【正文】 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)論文小型清潔機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)目 錄1引言3 論文背景、意義及要求3 國(guó)外、國(guó)內(nèi)研究概況4 市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)6 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)62 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7 7 機(jī)器人移動(dòng)載體方案設(shè)計(jì)8 總體方案設(shè)計(jì)8 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)9113. 具體設(shè)計(jì)計(jì)算12 移動(dòng)載體傳動(dòng)計(jì)算12 左右驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)計(jì)算12 后萬(wàn)向輪傳動(dòng)計(jì)算20242426 傳動(dòng)齒輪﹑蝸輪蝸桿的尺寸計(jì)算 27 軸的設(shè)計(jì)﹑計(jì)算和校核27 軸承的壽命計(jì)算324 機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)的管道通過(guò)性分析33 管道機(jī)器人在水平直角彎管的通過(guò)性分析33 管道機(jī)器人在矩形管水平圓弧形彎頭的通過(guò)性分析 355 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)361 引言 論文背景、意義及要求清潔機(jī)器人作為服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域中的一個(gè)新產(chǎn)品,盡管目前國(guó)內(nèi)在這方面的研究開(kāi)發(fā)方面已經(jīng)取得一定的成果, 但是仍有許多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題需要解決或提高, 行走機(jī)構(gòu)就是其中的一個(gè)比較重要的技術(shù)。有的可在房間內(nèi)隨機(jī)移動(dòng)，但要求有一定的動(dòng)力和對(duì)地面有足夠大的摩擦。事實(shí)上，雖然有一些公司推出了一些樣品或產(chǎn)品，但卻不能達(dá)到滿意程度：清潔效果不佳，遍歷時(shí)間長(zhǎng)。隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在日常生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。中央空調(diào)系統(tǒng)主宰著樓宇中空氣的新陳代謝，被稱為“建筑物之肺”。中央空調(diào)管道在長(zhǎng)期使用中會(huì)積累許多灰塵、病菌及放射物等，這些有害物質(zhì)在送風(fēng)過(guò)程中便污染了空氣，長(zhǎng)期被人體吸入，就會(huì)危害大眾的健康。因此人們?cè)谄惹幸筇岣呱钯|(zhì)量的同時(shí)，要求提高工作居住場(chǎng)所及其他公共場(chǎng)所環(huán)境質(zhì)量(特別是空氣質(zhì)量)的呼聲也越來(lái)越急切。 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家由于很早以前便應(yīng)用了眾多的中央空調(diào)系統(tǒng)，針對(duì)空氣質(zhì)量對(duì)人身健康的危害，國(guó)外民眾有比較深刻的認(rèn)識(shí)(1976年美國(guó)費(fèi)城的軍團(tuán)菌大爆發(fā)，事后認(rèn)定其傳染源就是該市某會(huì)場(chǎng)內(nèi)的中央空調(diào))。國(guó)外衛(wèi)生機(jī)構(gòu)相繼出臺(tái)了較為嚴(yán)密的中央空調(diào)使用及清洗法規(guī)，如:美國(guó)國(guó)家風(fēng)管清洗協(xié)會(huì)制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《暖通空調(diào)系統(tǒng)的評(píng)估、清洗和修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)}) C ACR2002版)和日本制定的《日本風(fēng)道清洗協(xié)會(huì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》CI990版)及芬蘭新頒布的法律要求賓館、飯店、洗衣房、工業(yè)加工產(chǎn)生粉塵物質(zhì)的通風(fēng)系統(tǒng)，每年清潔一次。