（终稿）走廊清洁机器人的结构设计（全套完整有CAD）

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轮宽，外径，轮槽宽.设计大带轮孔径，因为≧.，所以采用腹板式。轮宽，ⅢⅣ轴的带轮设计确定计算功率式中计算功率工况系数。查工况系数表得所需传递的额定功率长确定传动比，由总体传动比可确定传动比为选用型带查机械设计手册表得小带轮的基准直径计算带速.计算中心距计算基准长度查机械设计手册，选择基准长度单根带的初张紧力式中包角修正系数查表机械设计手册得带单位长度质量，。查表得.计算压轴力带轮结构设计，两个带轮均采用腹板式结构。设计带轮时应满足的要求有质量小结构工艺性好无过大的铸造内应力质量分布均匀，轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损各槽的尺寸和角度应保持定的精度，以减少载荷分布均匀。.主轴的设计计算主轴的结构设计主轴的材料选择钢调制处理，初步计算其最小直径。取，则≧.初步取最小直径为采用下图所示装配方案图主轴装配示意图确定轴的各段直径和长度为了满足轴向定位要求，轴段右端须制造出轴肩，故取轴段的直径为，长度为。轴段的左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径为。使带轮绕轴进行转动，为了保证轴端挡圈只压在带轮上，采用的轴段的直径为，长度为初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用轴承参照工作要求并根据Ⅳ轴段的直径为，由轴承产品目录初步选取基本游隙组标准精度级的圆锥滚子轴承型其尺寸为,故选用轴段的直径为，长度为。清扫机的结构设计.传动比的分配电机到轴之间的总传动比分配各级传动比设计有电机到轴的传动比由轴到轴的传动比。电机到圆盘毛刷的总传动比齿轮间的传动比为图清扫机的内部结构图.带轮的选择设计轴带轮的设计计算确定计算功率,计算功率是根据传递功率，并考虑到载荷性质和每天运行时间长短等因素影响而确定。式中计算功率工况系数。查工况系数表得所需传递的额定功率长计算传动比选择型带由机械设计手册表，取小带轮基准直径为大带轮直径计算带速.初定中心距.﹤﹤﹤﹤取计算基准长度.查机械设计手册表，取基准长度实际中心距取小带轮包角﹥所以小带轮包角合理确定带根数,般单根带可传递的功率达。此处，所传递的功率远远小于，所以用根带足以。单根带的张紧力.式中包角修正系数，查表机械设计手册得.带单位长度质量，。查表得.作用在轴上的力.带轮结构设计,设计带轮时应满足的要求有质量小结构工艺性好无过大的铸造内应力质量分布均匀，轮槽工作面要精细加工，以减少带的磨损各槽的尺寸和角度应保持定的精度，以减少载荷分布均匀。图带的截面形式参照机械设计手册可知基准宽度为.基准线上槽深为.基准线下槽深为为.带轮宽为外径从而确定带轮的各部分尺寸。初定小带轮孔径，基准直径，外径.，轮宽了工作效率和清扫效果，可进行长时间的工作。除作为走廊清扫工具外，也可作为院落工厂小区等较大面积区域的清扫工具。此方案是种理想的经济实用的走廊清扫机设计方案。因此综合考虑选择第三种方案作为最终设计方案。其实体外形如下图图整体示意图动力装置的确定.蓄电池的选择选用蓄电池型号清扫机所使用的蓄电池要求在使用过程中能够完全放电，不排放有害气体，不污染环境。由此针对此设计选用铅蓄电池，型号为有关性能为标准电压为其比能量达•使用寿命为充放电次放电深度为外形尺寸为长宽高重量约为此蓄电池外形图为图蓄电池此蓄电池的性能该电池为全密封阀控式可维护电动车专用蓄电池，具有全密封防泄露设计安全可靠自放电小容量大比能量高等优点。污染少，噪声小。可减少排污，甚至可做到零排污节约能源，为普通蓄电池耗能的结构简单控制方便，易于操作和维修使用时间长，充电后每次可用小时有足够的功率供清扫机达到每小时清扫面积不低于平方米的要求。使用寿命长，般可充电次左右.电动机的选择电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式可以根据电源的种类工作条件温度环境空间尺寸和载荷特点性质大小启动性能和过载情况来选择。在移动的设备中和蓄电池配套的较常使用的电机有直流电动机和步进电动机。直流电动机的优点容易购得，型号多，功率大，接口简单，适合大型机器。直流电动机的缺点太快需要齿轮减速器，电流通常较大，较难与车轮装配，控制复杂。步进电动机的优点精确的速度控制，型号多，适合室内机器人的速度，接口简单，便宜。步进电动机的缺点功率与自重比小，电流通常较大，体积大，较难与车轮装配，负载能力低，功率小，控制复杂，运动时产生震动。清扫机多在室内环境下工作，要求控制较简单，运行平稳，因此选择直流电动机。直流齿轮减速电动机的选择齿轮减速电机有时叫做齿轮马达或减速电机。它们通常由转轴上带有减速器的直流电动机有刷电机组成。