钢结构厂房因自重小、强度高、施工快、坚实实用、节能环保等逐渐成为时下主流厂房结构,但钢结构厂房的房屋顶面因长期受到灰尘雨水冲刷、铁锈残渣的堆积锈蚀所带来的生产安全隐患犹如头顶悬剑。目前,清扫保养作业基本上由人工清扫,但存在工人高空作业危险系数极高而且清洁效率低,工作境恶劣,施工成本高等问题。为此,本文设计和开发了一种可自主移动的屋顶清扫自动化装置。首先,设计了全套清扫自动化装置的总体结构。在深入研究自动化清扫作业功能需求的基础上,进行了系统总体方案设计。方案重点分析和解决了屋顶清扫自动化装置中的六大关键问题:1.独立动力源及随动问题;2.装置工作时震动对设备整体的影响问题。3.装置在斜面工况下停车稳定问题。4.灰尘和铁锈等杂质的吸纳和收集问题,5.装置前后移动的速度匹配问题。6.避障及防跌落问题。其次,针对自动化装置总体方案中的关键零部件进行了分项设计及优化。1.设计出一种自转避震清扫轮箱,解决了清扫工作效率和工作震动对设备整体的影响问题;2.设计出一种推杆刹车轮构,解决了设备在一定角度斜面工况的停车稳定问题;3.设计出一种可拆卸吸风箱,解决了对清扫过程中产生的灰尘和铁锈等杂质的吸取和收纳问题。4.随后进行了控制方案研究,通过可控制编程器进行程序设计,研究了清扫作业配合设备前后移动的速度匹配问题,实现了设备移动速度和清扫速度的优化;5.采用超声波位移传感器,实现了设备避障及防跌落方案设计;6.通过研究霍尔原理并采用霍尔控制电机,实现了运动速度的精确控制。最后,本文对清扫效果和吸风效果进行了实验。实验表明:通过研究抽风机的功率参数,管道长度和吸风口面积之间的参数关系到达吸风效果的合理化;通过清洁效果实验,运动速度及清洁作业速度达到理想要求;结论是:运动速度,吸风效果,清洁效果三者之间的功率关系,基本实现设备功率分配策略的最优化。设计的关键部件结构已获批5项国家实用新型专利。