的时候所需的摩擦力越大越好，因此我们对于滚轮的材料方面的选择为硬质橡胶材料，是硬质橡胶材料普遍经济实惠应用范围广，而且作为橡胶材料它与其它物体接触是的摩擦系数高。下图为滚轮的些图片。在确定了滚轮的材料直径和厚度后，我们则需要设计摆臂，使得电动机能通过摆臂运动传递到滚轮上，使得爬杆机器人能够实现沿立柱的上下运动。通过对整体形状的把握，我设计个直径为，长度为的圆柱形材料穿过滚轮的中心以带动滚轮运动。在这个长为，直径为的圆柱形材料上，需要在滚轮的边安装个链轮，通过链传动使得电动机的力能够通过链传动传递到滚轮上。不仅如此，在该轴的两边，我们需要设计简单机构使得这个机构不仅与滚轮有所接触，而且能够通过些零件固定在主框架上。综合以上考虑，我所设计的摆臂机构大致图形如下所示对于构件，参考相关资料和考虑到杆件的长度与整个构件的尺寸，构件的具体尺寸如下图所示对于构件，它的具体尺寸如下图所示对于构件，它的具体尺寸如下图爬杆机器人主框架的设计在设计爬杆机器人主框架的过程中，应考虑它对负载的方便性负荷能力和整体架构方面。设计时应该注意以下问题刚度刚度是指机身在外力作用下抵抗变形的能力。它是用外力和在外力作用方向上的变形量之比来度量的。变形越小，则刚度越大。爬杆机器人的主框架的刚度方面是个突出的问题。为提高刚度，应注意以下几点根据受力情况，合理选择框架形状和轮廓尺寸。主框架通常需要承受弯曲力和扭转力，应选用抗弯和抗扭刚度较大的截面形状。提高支承刚度和接触刚度。机身的变形量不仅与结构刚度有关，而且于支承刚度及支承物和框架的接触刚度有很大关系。要提高支承刚度，方面要从支座的结构形状底板的连接形式等方面考虑另方面，要特别注意提高配合面间的接触刚度，即保证配合表面的加工精度和表面粗糙度。精度爬杆机器人在主框架的精度也是非常重要。影响整个爬杆机器人的精度不仅体现在摆臂上，在主框架的设计中也需非常重视，而且就导向装置而言，其导向精度刚度和耐磨性等对爬杆机器人的精度和其他工作性影响很大，在设计时同样得时刻注意。平稳性为了提高爬杆机器人工作时的平稳性，应该注意摆臂和主框架的运动部件应力求紧凑质量轻，减少惯性力。在上述设计的基础上，再根据所设计的摆臂的尺寸和简单的原则，我所设计的主框架的大致图形如下所示其具体尺寸大致如下在本次主框架的设计中，每隔条边变设计个长方形状小框架，使得主框架方便与摆臂安装或和旋转轴安装，而对于另外的三条边则可以作为承载所需要承载的物件或机械等等，使得其能满足所要求的相关操作以达到相关机构能够高空作业。爬杆机器人旋转轴的设计轴是机械设备中重要的零件之，对于轴而言，它的主要功能是支承旋转零件，并传递运动和动力。在本课题设计中，我们需要采用传动轴，用来传递转矩。同时，我们还需要考虑轴的材料选择方面，轴的常用材料及其主要力学性能见表。表轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直径硬度抗拉强度屈服强度弯曲疲劳极限剪切疲劳极限备注用于不重要或受力较小的轴正火应用最为广泛正火回火调质用于载荷较大而无很大冲击的重要轴调质用于较重要的轴，性能接近调质用于较重要的轴，性能接近调质调质从这个表格中我们可以看出轴的些常用材料及其主要力学性能，根据这个表格，再者考虑我们所需要设计的轴，我选择的材料是优质碳素钢，因为优质碳素钢通过调质和正火等处理，材料力学性能已经得到改善，使得轴具有较高的强度和耐磨性，而且它对应力集中的敏感性较低，其机械加工性好，价格低廉，市场供应充足，取材比较方便。其次，在设计爬杆机器人旋转轴尺寸的时候，我们需要考虑摆臂和主框架的尺寸。因为旋转轴不仅需要将电动机输出的动力传递到爬杆器摆臂上，而且在设计的过程中，旋转轴还需要固定在主框架上，使之形成个整体。从之前设计的摆臂的尺寸中，我们可以知道摆臂的最大宽度可以从各个部件的尺寸得出，设摆臂的最大宽度为，那么，对于主框架而言，它的边长为。因此，我们在设计旋转轴的长度时，不仅需要设计合理，而且如设旋转轴的长度，则需满足。综上因素，我们设计的旋转轴的大致图形如下所示其主视图主要尺寸如下图所示链传动的选择在本次设计过程中，需要通过中间挠性曳引元件传递运动和动力，而其传递方式的选择有带传动和链传动。对于带传动而言，它的主要优点是有缓冲和吸振作用运行平稳，噪声小结构简单，制造成本低可通过增减带长以适应不同的中心距要求普通带传动过载时会在带轮上打滑，对其他机件有保护作用。它的主要缺点是传动带的寿命较短传递相同圆周力时，外廓尺寸和作用在轴上的载荷比啮合传动大带与带轮接触面间有相对滑动，不能保证准确的动机的相关参数如下。额定转速，额定功率，额定电压。