SolidWorks全套图纸.rar
电机座.DWG
电路图15张.rar
吊篮原理.dwg
（CAD图纸）
管道爬行器的研究与设计开题报告.doc
管道爬行器的研究与设计说明书.doc
课题申核表.doc
螺母杆.DWG
曲柄.DWG
曲柄滑块.dwg
（CAD图纸）
任务书.doc
伸缩杆1.DWG
伸缩杆2.DWG
受力分析图.dwg
（CAD图纸）
丝杆.DWG
小电机座.DWG
新型吊篮.DWG
摇杆.DWG
中期检查表.doc
轴承.DWG
主体.DWG
主装配体.DWG
转弯控制顺序.dwg
（CAD图纸）
且键已被国家定位标准件，在此主要进行间的选择和校核。
根据轴的直径，由机械设计表选择普通平键的圆头平键，材料选钢。
依据键的校核如下式中传递的转矩.，为键的高度键的接触长度，轴的直径，可计算得查机械设计表静载荷时可知所选的圆头平键符合条件.吊环的设计如前所诉，吊环采用榫卯结构，吊环与环槽的表面粗糙度要求达到.。
其工作原理是根据吊环的自重，调节吊环始终与地面保持垂直。
因其受力不大，减轻重量，故材料采用硬铝。
图吊环装配图图吊环爆炸图.轴承的设计用于固定螺杆。
螺杆后部只是普通光轴，转速低。
故采用滑动轴承表面粗糙度要求较高，又因轴承在主体内的紧固要求采用自行设计的轴承。
的为减轻重量材料采用硬铝。
其工程图如图。
图轴承工程图.机腿的设计其三维装配图，爆炸图如图，。
图机腿装配图图机腿爆炸图机腿通过关节的伸缩进行自适应调节。
连接杆与推动盘连结。
连接杆与机腿采用铰链。
为适应管道最大内径的调节，关节尺寸为，关节尺寸为，关节尺寸为。
.驱动轮的设计驱动轮的设计与方案二大至上致部分结构不同，故不在赘述原理。
驱动轮装配和爆炸如图，图。
原动力电动机的选择与计算在机器人的电气控制研究设计部分完成。
图驱动轮装配体图驱动轮爆炸视图.管道爬行的实现图管道内爬行实现.管道内路口转弯的实现在十字型管道内爬行时，会遇到驱动轮悬空，并可能被卡住的情况。
此时，在通过摄像观测装置观测到该种情况时，工作人员通过控制机身电机，进给螺杆开始转动，使螺母水平移动，从而使机腿伸缩，以通过该类型管道，如图。
其控为，爬行最大内径。
设计机身内径为，外径为机壁厚度最小处为。
机壁与机腿之间只是做简单的伸缩动作，前后机身可以采用旋转铰链连接故采用，采用间隙配合。
其前后机身三维图如图，图。
图前主体三维图图后主体三维图.机身内部传动机构的设计机身内部结构为机腿运动的传动机构的设计，在这里运用丝杠和螺母结构完成曲柄滑块机构的实现。
并推动机腿的张合。
其结构示意图如图进给丝杠和螺母的设计为使机腿伸缩，采用螺旋传动，该类型传动是利用螺杆丝杠和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的。
它主要用于将回转运动转变为直线运动，同时传递运动和动力。
在爬行器中其工作原理为进给螺杆在电动机的驱动下，进行回转运动。
从而使螺母进行水平移动。
螺母用来推动机腿的张合，使爬行器进行自适应张合。
初步确定螺杆杆轴的最小轴径按机械设计式初步估算丝杆轴的最小轴径，选取材料为钢，调质处理。
根据机械设计表取初步设定螺杆转速为.式中，可根据主体电机取求取轴向力按照自锁条件先求出当量摩擦角，查机械设表知螺旋副材料中钢对钢的摩擦系数，取中间值.，则当量摩擦角则在此按最大值计算，取耐磨性计算滑动螺旋的磨损与螺纹工作面上的压力滑动速度螺纹表面粗糙度以及润滑状态等因素有关。
其中最主要的是螺纹工作面上的压力，压力越大，螺旋副间越容易形成磨损。