醫(yī)院、學(xué)校等每5年一次。類似的法律可以預(yù)見(jiàn)將在世界各地實(shí)施。目前發(fā)達(dá)國(guó)家均成立有中央空調(diào)風(fēng)管清洗協(xié)會(huì)，如:國(guó)際通風(fēng)衛(wèi)生評(píng)議會(huì)(TCVH)、美國(guó)風(fēng)道清洗協(xié)會(huì)(NADCA ) 、歐洲風(fēng)道清洗協(xié)會(huì)(EVHA)、英國(guó)風(fēng)道清洗協(xié)會(huì)(HVCA)舊本風(fēng)道清洗協(xié)會(huì)(JADCA)等，國(guó)外的集中空調(diào)的風(fēng)道清洗己經(jīng)形成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。 國(guó)內(nèi)有超過(guò)500萬(wàn)個(gè)各類中央空調(diào)需要清洗保養(yǎng)，而且每年正在以10%的速度遞增，這些中央空調(diào)大部分運(yùn)行了20年以上卻從未清洗。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量所帶來(lái)的危害越來(lái)越重視，尤其是2003年“非典”疫情的傳播，已使人們對(duì)中央空調(diào)帶來(lái)的疾病隱患有了相當(dāng)深刻的認(rèn)識(shí)。為了保障公眾健康，2006年3月1日，衛(wèi)生部制定并實(shí)施了《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》，中央空調(diào)的衛(wèi)生問(wèn)題得到了前所未有的關(guān)注，對(duì)空調(diào)管道進(jìn)行定期清洗勢(shì)在必行。 當(dāng)前，人們已認(rèn)識(shí)到中央空調(diào)風(fēng)管內(nèi)的灰塵是傳播病毒的載體， 重視了中央空調(diào)的清洗，但是結(jié)果不盡人意。原因有三：一是我國(guó)大多數(shù)中央空調(diào)普遍使用粗效過(guò)濾器，最多只能過(guò)濾空氣中40％的可懸浮顆粒物，近60％的顆粒物進(jìn)入中央空調(diào)，依然為病毒載體，當(dāng)通風(fēng)時(shí)，仍有可能產(chǎn)生交叉感染；二是目前人們只注重中央空調(diào)機(jī)組的清洗和水處理，殊不知風(fēng)管面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)組面積，而中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)95％以上的藏塵量在風(fēng)管內(nèi)，水洗僅降低機(jī)體內(nèi)10％水垢的產(chǎn)生；三是沒(méi)有機(jī)器人參與清洗，人進(jìn)入風(fēng)管清洗又存在二次污染。 因此，加強(qiáng)中央空調(diào)通風(fēng)管道的清洗，消除病毒的污染源，必須要求從事中央空調(diào)清洗的專業(yè)隊(duì)伍技術(shù)先進(jìn)，設(shè)備精良，這使管道清掃機(jī)器人步入了歷史舞臺(tái)。 國(guó)外從20世紀(jì)70年代末80年代初開(kāi)始重視中央空調(diào)的風(fēng)道清洗，同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)、傳感器、現(xiàn)代控制理論和技術(shù)的發(fā)展，為管道機(jī)器人的研究應(yīng)用提供了技術(shù)保證。自從1980年丹達(dá)克林發(fā)明了世界上第一臺(tái)風(fēng)管清洗機(jī)器人直到1990年前后，國(guó)外的中央空調(diào)清洗得以普遍實(shí)施，并建立了相應(yīng)行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 據(jù)調(diào)研，目前上海安裝有中央空調(diào)系統(tǒng)的各類樓宇有3000多幢， 由于此類管道通?？v橫交錯(cuò)，大管道由人來(lái)進(jìn)行管道檢測(cè)、維修工作不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且不衛(wèi)生?？趶叫　㈤L(zhǎng)度長(zhǎng)的管道不僅人無(wú)法進(jìn)去檢查，而且清掃起來(lái)也不容易。因此，管道清掃機(jī)器人的出現(xiàn)是一種必然的趨勢(shì)。 管道清掃機(jī)器人能輕松的爬入管道配合其他管道清洗設(shè)備將管道中的灰塵、塵螨，甚至昆蟲尸體，死老鼠等垃圾一掃而空，最后還能對(duì)管道進(jìn)行消毒?？蛇m用于各種中央空調(diào)和除塵等管道的管道檢測(cè)、清洗、消毒、噴漆等作業(yè)。 因此，中央空調(diào)清洗行業(yè)將成為中國(guó)一個(gè)新興的有著巨大潛力的發(fā)展行業(yè)，對(duì)中央空調(diào)清潔機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)更是具有一定的社會(huì)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。 