材料选择。由于清洗机需在玻璃上工作，所选材料必须满足高强度、低质量的要求。本设计考虑材料的许用应力，保证选择的材料达到预定的安全系数。因此，材料选用硬质塑料。
1.3.3 经济性设计。本机器进行反复试验及优化设计，在满足预想功能的前提下，使机构最简洁、用料最省，以减少成本、节约能量。
2 清洗机清洗机械结构设计
根据清洗机的运动情况和工作状况，采用可调速电机型号TE 2-90L-6，功率为1.5kW，转速为940r/min，电机主轴轴径为24mm，底座孔距为140mm×125mm，中心高值为90mm。
2.1 清洁机爬行装置的设计
壁虎不但能在光滑的墙壁上行动自如，还能在天花板上运动，其强大吸盘具有重要作用。在一个周期内，壁虎的一个脚抬起，另一只脚支撑，此周期性运动达到了预定的运动效果。因此，太阳能机器运动方式采用仿生学壁虎运动方式，其中吸盤是太阳能清洁机器的重要组成部分，可使其贴于墙壁和玻璃行走，达到清洁的目的。
2.2 曲柄滑块机构的设计
2个电机通过V带传动，带动直齿圆锥齿轮和直齿圆柱齿轮传动，分别将方向相反的动力传递给前面2个曲柄滑块机构的曲柄，然后通过同步带传动，分别将动力传递给后面2个曲柄滑块机构的曲柄，最后4个曲柄滑块机构通过连杆带动4个滑块即强力吸盘模仿壁虎的爬行动作。滑块的往复运动速度应一致，所以曲柄滑块机构无急回特性，应设计为对心曲柄滑块机构。当曲柄和连杆2次共线时，滑块处于2个极限位置，二者之间的距离即行程H为2倍的曲柄长。又因为曲柄滑块的行程是每次的步伐距离，可得行程[H=200mm]，曲柄长[R=100mm]。考虑其他辅助条件，设[K=LR]，一般[K=2～5]，此处[K=3]，可确定连杆长[L=300mm]。
3 清洗机控制系统的设计
根据太阳能清洁机器的整体机构，太阳能电池板的外形设计为锅盖形，其接收太阳光照的能力增加35%，给清洗机提供了足够的动力[2]。
清洗机的控制系统是提高机器系统整体可靠性和实用性的关键，主要任务是通过控制盒完成自动作业和手动操作。控制系统的设计要求应满足系统可靠、结构简单轻便及便于维护。控制系统硬件选用AT89S52单片机、扩展的MAX485通信芯片、看门狗电路、脉冲速度检测电路、收发缓冲器、按键中断输入及光耦隔离。为提高清洗机的自动化程度，在控制系统硬件部分增加了传感器，用于分辨墙面的材料，从而远程控制清洗机的运动。这里选用德国TURCK公司生产的超声波传感器，其特点是有效作用距离大，与被测物的颜色和所在环境无关，并具有开关量和模拟量两种输出，有利于控制。
4 结语
本文对清洗机的机械结构部分进行了详细设计，所提设计能降低劳动者的工作强度和难度，适用于高层建筑的玻璃清洗。同时，清洗机的机械结构简单，便于携带，清洗效果好，市场推广空间较大。
参考文献：
[1]唐建祥.高楼壁面清洗机器人的研究与设计[D].邯郸：河北工程大学，2017.
[2]于今，刘雪飞.一种新型爬壁机器人研究[J].液压与气动，2010（10）：52-59.
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