管道除尘机器人结构设计（全套完整有CAD）

格式：RAR 上传：2022-06-25 05:52:40

《管道除尘机器人结构设计（全套完整有CAD）》修改意见稿

1、“.....减速器的选择在选择了电机型号之后，需要选择与之相应的减速器。在确定了减速器的类型后，减速器的选择关键在减速比的选择。考虑驱动能力时减速比的计算根据电机的相关资料，可知电机的额定转矩为.，为满足机器人能正常行驶，则整个驱动系统电机的驱动力矩经传动系统减速增扭后，驱动力矩应大于等于机器人所受到的总的阻力矩，即应保证传动系统的传动比应满足.考虑机器人最高运行速度传动比的计算根据电机相关资料，可知电机的额定转速为则传动系统的最大传动比应该满足基于上述传动比，我们可以确定传动系统的传动比应该满足.传动比里面蜗杆传动的传动比为,选用则减速器的出动比为.我们选用根据小功率计算机书上说明，选用行星减速器。其参数如截图所示图减速器参数表.机器人的速度和驱动能力校核确定电机和减速器后......”。

2、“.....以确保机器人有足够驱动力的同时，能满足机器人的最高行走速度要求。运动速度校核根据以上所选电机和减速器的性能指针，可知电机的额定转速，减速器的传动比是，以及机器人所要求的主动轮半径.，可以计算出机器人在确定电机和减速器后的最高车速虽然大于预期设定速度，但是我们可以通过控制电机的转速已使机器人低于此速度行驶，而且还有定得速度储备，在机器人需要快速行进至工作位置的情况下，尽可能有较快的速度。驱动能力校核根据电机的额定输出转矩为.，传动比为，则机器人总的驱动力矩为因为机器人总的驱动力矩大于其所受到的总的阻力矩，所以机器人能够有足够的动力起车，并有定的动力储备。经过上述计算和校核，所选的施奈德伺服电.化简上式得.由虚功原理得.将式代入上式并化简得.所采用的滚珠丝杠螺母副的导程记为,为滚珠丝杠和丝杠螺母之间的相对转角，则丝杠螺母的位移为......”。

3、“.....考虑滚珠丝杠螺母副，由虚位移原理可得.式中，为滚珠丝杠螺母副的传动效率。合并整合上两式得.此式即为滚珠丝杠螺母副调节方式的力学特性。弹簧压紧调节方式如图所示的是从动轮的弹簧压紧调节方式示意图，其工作原理与滚珠丝杠螺母副调节方式原理类似，只是在张紧力调整方面采用被动调整方式。当管径发生变化时，作用在从动轮上的压力变化，使得压紧弹簧产生伸缩，而带动推杆运动，进而推动连杆绕支点转动，使车轮撑开或者紧缩以达到适应不同的管径的目的。与滚珠丝杠螺母副调节方式的主要区别就在于在压紧力的调节方面由调整电机的的主动调整变为压紧弹簧的被动调整。故在弹簧压紧调节方式的力学特性如下图.弹簧压紧调节方式选取其中的个支承臂作为研究对象，其受力分析如图所示，由前述滚珠丝杠螺母副调节方式的分析可知，弹簧压紧调节方式的力学平衡方程为.式中，弹簧的压紧力，。整理得......”。

4、“.....为弹簧的初始长度，为弹簧的弹性系数。从上边的式子可以看出，弹簧压紧力只是位移函数，因此该机构具有负反馈作用，在定的管径变化范围内，封闭力之和变化不大。由此可见该机构具有常封闭特性，这样便增加了载体的稳定性和可靠性，同时由于弹簧压紧力的回馈作用可使机构具有自适应调节的功能。.动力系统的设计计算管道机器人行驶阻力分析射轮式移动结构中，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......”。

5、“.....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，通过增加惰轮的方式，将动力传递到主动轮，虽然该方案的传动效率较高，但是结构复杂，对环境的适应能力较差，可适应管径变化范围较小，在本设计中，动力经蜗轮蜗杆装置变换后，通过传动比为的齿轮传动，将动力传递到各支腿，因为空间尺寸关系，在两者之间增加惰轮机构，再应用同步链将动力传送到主动轮和轮......”。

6、“.....故无论管径如何变化，两个同步链轮间的轴线距离保持不变，只要支腿的长度足够长，就可适应足够大的管径变化范围。.管道清洗机器人变管径自适应性方案设计管道由于制作误差使用过程中局部结垢局部压力过大而产生变形以及内表面杂物的存在，清洗机器人在碰到变形部位及杂物时，由于阻力而使支撑臂收缩，同时在驱动力的作用下通过变形部位，当再次达到管道正常段时，支撑臂能够在弹簧的作用下像伞样张开，使机器人重新恢复原来的平稳状态。这个过程就是机器人的自适应过程。有了自适应性，机器人就能穿过个个变形部位，以达到对管道进行有效清洗的目的，在本设计中，对于自适应性的设计主要包括两方式各支腿单独调整和支腿整体调整。支腿单独调整方式各支腿的单独调整方式。当机器人在行进过程中，其中的个或多个支腿遇到障碍物包括尽管自驱动管内机器人行走可以采用的轮式脚式爬行式蠕动式......”。

7、“.....但因管道内有灰灰垢和其他杂物，环境恶劣，附着能力差采用履带式方式比较合适，可以增大行走机构和管道内表面的接触面积，提高行走时机器人的附着能力。.基本设计任务设计题目管道清洗机器人行走部件的设计任务.设计计算涡轮和链轮机构.设计传动结构造型.用计算机绘制装配图和主要零件图.按指定格式和要求撰写毕业设计计算说明书.毕业设计的目的毕业设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节，通过毕业设计能达到以下目的。巩固.熟悉并综合运用所学的知识培养理论联系实际的学风熟悉进行机械设计的般步骤和常见问题，掌握机械设计的般技巧。学会查阅运用技术资料初步掌握对专业范围内的生产技术问题进行研究的能力。管道射流清洗机器人.管道射流清洗机器人的本体设计管道清洗机器人应用于管道直径的管道中工作，作业环境要求整个结构的尺寸应尽可能的小并且具备定的牵引力......”。

8、“.....移动方式选择管道清洗机器人要实现实际应用中的可靠性及实用性，必须依据管道内作业特点来设计出稳定运行，满足清洗性能要求的机器人。在进行清洗时候，要求系统必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......”。

9、“.....进行综合设计开发，因此它的深入研究也将推动管道清洗技术的发展。.本课题应达到的要求作为高压水和化学清洗的有效补充手段，行走式管路清洗方法具有定的独特性如成本低廉安全性好无任何环境污染水电消耗非常小。尤其是在化学清洗和高压水清洗方法无法应用或成本不允许的情况下,利用除垢机器人清洗能够发挥独特的作用,并取得良好的效果。我们采用的是压缩空气喷洗机器人。除垢机器人的首要要解决的问题就是行走问题，怎样使机器人在管道中行走是除垢机器人能否成功完成的重要环节之。目前管内机器人的驱动方式有自驱动自带动力源利用流体推力通过弹性杆外加推力三种方式。根据输灰管道和回水管道内的实际情况，管道除垢机器人宜采用自驱动方式。采用双步进电机驱动......”。