國(guó)外、國(guó)內(nèi)研究概況空調(diào)清潔技術(shù)起源于60余年前，是隨著中央空調(diào)技術(shù)同時(shí)誕生的。國(guó)外從20世紀(jì)70年代末80年代初開(kāi)始重視中央空調(diào)的風(fēng)道清洗，直到1990年前后中央空調(diào)清洗才得以普遍實(shí)施，并建立了相應(yīng)行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前在所有發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)一例外地實(shí)施了中央空調(diào)的清洗。風(fēng)管清洗在國(guó)外是一個(gè)比較成熟的市場(chǎng)，氣清洗機(jī)器人設(shè)備的研究和開(kāi)發(fā)業(yè)相應(yīng)地比較成熟。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)際上生產(chǎn)清洗機(jī)器人的廠家不下20家，其中比較著名的有瑞典的Wintclean機(jī)器人（售價(jià)100萬(wàn)元），丹麥的Danduct機(jī)器人（售價(jià)80萬(wàn)元），加拿大的Airtox機(jī)器人（售價(jià)60萬(wàn)元），還有美國(guó)的Nikro、Vsi（售價(jià)均為40萬(wàn)元）等。這些國(guó)外管道機(jī)器人，其形狀結(jié)構(gòu)大同小異，性能也能大致相當(dāng)?？照{(diào)管道機(jī)器人應(yīng)具備的功能有清掃管道灰塵、噴灑消毒藥水、攜帶CCD攝像機(jī)和傳感器單元等，因此機(jī)器人必須擁有的“器官”有移動(dòng)載體、安裝清洗工具的部件、CCD攝像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)和其他一些輔助設(shè)備等。我國(guó)對(duì)中央空調(diào)風(fēng)管清洗的重要性認(rèn)識(shí)比較晚，對(duì)中央空調(diào)風(fēng)管設(shè)備的研制起步也比較晚。目前我國(guó)對(duì)集中式空調(diào)的管理尚屬空白。據(jù)了解，有關(guān)清潔公共場(chǎng)所空調(diào)的規(guī)定和措施，只有衛(wèi)生部在2003年6月發(fā)出的《公共場(chǎng)所中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》的通知，這還是因?yàn)槭芊堑涞膯⑹?。該?guī)范對(duì)場(chǎng)所的空調(diào)系統(tǒng)衛(wèi)生提出了檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定公共場(chǎng)所要定期更換或清洗空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的過(guò)濾器（網(wǎng)）、冷卻塔等。在頒布《公共場(chǎng)所中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》后，我國(guó)的中央空調(diào)風(fēng)管清洗市場(chǎng)迅速升溫，全國(guó)各科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)單位紛紛投入到中央空調(diào)風(fēng)管清洗設(shè)備的研制，并取得了很好的成果。據(jù)報(bào)道，東華大學(xué)在該校的一項(xiàng)“自主變位四履帶足機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)”發(fā)明專利基礎(chǔ)上，首先二次開(kāi)發(fā)了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，能很好的解決管道機(jī)器人適應(yīng)非等徑、變截面管道環(huán)境的難題。然后再在此基礎(chǔ)上研制成功一種可用于矩形和圓形通風(fēng)管道的清掃、視頻檢測(cè)、噴涂消毒的多功能清洗機(jī)器人產(chǎn)品。該機(jī)器人和家用的吸塵器差不多大小，四個(gè)腳上有四條履帶，能夠在9厘米高的臺(tái)階上下。它最大的本領(lǐng)就是能順暢自如地爬到中央空調(diào)的各個(gè)角落，甚至到各種形狀的通風(fēng)管道中清掃管道中的垃圾，并且通過(guò)視頻系統(tǒng)消除各個(gè)角落里的細(xì)菌、病毒，噴涂各種消毒液。該機(jī)器人具有以下幾個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：1）行走機(jī)構(gòu)具備自主管內(nèi)障礙和防傾覆功能，適