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A0 装配图.dwg
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A1 大臂.dwg
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A1手掌开合装置.dwg
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A2 轮支撑.dwg
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A2 小臂.dwg
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A2驱动轮.dwg
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A3 平行杆.dwg
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A3弹簧杆.dwg
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A3固定制动片.dwg
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A3刹车片.dwg
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A3轴.dwg
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中期报告.doc
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自动检线机构功能与结构设计开题报告.doc
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自动检线机构功能与结构设计论文.doc
1、为了尽量减轻电缆的负载，齿轮箱体和齿轮箱盖所选择的材料尤为重要，考虑了材料的成本和材料的密度，最后选择了铝合金，牌号为的材料，这种材料属于号硬铝合金，这类合金的强度和耐热性能均好，但耐蚀性不如纯铝和防锈铝合金。常用包铝方法提高硬铝制品在海洋和潮湿大气中的耐蚀性，它又良好的高温强度和工艺性能，关键是它的密度很小，只有.。.内升降筒的设计计算内升降筒的结构尺寸设计如图所示由于制造工艺性的方便，其中内升降筒截面六边形分为和两个部分来制造，制造后再进行装配工作。在部件六角形的中间边上做成如图造型，宽度，长度.，是为了满足外升降筒的外。
2、配工作。为了加强外升降筒的刚度，在升降筒六角形的六个角上以圆弧形加厚，加厚的长度与外升降筒致。半径为.，在六角形的角上恰恰上弯曲应力最大的地方，在外升降筒截面的角上加厚可以有效地提高外升降筒的抗弯系数。减少轮廓弯曲变形的风险。将部件做成以下形状是为了迎合外丝杆摆放的位置，并且留有间隙，以防丝杆径向晃动，造成传动的不稳定性，同时，这样也可以合理地利用空间，达到结构紧凑的要求。由于电机的安置位置在外升降筒的尾部，因此齿轮箱的位置在外升降筒的尾部，根据齿轮箱所设计的尺寸，在外升降筒的尾部开槽，高度为，长度为.，根据丝杆的工作长度，。侧必须安置外丝杆的要求，并且为了减轻机器人挂臂的重量，将部件的轮廓设计成薄壁形状。壁厚设定为.。下面考虑内丝杆的安置位置，由于内丝杆的基本位置既定，根据内丝杆与外丝杆的相对位置，在距离此边.处钻个孔，作为内丝杆放置的位置，考虑到内丝杆的径向跳动，这个孔的直径要比内丝杆的外径略大，设定为，边缘也做薄壁形状，为加工工艺性，以及内升降筒的刚度考虑，在如图指定位置做圆角处理，圆角半径如图所示。部件为了考虑到部件的强度问题，在内通孔边做挡板，来支撑孔薄壁并与之固定，这样既可以有效地加强内升降筒内部结构的牢固性，又可以加强部件与部件连接。
