【终稿】水下船舶清洗机器人结构设计【论文图纸】

格式：RAR 上传：2025-12-10 18:55:14

图表示前进电机反转滚珠丝杠前进,带动外框架随之前进图表示外侧气缸伸出,外侧吸盘与壁面接触,产生真空吸附在壁面上,此时内外框架个吸盘全处于吸附状态水下,船舶,清洗,机器人,结构设计,毕业设计,全套,图纸目录第章绪论.课题背景.课题研究的目的和意义.现状第章总体方案滚珠产生.电磁式吸附利用直流或交流磁铁的磁场吸力把对象物吸住.当切断电流时，磁场消失，对象物即被释放.本机构就是利用电磁吸附，当磁铁不通电时，吸盘没有吸力，当通电时，吸盘具有吸力.先给大吸盘通电，具有磁性吸附在船体上，然后断电，磁性消失，这时再给小吸盘通电，吸盘具有磁性，小吸盘吸附在船体上，循环吸附.于此同时移动部分利用间隙时间移动.永磁吸附是利用永磁铁来产生磁性吸附，永磁吸附所产生的磁性直存在，所以移动部分就直在被吸附物体上，哈工大所研制的清洗机器人就是利用永磁吸附，利用双履带移动方式，直吸附在船体上移动.本机构是利用机器人的行走完成移动，所以采用真空吸附清洗方案清洗方案的选择，清洗的对象是船体表面，包括清洗船体表面附着的些贝类藻类等生物，需要定的清洗力.同时考虑机器人的本身尺寸大少，清洗圆盘不易过大，并且驱动要简单可行.下面是现存转动惯量计算丝杠的转动惯量式中丝杠的长度。工作台，工件等折算到丝杠轴上的转动惯量式中工作台重量，取齿轮转动惯量丝杠传动时，级齿轮降速时，传动系统折算到电机轴上的总转动惯量所需传动力矩计算所需力矩式中空载启动时，折算到电机轴上的加速力矩折算到电机轴上的摩擦力矩，由丝杠预紧引起的折算到电动机轴上的附加摩擦力,采用滚珠丝杠时最大启动转矩式中折算到电机轴上的总惯量，.系统时间常数，电机转速，当时计算时计算摩擦力矩式中导轨摩擦力,等于横向进给系统重力乘以摩擦系数的些清洗工具公路圆盘洗该清洗盘用于公路的清洗，主要清洗路面的尘土和垃圾，所以尺寸很大，所需力要求不大，转速在左右，本机构设计简单，传动容易设计，同时又可以实现所需功能.图滚筒刷滚筒刷尺寸小，清洗的力不大，靠滚动来完成清洗，般用于手动，主要用于清洗玻璃等比较光滑的表面，清洗力不是很大，并且是靠滚来完成的.图目前市场上主要有这两种清洗设备，比较两种设备，第种要靠电机来驱动，第二种主要是靠手动来实现清洗两种清洗都不需要很大的力，转速不需要很快第种尺寸很大，主要清洗路面，所以尺寸比较大，第二种尺寸相对很小.考虑以上特点，本机器人的清洗机构选择第种，但是尺寸选择变小，利用小型直流电机驱动，考虑清洗的力矩及所需转速，选择转速为，清洗面积大约为平方毫米.对清洗盘的设计主要是选择合适得材料毛刷来清洗船体表面，船体表面的污染物对船体有点的吸附力，普通的毛刷不容易将其刷下，容易变形，考虑这些因素，选择铁丝刷，铁丝具有定的硬度，不容易变形，现在市场上也可以买到。效率计算根据机械原理公式，丝杠螺母副的传动效率为式中摩擦角，螺旋升角，可由下列公式计算其中，为丝杠公称直径，为丝杠导程。由公式得。刚度验算滚珠丝杠在轴向力作用下产生拉伸或压缩，在扭矩的作用下发生扭转，这将引起丝杠导程的变化，从而影响其传动精度及定位精度，因此滚珠丝杠应验算满载时的变形量。丝杠螺距，降速比传动链总效率，，取.。个外形基本样的框架构成.每个框架下有条腿,各由提升气缸组成,每条腿下部有个吸盘组.气缸伸缩时,吸盘便接触脱离壁面.下框架下部安装有个转动气缸,使得个框架可以相对转动定的角度.个框架中间有个可以相对下框架旋转的圆盘,圆盘上有个气缸和个导轨.机器人可以沿着和个框架之间的导轨平行的方向做直线运动.图运动初态如图.所示,运动开始上框架的腿部吸盘先脱离吸附,提升气缸缩回,这就完成了机器人腿部的缩回.然后框架之间的气缸伸出,上框架便沿着轨道方向相对下框架运动.运动到位后,上框架提升气缸伸出,吸盘吸附工作表面,如图随后下框架的吸盘松开,提升气缸缩回,框架之间的气缸缩回,下框架便沿着导轨方向靠拢上框架,直到恢复到如图.所示样式.这样便完成了个工作循环.该机器人的驱动是利用汽缸，吸附是利用真空吸附.图图.所示是另种移动装置，它由八个吸盘组成，外面有四个，里面有四个，并且里面四个吸盘可以通过支撑杆和滚珠丝杠移动，其中吸盘是靠真空吸附.丝杠螺距，降速比传动链总效率，，取.。轴向工作负载采用