外墙清洗器.doc

1、 项目编号： 大学生创新创业孵化项目申 报 书孵化项目名称：小型节能外墙清洗器的研发项目所属行业： 制造业 孵化项目负责人： 周卫宗 项目负责人专业： 机械制造及其自动化 学 校 名 称： 浙江理工大学 申 报 日 期： 2010 年 12 月 20 日浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）实施办公室 制填写说明一、申报书要按照要求，逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。二、格式要求：申报书中各项内容以 Word 文档格式填写，表格中的字体为小四号仿宋体，1.5 倍行距；表格空间不足的，可以扩展或另附纸张；均用 A4 纸双面打印，于左侧装订成册。三、申报书由所在学校领导审查、

2、签署意见并加盖公章后，一式三份（均为原件） ，报送浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）实施办公室。1一、 项目简介项目名称 小型节能外墙清洗器的研发项目性质 （ ）基础研究 （）应用基础研究项目来源 （）自主立题 （ ）教师指导选题项目概况 起止时间 自 2010 年 12 月 至 2011 年 12 月项目状况 1、 研发阶段 2、中试阶段 3、批量（规模）生产（选项打）姓名 周卫宗 性别 男 出生年月 1984.09 入学年月 2009.09申请人所在院系 机控学院联系电话 13858048382电子信箱姓名 年龄 性 别 专业 具体分工尹 骞 29 男 机制 设备管理与调试24

3、男 双控 控制部分设计项目组主要成员姓名 宁方华 性 别 女 出生年月主要研究方向 计算机集成制造技术，制造企业信息化近三年获奖成果：国家级_等奖_项，省部级_等奖_项项目指导教师近三年科研经费_60_ 万元，年均_20_万元3项目主要内容简介外 墙 自 动 清 洗 机 是 现 代 高 层 建 筑 外 墙 清 洗 的 专 用 设 备 ， 是 由 清 洗头 、 大 臂 、 底 盘 、 机 架 、 行 走 机 构 、 转 向 机 构 、 变 幅 机 构 、 卷 扬 机 构 、和 电 控 系 统 等 部 分 组 成 。 它 的 主 要 用 途 是 ， 自 动 清 洗 现 代 高 层 建 筑 的外 墙

4、 ， 将 传 统 的 吊 篮 载 人 洗 刷 ， 变 为 无 人 、 自 动 、 高 效 、 优 质 的 机 械化 作 业 ， 从 根 本 上 杜 绝 了 吊 篮 载 人 清 洗 外 墙 所 发 生 的 断 绳 、 坠 落 、 机毁 人 亡 等 恶 性 事 故 ， 是 属 于 机 器 人 范 畴 。 我们计划研制这种外墙清洗器，能对清洗废水自动回收处理、循环使用的可移动的节能环保清洗，是运用空气动力学、流体力学原理进行开发的，用于玻璃幕墙，外墙，汽车清洗，具有以下特点：1. 去污力强：采用雾化水气清洗技术，效率高，去污力强2. 节水、节能：可任意设置雾化水气浓度，节水、节能达到 90%以上。3

5、. 清洗时不需外接压力水源：可自动从清洗机水容器（10L20L）中提水。4. 清洗废水可自动回收，经处理后可循环使用。避免了清洗废水的二次污染，解决了用水问题。这一特点不但扩大了应用领域（有些场所不允许排放污水） ，同时使节水技术达到一个新的高度，对于清洗行业也将产生革命性的影响。5. 造价低、功能强，可移动、便携化，具有极强的市场竞争优势。4二、项目的研究目的及意义1、申请项目的必要性、目的及意义必要性：随着社会突飞猛进的发展，城市里的高层楼宇日益增多，与此同时外墙污渍的清洗却成为了最令人头疼的难题。现在高楼的外墙清洗，基本都是靠传统的用纤绳悬着清洁工人进行手工操作。这不但不安全，施工中坠落

6、的噩耗频频传闻；而且效率很低；长期接触清洗液还会对身体造成极大的伤害；更受到天气，时间的限制。虽然，随着自动化技术的应用，目前申请外墙清洗机专利的已有 20 多家，但真正投入使用的却凤毛麟角，很多存在着经济性、可靠性和实用性等不同方面的问题，城市建设亟需一款可靠有效的自动化机器人面世。目 的：为了让人从危险的高空作业中解放出来，减少气候环境、工作时间等因素的限制，我们计划设计一款简单、经济、实用的小型外墙清洗器，利用此产品代替传统的人力清洗，致力于提高清洗自动化程度和作业效率。意 义：因受到很多技术问题的制约，目前国内外对外墙清洗机器人的研制尚处在探索阶段，本课题旨在设计一款新型的小型外墙清洗

