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（独家原创）钢结构检测用攀行机器人设计（全套CAD图纸完整版）

软件设计的目标是依据需要完成整体功能以最优的方式把软件各部分内容有机组织起来，使整个系统具有较高的运行效率可靠性灵活性和操作实用性。该机械手软件系统主要承担的功能包括运动学运算路径规划参数输入人机接口控制以及故障报警和处理系统，在功能的实现上应使系统具有较好的人机界面和灵活的操作控制功能。.机器人参数的计算.机器人的机身重量如图所示，为机器人机身的结构尺寸，先计算出机器人的机身体积如下图所示的机架体积为故图所示的架体体积为故所以机器人的机身体积为根据公式,取铝合金的密度,则机器人的机身重量为选择步进电机型号机身电动机类型和结构型式选择类型选用系列型号的步进电机结构卧式型步进电动机二电机技术数据主要外形及安装尺寸表电机型号相数额定电压静态电流步距角保持转矩•空载起动频率•外形总长齿轮传动设计如图.齿轮．高速级齿轮传动设计选择材料，精度及参数大齿轮钢，调质取小齿轮钢，正火取齿数传动比精度等级级按齿面接触强度设计由公式Ⅰ.确定公式内的各计算数值试选载荷系数.计算小齿轮传递的转矩由表查取齿宽系数由表查得材料的弹性影响系数由图按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为大齿轮的接触疲劳强度极限计算应力循环次数由图查得接触疲劳寿命系数计算接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数则Ⅱ.计算计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值.计算圆周速度计算齿宽计算齿宽及齿高之比模数齿高计算载荷系数根据.,精度等级级,由图查得,直齿轮,假设,由表查得,由表查得使用系数,由表查得级精度,小齿轮相对支承非对称布置时将数据代入则由.,查图得,故载荷系数按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数按齿根弯曲强度设计由公式得弯曲强度的设计公式Ⅰ.确定公式内的各计算数值由图查得小齿轮的弯曲疲劳极限齿轮的弯曲疲劳极限查图查得弯曲疲劳寿命系数,计算弯曲疲劳许用应力,取弯曲疲劳安全系数.,则计算载荷系数查取齿形系数由表查得查取应力校正系数由表查得计算大小齿轮的并加以比较由此可见小齿轮的数值大Ⅱ.设计计算可取由弯曲强度算得的模数.，并就圆整为标准值.按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数大齿轮齿数.这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。几何尺寸计算分度圆直径计算中心距计算齿轮宽度齿宽取齿根高齿全高验算故合适。.轴的设计图.轴.轴的设计求输出轴上的功率,转速和转矩初步确定轴的最小直径选取轴的材料为钢，调质处理，根据表查取，于是得轴的尺寸如图所示，左轴承与齿轮左端面之间用端盖定位,因轴承主要承受径向载荷的作用，故选用深沟球轴承。根据，由轴承产品，目录中初步选取基本游隙组，标准精度级选用深沟球轴承，其尺寸为。选用深沟球轴承，其尺寸为则取。至此，轴的各段尺寸已初步确定。.轴的校核.轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位用平键联接，各平键的尺寸为.倒角尺寸轴端倒角为.轴的校核齿轮与轴的周向定位用平键连接。按查得平键截面尺寸，键槽用键槽铣刀加工。为保证齿轮与轴有良好的对中性，故选轮毂与轴的配合为。倒角为，其余见视图。倒角为,其余见视图。.轴上的载荷水平面内的受力见轴的设计简图，选用的是型深沟球轴承。.各个力对点取矩,则求得,竖直方向合力求得点的弯矩总弯矩图和扭拒图由总弯矩图和扭拒图可知,截面受力最大,故截面处为危险截面。如下图所示。作为简支梁的轴的支承跨距,画出轴的弯矩图和扭矩图。按弯扭合成应力校核轴的强度校核轴上的承受最大弯矩和扭拒的截面的强度，取.，则轴的计算应力而轴的材料为钢，调质处理，则,故安全。轴承的寿命计算圆锥滚子轴承的额定动载荷为.,圆锥滚子轴承的额定动载荷为.，则故轴承满足使用的要求。.键的校核.轴上键的校核键，则，根据材料查得，所以故合适。.步进电机轴上键的校核键，则，根据材料查得所以，故合适。.密封与润滑.齿轮的润滑采用油润滑，轴的润滑采用脂润滑。.在各个轴承端盖定位盖处安装型密封圈，进行密封。.在输入和输出轴的轴承端盖处设置环形槽，用垫圈进行密封。.机身结构尺寸的设计机身壁厚顶盖壁厚固定步进电机螺钉数目端盖和电磁铁固定用螺栓直径回转升降机构落幕直径和数目.电磁脚的设计分析图.电磁脚.电磁脚内部结构图机器人的电磁脚是由吸盘主传动机构转角机构运动转换机构控制系统以及电源几部分组成，其中主传动机构是其关键技术。电磁脚的基本尺寸为，脚的直径，高度，内部结构主要有，铁心脚底隔磁环磁盘卡环线圈轴承挡圈和球形环节等部件组成。电磁脚由螺钉固定在升降结构的连杆上，这样就可以保证在步进电机带动齿轮齿条运转是，机器人的电磁脚便可以实现升降工作，并且最高可以抬升，这样便能实现机器人的跨越障碍能力，保证了机器人攀行的顺利。如图为电磁脚的外形图，为电磁脚的内部结构图。.机器人的检测方案本设计题目为钢结构检测用攀行机器人设计，检测方案的设计也是本设计的个重点，现代的检测技术已经十分发达了，并且种类也十分繁多，但是要想将这些技术用于机器人身上，这便需要在机器人身上安装传感器。为了方便设计并且也能达到钢结构表面的检测要求，最直接的方法就是在机器人的前端安装个微型摄像头，并将钢结构表面的状况通过传感器反馈回来。但由于安装摄像头只能看到些表面的现象，对表面的缺欠还不能作出具体的判断，这就需要安装种传感器来完成，本设计选用电涡流式传感器。.电涡流式传感器块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内将产生呈涡旋状的感应电流，此电流在导体内是闭合的，称为涡流。涡流的大小与金属体的电阻率磁导