额定扭矩我们知道，电动机扭矩的计算公式为。则有，。所以电动机驱动能力满足要求。旋转轴抗弯强度的校核根据我们所设计的旋转轴，我们知道该旋转轴为传动轴，对该传动轴而言，它在工作中主要传递转矩而所承受的弯矩非常之小，所承受的弯矩可以忽略不计。因此该轴的抗弯强度是满足要求的。旋转轴刚度的校核轴受到载荷作用后，就会产生弯曲或扭转变形，变形的大小与轴的刚度有关，如果刚度不足，或者变形过大，往往会影响零件的正常工作。因此我们需要对轴的刚度进行校核。其中轴的刚度分为弯曲刚度和扭转刚度，在此次校核中，由于弯曲刚度很明显是满足要求的，因此只需要验证轴的扭转刚度是否在允许的控制范围内。由于本轴属于光轴，在轴受到转矩作用时，其扭转刚度条件是式中，为轴单位长度的扭角为轴所受的转矩为轴材料的切变弹性模量，该轴的材料采用的是号钢，查找相关资料，我们得知对于钢材，为轴截面的极惯性矩，对于实心圆轴。为许用扭角，与轴的使用场合有关，见表。表轴的许用扭角应用场合般传动较精密传动重要传动在这里我取。由上可知。因此该轴的刚度满足要求。第六章总结与展望工作总结进过个学期的努力，爬杆机器人的设计也将告段落，在这次爬杆机器人的设计中，运用了非常简单的结构，采用了电机作为驱动，这两者在现实生活中的取材也是十分方便的，而且在设计的过程中，选用的材质大多也是现实生活中非常普通的号硬质钢。在这次设计中，研究的方案不仅较好的保证了爬杆机器人整体的协调动作，而且在应用功能上有着很强的创新意识，应用区域为路灯杆等杆状的高空作业。在结构设计方面，也有着以下些优点该结构简单，实现性强，可应用范围广。我们可以根据实际工作要求，在爬杆机器人上搭载不同的工作机构，能在杆上完成多种高空作业，实现些复杂的功能，具有使用价值高，可推广型也强。采用电动机作为驱动使得该机构节能不污染环境，可持续发展性强。造价低，节约人力和清洗成本，使用简便。今后展望本次毕业设计的题目是爬杆机器人的设计，我认为本课题所涉及的领域是个比较新颖的领域，是个现今还需要大量新的思想进入的领域，是个有着远大发展前景的领域，在工业信息处理通讯航空航天医学和生物工程都有着潜在的巨大应用前景的领域。而且我认为有必要在以下几个方面继续研究，以使得该领域获得更好的发展。设计出更好的简单结构以完成既定的所需求的功能。在条件所允许的情况下，考虑现实因素，增加试验过程中的试验因素，比如路灯杆的清洗功能测试抗振测试以及故障测试等等，同时以经济性实用性作为试验指标，设计优化试验。选择更加合适的橡胶，使机器人在攀爬的时候获得更大的摩擦力和抗老化能力，以及改善夹爪橡胶的安装方式，使之更加方便。能够设计出种爬杆机器人，使之能在攀爬不同类型的路灯杆时，也可以完成相应的功能。选择更加合适的电动机或者说使用搭配的电动机驱动，从而提升机器人的搭载能力。完善搭载平台结构的设计，使之成为个能够搭载各种功能设备的搭载平台，为高空作业提供支持。将来我们说设计的爬杆机器人中，不仅是通过电动机驱动控制爬杆机器人的运动，而且还存在智能控制部分，使之成为个智能型机器人，可以适应复杂工况的要求。参考文献费仁元，张惠惠机械人机械设计和分析北京北京工业大学出版社，方建军智能机械人北京化学工业出版社，赵松年机电体化系统设计北京机械工业出版社，黄真空间机构学北京机械工业出版社，徐元昌机电系统设计北京化学工业出版社，，北京科学技术出版社，张海洪，龚振邦壁面自动清洗机器人清洗工艺分析机电体化，蒋新松机器人学导论辽宁辽宁科学技术出版社，宗光华机器人的创意设计与实践北京北京航空航天大学出版社，吴宗泽机械设计禁忌例北京机械工业出版社，朱世强，王宣银机器人技术及其应用浙江大学出版社，赵兴飞，周忆，石崇辉气驱爬壁机器人设计与计算机床与液压，杨存智爬杆机器人的研制机电体化，于复生，沈孝芹种气动爬杆机器人中国专利，，，，动比。对于链传动而言，链传动通过链轮的轮齿与链条的链节相互啮合实现传动，依据链条结构的不同，有套筒链传动滚子链传动和齿形链传动。它具有以下特点可以得到准确的平均传动比，并可用于较大的中心距传动效率高，最高可达不需要张紧力，作用在轴上的载荷较小容易实现多轴传动能在恶劣的环境高温多灰尘等下工作由于瞬时传动比不等于常数，所以链的瞬时速度是变化的，故传动平稳性较差，速度高时噪声较大。而且链传动主要用于两轴中心距较大的动力和运动的传递。根据实际情况，再者分别考虑带传动和链传动的优缺点，在这里我们选择的是链传动作为传动方式。在本设计的过程当中，我们采用的链传动为齿数相同的链轮，并且在链传动的形式中我们选择的是滚子链传动。由于在链传动中，般链轮的寿命远大于链条的寿命。因此，链传动传动能力的设计主要针对链条