7、机器人，将为高层建筑外墙清洗机械化和自动化进程做出有益的探索和尝试。此外，小型外墙清洗器的应用，还可使保洁工人免于高空高强度作业的危险，从根本上杜绝吊篮载人清洗外墙所发生的断绳、坠落、机毁人亡等恶性事故，实现“以人为本”的科技思想。52、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围背 景：现在社会上的很多的高楼，为了保证其室内的采光性和楼房的美观性，每年都要进行三四次的外墙清洗。然而现在基本就是保洁公司采用绳索讲保洁工人悬挂在高楼外壁进行人工清洗。不但繁琐，费力，而且还存在很大的安全隐患，急需一种器具能够取代人力的高空作业。主要内容：1 ）清洗机器人的驱动机构的设计，该驱动机构设有可装设于楼顶并可

8、受控横向位移的定位构件，通过绳索连接到清洗器上，以控制其上下方向的运动。2）清洗器组具的设计，如流线型旋转刷、制动机构、清水喷头等；3）吸墙辅助设备的设计，以利能够更有力的刷洗外墙。技术水平：该清洗机器人的研制涉及机械设计制造、液压技术，机械电子等领域相关理论的综合应用，产品力争达到国内先进水平。应用范围:大楼外墙及其窗户，特别是玻璃幕墙壁的清洗。清洗器工作部分还可以经过适当的改装，进行推广应用到诸如洗车场等场合的地面清洗工作中。63、实施该项目所具备的基础、优势和风险基础：项目负责人在本科阶段参加科技创新团队，并以该项目在“全国慧鱼比赛”参赛，做出了概念模型，并已获得全国二等奖。然后又作为毕

9、业设计课题，并顺利获得通过。优势：1）课题研究工作已经具备较好的基础，为后期工作做了有益的铺垫。2）课题具有合理强大的研究实力：指导教师长期从事先进制造技术的研究，具有较丰富的科研经验；课题负责人具备扎实的机械设计及其自动化专业的系统知识和实践技能；课题组成员来自不同的相关专业，并备有较强的动手能力，形成知识结构的良性互补。3）课题组地处经济发达的浙江省，杭州、宁波、温州等城市群分布密集，产品具备广阔的市场应用空间。风险：1）技术风险：这类产品的设计与生产基本处于萌芽阶段，因此没有现成的可取技术的借鉴，尚处于摸索阶段。有很多需要解决的问题需要解决，比如：工作部分的贴墙的实现、清洗路径的导向、清

10、洗洁净程度的控制等，技术制约着这产品投放市场的瓶颈，该项目的风险主要在于产品的研发。2）市场风险：北京 2000 年颁布实施“建筑外立面保持整洁管理规定”外墙面要定期清洗。目前全国各地建筑物外墙均是采用人工吊篮式清洗，危险大、费用高、效率低且污染环境，不符城市文明，新闻报道事故屡有发生。市场急需能很好实现该功能的产品，需求量大，故在市场效益的风险上基本为零。74、项目计划目标1）功能性：最终做出来的外墙清洗器能够对玻璃外墙以及一般材质外墙的清洗工作，能够很好的控制其在清洗过程中的路径和速度的操控，效率以期达到人工的 3-5 倍。2）操作性：实现操作简单，通过简单的控制就可以让其达到人很难达到的

11、地方代替人去清洗，并且小型化，让一般的家庭都能够使用这样的设备去进行对家庭外墙和窗户玻璃的清洗，具有简单实用，经济实惠的特点。四、 预期成果、知识产权形成及经济、社会效益分析1 项目的预期成果及知识产权归属情况1）完成外墙清洗器的实物研制，能对外形不复杂的外墙进行清洗。2）申请发明专利 1-2 项。3）完成 2 人的本科毕业设计。此项目的知识产权归本团队所有。82、 项目的市场前景分析一幢 100 米高 50 米宽的大厦外立面为 2 万平米，如果采用人工清洗， （清洁公司收费约每平米 0.5 元）一年四次的清洗费用为 4 万元。另外为了清洗外墙之用，大厦还普遍配置从德国、比利时、澳大利亚等国进

12、口擦窗机，其售价均在 100 万元以上，成本还会更高我们研制的高楼外墙清洗器售价约 10 万元/台，设计使用寿命为三年，平均每天清洗一幢高楼，易耗件每天更换一次（约 200 元） ，平均每年设备成本约 15 万元。加上清洗时工人工资、能源消耗及其他不可预见费用等，每台设备年清洗总成本约 40 万元。折合每幢楼清洗费用约 3000 元/年。这样，每幢楼每年可至少节约 3.5 万元，即节约至少 87.5%的清洗成本。我国目前有 70 座大中城市，平均每座城市高楼以 5000 座计算，共有 35 万座高楼，约需 3500 台清洗设备，每三年更换一次，即年需求量约 1200 台。93、 项目的盈利能力分析及财务预算产品研制阶段以样机原理及功能实现为主，可适当购置二手的配件实现，这样需原材料、配件费用预计约 8000 元。项目研制成功，实现产业化后，正式产品材料、配件成本约 3 万元，加上人工、能耗、税收等总成本约 5 万元，按每台 10 万元的售价，利润率约 50%。考虑产品的推广期，其他竞争对手的进入等因素，预计市场占有率为 15%，即每年 180 台的销量，这样每年盈利约 900 万。