（CAD图纸全套）管道除尘机器人结构设计（含说明书） ㊣ 精品文档

（图纸） 部件装配图A0.dwg

（图纸） 车轮支架A3.dwg

（图纸） 弹簧支架A4.dwg

（其他） 管道除尘机器人结构设计开题报告.doc

（其他） 管道除尘机器人结构设计说明书.doc

（其他） 计划周记进度检查表.xls

（图纸） 链轮A3.dwg

（图纸） 闷盖A31.dwg

（其他） 任务书.doc

（图纸） 透盖A3.dwg

（其他） 外文翻译--数控技术和装备发展趋势及对策.doc

（图纸） 蜗杆A3.dwg

（图纸） 蜗轮A3.dwg

（其他） 相关资料.doc

（图纸） 轴套A3.dwg

（图纸） 装配图A0.dwg

管道除尘机器人结构设计摘要须保证喷头具备定的对中性能，能适应不同的管径变化，对于在行进过程中，管内可能出现凸凹不平情况，机器人还应具备定的越障能力。

如果机器人在运动过程中产生旋转或由于重心偏移而使得机器人的轴线与管道的中心线产生偏转角，载体可能卡在管道内而无法取出，严重时不得不破坏管道取出机器人。

对于大口径的管道机器人，由于其自重较大，如果支撑臂不具备自动定心性能，必定产生偏转角，其结果使机器人运动阻力增大，出现“卡持”现象。

为了提高作业的可靠性，设计中要求机器人应具有可靠的管道适应性和定心性。

在现有的管道机器人设计中，移动型本体结构，主要有履带式支腿式轮式结构以及蛇行蠕动变形运动等几种形式。

如壁面爬行水下推动等机构。

蛇行蠕动变形运动多适合于光滑的管壁地面或水下。

履带式着地面积大，对不平路面的适应性强，但是是体积大，不易实现转弯，而且要保持履带的张紧，结构复杂，如图所示支腿式对粗糙表面性能较好带载能力强，但其控制系统机械结构均复杂移动行走速度慢轮式移动方式速度快，转弯容易，对中性好，尤其是径向辐射轮式结构，能够保证机器人在运行过程中，其中心轴线与管道轴线保持致，缺点是着地面积相对较小，维持附着牵引力较困难。

传动方案的选择机器通常是由原电机，传动系统和工作机三部分所组成。

传动系统是将原动机的运动和动力进行传递与分配的作用，可见，传动系统是机器的重要组成部分。

传动系统的质量与成本在整台机器中占有很大比重。

因此，在机器中传动系统设计的好坏，对整部机器的性能成本以及整体尺寸的影响都是很大的。

所以合理地设计传动系统是机械设计工作地重要组成部分。

合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求，其次是满足工作可靠结构简单尺寸紧凑传动效率高使用维护方便工艺性和经济性好等要求。

很显然，要同时满足这些要求肯定比较困难的，因此，要通过分析和比较多种传动方案，选择其中最能满足众多要求的合理传动方案，作为最终确定的传动方案。

机器人常用的驱动方式有液压驱动气动驱动电动驱动三种基本方式。

电动驱动主要有步进电机直流伺服电机和交流伺服电机。

液压与气动方式对环境要求较高，实现起来较复杂，而电机驱动结构简单，较易实现密封与调速控制。

故在本设计中选用步进电机作为机器人本体的驱动动力减速器选用行星齿轮减速器。

驱动动力从电机经由减速器减速后，在满足管径自适应性的基础上，如何更好地将动力传递到主动轮上，是选择机器人传动方式过程中重点考虑的问题。

结合径向辐射管道射流清洗机器人的结构布局方式的特点，在本设计中主要通过套动力变换装置和同步链传动机构来实现。

动力变换装置的设计在如图所示的径向辐射轮式移动结构中，当预紧弹簧给于基本的预紧力后，刚好使得位于最上侧的轮处于与管壁相接触的临界状态，也就是说上轮与管壁间的接触压力刚好为零，所以机器人整体的驱动力绝大部分来自轮和轮，而且机器人本体的重心位置位于管道的轴线下方左右如图所示，增强了机器人的稳定性。

下面两轮所在支腿中心线与减速器输出轴线垂直，且两支腿中心线的夹角为，故需要动力变换装置来实现动力的分流。

蜗杆传动是空间交错的两轴间传递运动和动力的种传动机构，两轴线交错的夹角可为任意值，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的次对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。

在设计中蜗杆与两蜗轮之间的轴线夹角为，两蜗轮轴线之间的夹角为。

如图所示。

图.车轮端面图同步链传动设计由于设计的机器人具备在定的管径变化范围内行走的能力，在管径发生变化的时候，主动轮与管道中心的距离也相应发生改变，在现有的相关管道机器人传动方案中，更多的是采用全齿轮传动方式，即动力经变换后，通过增加