自动洗车机机械结构设计

摘  要：结合自动洗车机的社会需求，设计了洗车机的机械结构，并在此技术上对机械机构动作进行了分析。梳理出了一整套符合需求的动作流程，为后续的PLC编程打下了坚实的基础。

关键词：全自动洗车机;三维建模;结构设计;流程分析

基金项目：2022年度国家大学生创新创业训练计划项目

1.引言

我国的洗车行业正在高速发展，从90年代的路边“1桶+1抹布”擦车模式，到现在的高压水枪洗车、蒸汽洗车、电脑洗车机、智能洗车，二十多年来我国洗车设备发生了巨大的变化。2020 年“新基建”已上升为国家战略，以 5G、大数据中心为代表的“新基建”正在助推越来越多的行业数字化转型。在数字化时代，云融合是“新基建”的数字基石，是加快“新基建”时代各行各业数字化转型的重要推手。

2.系统结构设计

自动洗车机的核心组成部分是裙刷的移动和转动，通过三维建模来构造出自动洗车机的结构模型，再把装配起来。项目组结合需求，对零部件进行建模和介绍，详见图1自动洗车机三维模型图。具体包括：

（1）清水阀：位于整个自动洗车机结构的正上方，作用是提供洗车所需要的清水，一种常用的液压阀。

（2）泡沫阀：位于整个自动洗车机结构的正上方，作用是提供洗车所需要的清洁剂，一种常用的液压阀。

（3）蜡水阀：位于整个自动洗车机结构的正上方，作用是提供洗车所需要的蜡水，使洗出来的车会显得明亮和具有光泽，一种常用的液压阀。

（4）上裙刷：位于整个自动洗车机结构的上方，作用是洗汽车的车顶，可以通过气缸进行上下移动来保证洗车时可以洗到整个车的顶部，是一种清洗工具。

（5）左裙刷：位于整个自动洗车机结构的左方，作用是洗汽车的左部，可以通过气缸进行前后移动，配合右裙刷来保证洗车时可以洗到汽车的车头和车尾，是一种清洗工具。

（6）右裙刷：位于整个自动洗车机结构的右方，作用是洗汽车的右部，可以通过气缸进行前后移动，配合左裙刷来保证洗车时可以洗到汽车的车头和车尾，是一种清洗工具。

（7）前传感器：位于整个自动洗车机结构的前方，作用是配合后传感器使需要清洗的汽车停在两个传感器之间，一种激光传感器。

（8）后传感器：位于整个自动洗车机结构的后方，作用是配合前传感器，使需要清洗的汽车停在两个传感器之间，一种激光传感器。

（9）昆仑动态MCGS触摸屏：通过屏幕控制PLC（可编程逻辑控制器）运行，进而控制各个裙刷的动作和液压阀实现目标。

（10）PLC（可编程逻辑控制器）：自动洗车机控制系统的控制核心，当发出启动命令时，先确定需要清洗的汽车是否停好，再启动洗车程序，在清洗完成后播报洗车完毕。

2.动作流程设计

在上述机械结构的基础上，整个自动洗车机需要完成整套动作。在用PLC实现自动控制之前，需要对整个流程进行梳理和完善。整个动作流程如下：

（1）发出启动信号时，确认前传感器和后传感器是否检测到车辆，如果前传感器检测到车辆，则语音播报车辆后退；如果后传感器检测到车辆，则语音播报车辆前进；如果前传感器和后传感器都没有检测到车辆，则语音播报车辆停车完毕。

（2）语音播报停车完毕之后，行走轮动作，行走脉冲开始检测车的位置。

（3）当行走脉冲检测完车的位置后，所有裙刷开始正转，导轨带着车辆前进，正式开始洗车。

（4）当达到前限位开关之后，左右裙刷开始向中间移动，到达左裙刷右限位开关和右裙刷左限位开关后，左右裙刷开始向两边移动直到到达左裙刷左限位开关和右裙刷右限位开关，这样就完成了车头的清洗；上裙刷开始上下移动，到达上裙刷前限位开关，上裙刷开始复位直到到达上裙刷后限位开关。

（5）完成这两部分运动之后，导轨带着车辆后退，到达后限位开关后，开始进行第（4）步，区别是左裙刷和右裙刷洗的是车尾。

（6）当导轨处于后限位开关和上裙刷到达后限位开关，同时左裙刷到达左限位开关和右裙刷到达右限位开关。如果没有检测到清水，则打开清水阀，重复第（4）步和第（5）步；如果没有检测到泡沫但是检测到了清水，则打开泡沫阀，重复第（4）步和第（5）步；如果没有检测到蜡水但是检测到了泡沫，则打开蜡水阀，重复第（4）步和第（5）步；如果检测到了泡沫和蜡水，则裙刷停止正转，语音播报洗车完成。

3 总结和展望

本文对自动洗车机系统进行了整体结构设计，具体包括对装置进行三维建模，对整体结构进行总体分析，运用SolidWorks软件将整个系统拆分，并建模设备中的各个零部件，然后进行装配，确认结构的合理性。在此基础上，结合模型进行说明，对整个动作流程进行了详细阐述，为后续PLC的编程，提供基础。

参考文献

[1]王超. 基于多传感器的自动洗车机自适应控制系统研究[D].湖北工业大学，2021.

[2]刘奇奇. 全自动智能洗车机控制系统设计与研究[D].浙江科技学院，2020.

[3]陈盛. 全自动洗车机控制系统的研制[D].大连理工大学，2020.

[4]杨双义.自动洗车机控制系统的设计[J].内燃机与配件，2019（14）：233-234.