3、板的厚度，齿轮箱高度，再减去丝杆工作长度在齿轮箱内的长度。那么，外升降筒的总长度考虑到挡板装配的可靠性，现在在外升降筒的上部留有的余量，所以外升降筒的总长。外升降筒的强度校核在巡线机器人工作时，挂臂承担整个巡线机器人的重量负载，而且根据巡线机器人的动作要求，当机器人需要做升降动作时，总是两个挂臂其中的个，承担所有的负载，另个手臂不动或者空载，也就是在不负载的情况下，自主升降，这样更增加了升降手臂的负载，因此，这只手臂所受的弯矩相对比较大，是外升降筒强度校核的关键。为了保证外升降筒所受的应力不大于巡线机器人要求的许用强度，在信。 稳定性。由于对内升降筒内外表面没用特定的精度要求以及传动要求，在内丝杆的外表面的粗糙度设定为.，内丝杆的内表面设定为.。为了考虑到内外升降筒的行程，下螺母的位置高度会与内升降筒的高度位置重叠，经过计算得轴向重叠长度为，因此，在内升降筒的下端，部件的中间面开槽，高度为，宽度为整个部件的最大宽度。由于内升降筒的位置在外升降筒的内部，受到的载荷引起的弯曲应力并不大，所以这里的计算过程从略。.外升降筒的设计外升降筒的设计计算外升降筒的结构尺寸设计如图所示由于为了制造工艺性的方便，其中升降筒的六角形截面分为和两部分制造。制造后再进行装。
4、为了尽量减轻电缆的负载，齿轮箱体和齿轮箱盖所选择的材料尤为重要，考虑了材料的成本和材料的密度，最后选择了铝合金，牌号为的材料，这种材料属于号硬铝合金，这类合金的强度和耐热性能均好，但耐蚀性不如纯铝和防锈铝合金。常用包铝方法提高硬铝制品在海洋和潮湿大气中的耐蚀性，它又良好的高温强度和工艺性能，关键是它的密度很小，只有.。.内升降筒的设计计算内升降筒的结构尺寸设计如图所示由于制造工艺性的方便，其中内升降筒截面六边形分为和两个部分来制造，制造后再进行装配工作。在部件六角形的中间边上做成如图造型，宽度，长度.，是为了满足外升降筒的外。 运行到平移轨道端部时，其中由于平移蜗箱的连接长度以及留下的长度余量，估计水平长度损失为.，即两臂水平距离为。另外，假设箱体重心位置到负载手臂的水平距离为。两端位置强度校核先计算负载挂臂处于平移轨道两端时，当这只挂臂负载伸缩时，在平衡状态下如简图所示位置根据要求写力平衡方程负载挂臂所承受的总弯矩必须小于等于需用弯矩，即。.计算得的外升降筒所受的弯矩小于许用弯矩，并且数值不大，因此，当平移轨道移至两端时符合外升降筒的弯矩要求。极限位置计算当主箱体中心向另端方向平移时，外升降筒所承受的弯矩会逐渐增大，到位置外升降筒所受的弯矩会达到。
5、 惯性矩最大计算得。计算得外升降筒的截面抗弯系数为根据公式，得危险截面的弯曲应力为该弯曲应力的值小于材料的许用应力，并且数值不大，在外升降筒的危险截面不会产生断裂等情况。由于扭转应力对外升降筒的作用不大，所以不对扭转强度进行校核。.涡轮蜗杆的设计由于机器人挂壁的旋转不作为本课题的重点研究内容，并且考虑到蜗杆传动功率不大，转动速度没有要求，所以设计的部分从简，仅列出部分设计过程及主要结果。选择蜗杆传动类型根据的推荐，采用渐开线蜗杆。选择材料现在采用钢因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为。涡轮用钢，金属模铸造。最大要求弯矩。现在假定这时主箱体重心距离负载挂臂的距离。根据弯矩平衡条件计算得该长度为.,即主箱体达到外升降筒的最大要求弯矩的位置是主箱体的重心距离负载挂臂.,也就是在控制过程中主箱体到负载挂臂的距离不得大于.。外升降筒弯曲强度校核根据公式得弯矩作用下的正应力根据应力与应变分析拉应力最大的点位于危险截面的上下边缘，在外升降筒上则为平移导轨上左右侧面的点上受到的拉压应力最大。弯矩根据许用弯矩来计算。截面抗弯系数应该根据的最大值，即来计算。根据外升降筒截面的示意图，.。而经过计算得在外升降筒旋转至截面六角形的边处于侧面时，截面的。
6、号控制上，必须限制巡线机器人在平移轨道上运动的行程，这样做虽然对挂壁的横向行程有损失，但确可以保证外升降筒不会由于超过许用弯矩而影响传动精度，使巡线机器人的升降有稳定的速度，接下来就是对巡线机器人在平移轨道上允许的行程进行计算。主要技术指标要求挂臂所受弯矩不得大于。而挂臂主要承受弯矩的就是外升降筒，所以这里只对外升降筒进行校核。测量质量，根据材料性质以及所占体积，得单根平移轨道自重，主箱体自重约为，单只挂臂自重根据各个零件的质量之和，估计约。测量长度，以下长度均为工作长度，主箱体的工作长度约为，单根平移轨道长度为.，机器人挂。
参考资料：
（独家原创）自动检线机构功能与结构设计（全套CAD图纸完整版）