求分析与总体方案设计 5

2.1 需求分析 5

2.2 自动洗车机整体方案设计 7

2.2.1 常见洗车方案对比 7

2.2.2 设备尺寸及占地面积对比 8

2.2.3 方案确定 9

2.2.4 机械手活动范围 10

2.3 自动洗车机关键部件的设计 10

2.3.1 龙门架设计 10

2.3.2 移动结构设计 11

2.3.3 风干机构设计 12

2.3.4 机械臂设计 12

2.4 本章小结 13

3 自动洗车机关键部分的计算校核 14

3.1 龙门架设计 14

3.2 移动结构设计 16

3.2.1 链传动的设计 16

3.2.2 链轮轴设计计算 21

3.2.3 移动电机选型 26

3.3 风干部分设计 27

3.4 五轴机械臂结构设计 31

3.4.1 机构选型 31

3.4.2 传动方案的初步设计 32

3.4.3 五轴机械臂设计要求 34

3.4.4 五轴机械手大臂部分结构设计 35

3.4.5 五轴机械臂小臂部分结构设计 41

3.4.6 五轴机械臂前端作业结构设计 44

3.5 五轴机械臂螺栓连接设计 45

3.6 本章小结 46

4 三维建模及有限元分析 47

4.1 三维软件介绍 47

4.2 建模 47

4.3 有限元分析链传动轴 49

4.4 机械臂前端作业结构有限元分析 51

4.5 本章小结 52

5 总结与展望 53

5.1 总结 53

5.2 创新点 54

5.3 展望 54

参考文献 55

附  录 56

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