如果个电机看上去明显由两个不同的部分连接而成，那么就可以认定它是齿轮减速电机。齿轮减速电机通常通过减小电机速度来增加旋转能力。由于清洁器是种出现比较晚的机械产品，因此在其设计过程中，不可避免的出现了很多未解决得难点疑点，总结其难点如下由于清扫机是新兴产品，扫地功能的实现结构还不成熟，很难查到相关的资料。因此扫地功能的实现是设计工作的个很大的难点。清扫机工作时所产生的二次扬尘污染漏垃圾噪音大和产品可靠性等方面也较难解决的问题。清扫范围的大小不仅与清扫机的各部分的尺寸有关，并与它的总体设计构形式有关。机构太小工作效率就会降低，清扫范围也就变小满足不了走廊的清扫要求，机构太大则设备就会太大从而增加转弯半径。使清扫机在走廊中转弯困难。因此合理的选择机构的大小及机构布置极为重要且比较困难。为了更好的了解所作题目，查阅已有文献资料是十分重要的，由于走廊清扫机的资料很少的。因此，在设计过程中，广泛的搜集资料，并借鉴了清洁机器人的些数据资料对我的设计工作起了很大的帮助。通过阅读“清洁机器人概述”哈尔滨工程大学机电学院李金山等著，“清洁机器人研究发展现状”哈尔滨工程大学机电学院李金山等著，“清洁机器人及其应用”赵臣等著等许多相关论文，触类旁通对清洁机器的设计有了定的认识，在这些文献综述中，详细的介绍了清洁机器人的般设计思路，如外形的设计，机器人的驱动方式如何，具体结构等等，都对我即将所作的设计提供了很大的帮助，此外，为了更好的设计清扫机的内部结构，在轴，齿轮等重要元件的设计过程中保证其结构的准确性，又对机械设计等专业课本进行了系统的复习，但是，由于清扫机出现时间晚，产品数量少，些关键技术受专利所限，因此，很多关键技术是不会公布在资料之中的。所以，我参考用的资料并不能解决我在设计过程中所遇到的所有难点，有许多的问题是根据我自己的想法来做的。因为我的这些想法并不成熟，没有太多的实践性，所以，在解决些棘手问题时并不能够很好的解决。在今后的设计中，还需要通过实践，对其步步的进行改进。.课题需要完成的任务设计主要内容本课题要求设计出的走廊清扫机能完成普通清扫的功能。完成走廊清扫机的方案设计，以及结构组成，并对走廊清扫机结构进行受力计算，使其结构布局和受力更加合理。其主要设计内容为进行原理的分析及方案的比较进行总体结构设计进行传动部分设计进行执行部分设计进行必要的设计计算含动力参数运动学分析刚度计算强度计算等设计工作基本要求完成至少张图纸完成约.万字的设计说明书查阅参考文献篇以上图纸及说明书符合规范要求并提交电子档总体方案的设计.设计主要技术要求驱动方式汽油机或者电力驱动。汽油驱动型适合院落停车场等户外清扫作业电瓶驱动型因其噪音低，污染小，适合室内清扫作业。每小时清国外清洁设备的拥有率和洗衣机几乎相当，甚至要高有公用洗衣房，专业洗衣店的缘故。在这方面，国内的研发步伐较慢，但是随着国家城市化的进程不断加大和经济的发展，许多新兴的中小城市正在崛起，城市化规模不断扩大，现代化的工厂不断建成，机关小区医院学校和公共场不断建设机械化清扫已经成为种必然，地面的清洁养护及工厂清洁生产已经越来越重要。劳动力成本的不断提高，清扫设备的市场前景日渐看好。由于人们对环境污染问题越来越重视，燃油车在很大程度上受到限制。政府大力提倡绿色能源设备。近日国家出台燃油含税的政策，给电动扫地车带来福音。小型清扫设备因其实用性强垃圾清扫率高污染小成本底结构紧凑操作简单维修方便等特点具有广泛的市场前景和实用价值，它的出现和使用，将极大减轻人们繁琐的家务劳动，节省宝贵的时间，提高了人们的生活质量。小型清扫设备现在正是个高速发展的时期，有着极其广阔的发展空。.清扫设备的概述清扫设备的分类清扫设备按大小可分为大型清扫设备和中小型清扫设备。大型清扫设备主要是清扫车，由于本课题主要研究的是小型清扫设备大型的清扫设备在此不再多述。而现有的小型清扫设备主要有两大类分别为扫地机和清洁机器人。清洁机器人清洁机器人技术的发展，应该说是科学技术发展的个综合性的结果，它集机械学电子技术传感器技术计算机技术控制技术机器人技术人工智能等诸多学科为体。清洁机器人是能够在房间中自动清洁地面，保持家庭卫生的种机器人。它集机械学电子技术传感器技术计算机技术控制技术机器人技术人工智能等诸多学科为体。包括有地面真空吸尘机器人地面清扫机器人壁面清洗机器人泳池清洗机器人和些特种清洗机器人，可用于各种场合的清洁工作。这方面的研究从上世纪年代起，开始受到人们的注意，不过由于清洁的环境基本上是结构半结构性的，但要清除的垃圾则完全是非结构性的，造成定困难。清洁机器人具有如下的特点清洁机器人自带电源，小巧轻便操作简单自主性强具有很强的实用性。清洁机器人的工作环境主要为普通家庭环境，但要求有较好的环境适应性。清洁机器人的任务是清扫地面，工作的对象是地面的灰尘纸屑以及其他些小尺寸物体，而大尺寸物体不作为清洁机器人的处理对象。考虑到安全因素，清洁机器人必须对人及家庭物品等不构成任何危害