因此，滑动螺旋的耐磨性计算，主要是限制螺纹工作面上的压力，使其小于材料的许用压力。
假设作用于螺杆的轴向力为单位为，螺纹的承压面积指螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面积为单位为，螺纹中径为单位为，螺纹工作高度为单位为，螺纹螺距为单位为，螺母高度为单位为，螺纹工作圈数为，则螺纹工作面上的耐磨性条件为上式可作为校核计算用。
将代入上式整理后得计算螺杆中径查机械设计第页，由于工作圈数不多，故取查机械设计第页表取则因为按剪切强度计算的最小直径为.，由根据国家标准选取螺纹公称直径，.的螺纹。
螺母高度.旋合圈数故旋合圈数合理螺纹工作高度验算工作图机腿的爆炸图伸缩单元部分组成的伸缩单元依靠弹簧的弹性变形以适应小范围内的管道直径变化和越障。
其三维图如图。
变长单元为变长杆，可以人为的更换增长或缩短以适应管道直径的大范围变化。
其三维图如图。
关节单元部分组成关节单元，上均装有电磁铁之间用螺母和绕簧固定。
各部位三维图如图。
关节单元用于爬行器的姿态调整。
其原理为∶通过倾斜传感器对爬行器进行监控。
当爬行器偏移其原轨道，倾斜传感器发出电信号，此时或上的电磁铁得电，吸合，促使轮子向左或右倾斜，以校正爬行器。
在爬行器被校正后，倾斜传感器发出信号，使电磁铁断电，在绕簧的作用力下，使关节各部位复位。
图关节单元零件图爬行器正常前进。
分别用于爬行器的左右校正。
.驱动轮的设计驱动轮由部分组成，如图图驱动轮三维图与爆炸图联接块用于与驱动轮与关节单元的联接。
电动机箱安装步进电动机或励磁电动机。
用以驱动轮子。
.方案的分析优点结构简单，制造成本低廉，对管道内径变化不大和弯道较少时基本能满足设计要求。
缺点该爬行器在爬行器由于机身是长方体，在管道内转弯时，会出现卡壳现象，在爬行十字型丁字型管道内径时会出现在机腿卡在管道中，驱动轮悬空等情况但该种情况，般当轮子半径大于管道壁厚，也能顺利通过。
方案二的设计与分析根据方案的优缺点进行改进，增加必要改良元素，现设计出方案二，如图。
本方案由部分组成机身，机腿，驱动轮。
图方案二的三维图.机身的设计机身设计成筒状机身和其他部件组成。
如图.图机壁三维图.机身内部传动结构设计机身内部主要完成“伞”足的张合传动，以及吊篮的安装。
如图。
牵引绳的长短禁锢着机器人的爬行深度。
其优缺点如下缺点附着力会不断增大，爬行器负载变化大，不利于长距离爬行。
优点爬行器本身初始载重小本身不需携带能源等，信息反馈及时清晰，利于后期观察，也利于实现在线监控。
观察结束时，可人工使用安全绳退出。
非拖曳该方式不需跟随电缆线，本身有拍摄存储功能，并且本身携带电源等，其优缺点如下缺点爬行器本身载重加大，需设计爬行器退出管道方式等。
优点爬行器载重恒定，便于爬行器爬行。
其在管道内行进方便，尤其在弯道时，拖曳式的过大的牵引力会使爬行器驱动轮打滑，不易通过。
根据要求，非拖曳虽有自己强大优点，但爬行器在管道内出现问题而不能移动时，需要花费很大力气将爬行器取出。
可以选择有线拖拽式。
.驱动方式选择根据设计要求现拟订种爬行器驱动设计方案如图，图轮式爬行图履带式爬行轮式爬行设计制造简便，成本低廉。
但其穿越障碍能力差，只能穿越高度小于其本身半径的障碍物。
如图。
图轮式爬行越障履带爬行越障碍能力高于轮式爬行，但本身设计制造较复杂，成本相应提高个支点最少需轮才可以爬行。
根据设计要求本机器人是在管道内行走的机器人，无需考虑台阶等障碍物的问题，尽量降低成本，在不影响设计本身功能时，尽可能采用制造工艺简单，成本低的设计方案。
