二维雨刷联动执行机构结构设计

　　这套平面雨刷执行机构的设计，最初是面向教学实验场景的运动验证需求搭建，同时也可作为小型平面清扫、涂布作业的执行端原型参考。从实际应用场景来看，这类平面多轴联动的雨刷结构，不同于常规车辆搭载的弧形风挡雨刷，它的作业面为完整矩形平面，可适配光伏板表面除尘、平面工作台面清扫、小幅面涂布匀胶等需要在矩形区域内完成全覆盖往复擦拭的工况，相比单臂雨刷存在的作业死角问题，四端联动的结构能让执行端的运动轨迹完全覆盖整个矩形作业面，不会出现边角区域漏扫的情况。

　　从功能特性上看，整套机构采用框架式铝型材搭建主体支撑结构，四根立式支腿将作业台面架高到适配人工操作的高度，台面边缘布置的四个驱动轴座分别连接独立的摆臂，所有摆臂的运动通过台面下方的同步带传动结构实现联动，只需要单动力输入就能带动四个摆臂按照预设的轨迹同步运动，带动中间的擦拭执行端完成X、Y两个方向的复合运动，执行端的运动速度可通过输入端的转速调整实现无级调节，擦拭压力可通过执行端的配重块进行微调，适配不同材质表面的擦拭需求，不会因为压力过大刮伤作业面，也不会因为压力过小出现清洁不到位的问题。

　　设计思路上，最初做结构选型的时候，曾考虑过采用XY两轴直线模组带动擦拭头做平面运动，但直线模组的成本更高，且在大尺寸矩形作业面下，长行程直线导轨的挠度问题会影响运动精度，后期维护也需要定期润滑导轨，而采用摆臂联动的结构，所有转动副都采用标准深沟球轴承支撑，转动阻力小，维护只需要定期给轴承加注润滑脂即可，结构件大多采用标准铝型材和板材切割加工，加工成本比直线模组方案低六成左右，同时联动结构的运动轨迹是连续的平滑曲线，不会出现直线模组换向时的停顿冲击，擦拭过程的运动更平顺，不会在作业面留下擦拭条纹。

　　安装边界方面，整套机构的主体框架为正方形结构，支腿高度可根据实际安装场景进行裁切调整，底部可加装脚轮或者可调脚杯，适配不同地面的安装找平需求，动力输入端布置在框架的其中一个边角位置，不需要额外预留太大的安装空间，外接动力可选用伺服电机或者调速电机，根据作业需要的擦拭频率匹配对应的电机功率即可。框架的台面采用平整的复合板材搭建，平面度控制在0.2mm每米范围内，保证摆臂运动过程中不会出现擦碰台面的情况，四个轴座的安装位置采用定位销做精准定位，安装时不需要反复调整同轴度，按照定位孔锁付螺丝就能保证四个摆臂的初始相位符合设计要求，降低现场安装调试的难度。

　　从结构细节来看，摆臂的长度经过运动学仿真优化，确保执行端的运动轨迹刚好覆盖整个矩形台面的边缘，不会超出台面范围也不会留下未覆盖的区域，摆臂与轴座的连接位置采用抱紧式结构，可根据实际作业需求微调摆臂的初始角度，适配不同尺寸的作业台面调整。执行端的连接采用万向浮动结构，即使台面存在小幅的平整度误差，擦拭头也能始终贴合在作业面上，不会出现局部悬空的情况。整套结构的所有外露零部件都做了倒角处理，没有尖锐的棱角，避免调试过程中出现磕碰划伤的问题，传动部分全部布置在台面下方，外侧加装防护挡板，防止运行过程中异物卷入传动结构造成设备故障。