可以采用轮式爬行。
.姿态调整的选择根据要求结合可行性，可以拟定种方案如下加传感器的关节进行调整在管道爬行时会出现爬行器偏移原来轨道，可用倾斜传感器进行控制。
现拟订采用改变轮子履带前进方向定角度来进行矫正加关节。
其原理为通过电磁铁的吸合，从而控制爬行器的爬行轨迹。
关节单元装配图如图图关节调节通过关节调整可实现如图图关节调节的实现利用吊篮方式进行调整在爬行器内安装吊篮内置摄像观察装置。
当爬行器偏斜时，吊兰因为和机座为铰链连接，保留个自由度，由于重力的原因不会随着爬行器偏斜而偏斜，而是在任何时候都垂直与地面。
其在爬行器内遇到倾斜时的自动调节如图。
管道，爬行，研究，钻研，设计三维，毕业设计，全套，图纸本科毕业论文设计论文题目管道爬行器的研究与设计学生姓名所在院系机电学院所学专业机械设计制造及其自动化导师姓名完成时间摘要本课题是在对管道爬行器的结构和运动研究分析的基础上。
本次设计在的基础上构建管道爬行器的若干套三维造型，然后依据要求进行选择。
最终方案采用列车连接结构，伸缩结构和“伞”型结构，以适应管道内部的弯道和大范围内径变化管道。
通过电气控制，使各电机顺序动作以完成通过十字型和丁字型等较复杂的管道，通过新型吊环的调节始终保持摄像装置与水平面的平行。
对管道爬行器的控制要求，采用常规的电气控制分析方法设计电气部分的控制电路，最终方案采用人工控制电机的顺序动作进行管道内的转弯，里程计反馈信息与管道工程图相结合的方法来进行爬行器的定位。
为研究管道爬行器打下了定的基础。
关键词自适应性，伸缩结构，内径变化，新型吊环，态调整的选择加传感器的关节进行调整利用吊篮方式进行调整采用新式吊篮进行调整.自适应分析伸缩臂长和加弹簧方式伸缩臂长和“伞”型摇杆.方案的基本确定方案的设计与分析.机身的设计.机腿的设计伸缩单元变长单元关节单元.驱动轮的设计.方案的分析方案二的设计与分析.机身的设计.机身内部传动结构设计.进给螺杆与螺母的设计.吊篮的设计.机腿的设计.方案二的分析方案三的设计与分析.机身的设计.机身内部传动机构的设计进给丝杠和螺母的设计选择联轴器选择键.吊环的设计.轴承的设计.机腿的设计.驱动轮的设计.管道爬行的实现.管道内路口转弯的实现.总体装配体设计管道爬行机器人的功能分析管道爬行机器人的动作分析电气控制基本元器件的选取.电机的参数计算与选取驱动轮电机的参数计算主电机参数计算机器人动力源的选取.电源的选取.电机调速元件的选取串联电阻调速方法的实现新型调节脉宽型调速的实现电机调速方法的确定及元件的确定电路设计.轮足电机动作的正转与反转的电路设计.前后伞足的张开闭合电路设计.电机部分总电路设计.电机顺序动作的电路设计人为控制逻辑控制单片机进行自动控制.照明系统的电路设计.管道内机器人定位系统的设计爬行器管道内定位方案的提出与分析机器人定位系统部件的选择与设计结论结束语致谢参考文献绪论随着社会的发展和人民生活水平的提高，天然气管道以及各种输送管道的应用越来越多。
在我国及世界各个国家内，由于地形的限制和土地资源的有限，在地下都埋设了很多的输送管道，例如，方面天然气管道石油管道等，在埋有管道的地面上都已经建成了很多的建筑物公路等，给管道的维修和维护造成了很大的困难。
当这些管道由于些原因造成了泄露堵塞等问题时，人们普通的做法是挖开道路进行维修，有些时候如果不能准确判断泄露和堵塞的具体位置时，会浪费很多的时间和精力，同时降低了工作效率。
（定稿）管道爬行器的研究与设计（全套下载）
