【正文】 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，最后還能對管道進(jìn)行消毒。所以對風(fēng)管的清洗是最主要且必需的項目?？照{(diào)系統(tǒng)存在微生物的情況不是不常見，它的存在是合理的。s side and most were measured by the robot to obstacles on both sides of pipe or the distance and obstacles to the front of the pipe or the distance. So the robot must have organ with mobile carriers to install cleaning tools, parts, CCD camera systems and lighting systems, munication systems, steering control systems and other ancillary equipment. As evidence of the industry39。這些方式對機(jī)器人的行程有較大的影響。 在管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人中采用視覺伺服技術(shù)，有利于提高其控制性能和自主能 力，并對其智能化進(jìn)程有重要意義。針對目前國內(nèi)外的現(xiàn)狀，為了使管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人能夠盡快進(jìn)入大規(guī)模實用化階段,必須在以下幾個方面有所突破：1. 研究開發(fā)能夠適應(yīng)復(fù)雜管道和特殊管道的多功能行走機(jī)構(gòu)，管內(nèi)作業(yè)機(jī) 器人在彎管、支岔管中的通過性問題仍未很好解決，要解決這一問題，首先要在機(jī)構(gòu)上保證機(jī)器人能夠在這些特殊環(huán)境中順利行走，提高機(jī)器人在彎管、L 型和T型管中的通過性。把機(jī)器人的移動本體﹑張緊機(jī)構(gòu)分別獨(dú)立加工裝配，然后組裝在一起。該情況下，可通過幾何關(guān)系得出所允許的機(jī)體寬最大值mmax。在BC連線從x軸運(yùn)動到Y(jié)軸的過程中，A點(diǎn)到BC線段最短距離就是該彎角所能允許的最大機(jī)器入寬度，由此可判定機(jī)線段最短距離就是該彎角所能允許的最大機(jī)器入寬度，由此可判定機(jī)器人的寬度能否通過該彎道。(1) 計算軸承所受的徑向載荷R1和R2由前面軸的校核計算已知：水平支反力, 垂直支反力， 求得合成支反力： (2) 計算軸承的軸向載荷A1和A2由于成對安裝兩個同一型號的角接觸處可按雙列軸承的數(shù)值，查得內(nèi)徑為17mm的雙列角接觸球軸承的C=14KN,Co=。這里，我們選擇了無錫市華通氣動制造有限公司生產(chǎn)的389系列三聯(lián)件，其輸出壓力為1MPa。通過查閱相關(guān)信息，選擇洛陽高新超越機(jī)械有限公司的HFL沖壓外圈滾針超越離合器，這種離合器是一種具有最小徑向截面的外星輪式超越離合器。初選=按載荷有輕微沖擊，查得KA=,初選載荷系數(shù)Kf=T1=TI=因為=22，故有：=10，平均分配傳動比：===3） 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)A. 水平行走① 各軸轉(zhuǎn)速nⅠ=nW=3000r/min nⅡ= ② 各軸功率， B. 垂直行走① 各軸轉(zhuǎn)速 nⅠ=nW=3000r/min nⅡ= ② 各軸功率③ 各軸轉(zhuǎn)矩由以上計算可以看出,機(jī)器人垂直行走時各軸的功率均比水平行走各軸功率大,故計算各軸扭矩時應(yīng)以垂直行走時的功率計算.:I軸（電機(jī)軸）：II軸：III軸：IV軸：V軸：VI軸：4) 傳動齒輪尺寸計算在該傳動系統(tǒng)中雖然齒輪的位置、功能有所不同，并且材料也有所不同，但都是直齒圓柱齒輪傳動，都采用的硬齒面，因此這些齒輪的計算方式是相同的。① 機(jī)器水平行走機(jī)器水平行走時分配到每個輪子上的載荷為： F= ： 驅(qū)動輪受力其中：設(shè)載體為5 kg，則FN=5+=Mf為滾動摩阻，Mf= N按照實心橡膠輪胎在優(yōu)質(zhì)路上時取=1mm，則：Mf= N=1=（NB） 齒輪齒條傳動 ： 齒輪齒條傳動輪子固定在齒條上，通過電機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動，使得輪子連同齒條往上移動實現(xiàn)張緊。 傳動方案的設(shè)計由于齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用壽命長、效率高、傳動比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因此在考慮具體的傳動方案時，應(yīng)該選用齒輪傳動。由于它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以僅用于智能汽車等的研究方面，而在機(jī)器人的移動機(jī)構(gòu)中不太采用。如果單考慮平面移動的話，三輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)可以了，但從加強(qiáng)移動過程中的穩(wěn)定性角度來考慮，目前多數(shù)采用的是四輪機(jī)構(gòu)。我們在研究管內(nèi)行走機(jī)構(gòu)動力學(xué)時，在不失實際意義的情況下假定：1. 管道具有理想的幾何形狀，接頭和分叉都是理想的幾何過度。由于機(jī)器人工作于空 間狹小的管道中，要求其移動載體具有很好的轉(zhuǎn)彎能力。 市場需求預(yù)測據(jù)介紹我國有超過500 萬個各類中央空調(diào)需清洗保養(yǎng)，而且每年正在以10%的速度遞增，而這些中央空調(diào)大部分運(yùn)行了20 年以上卻從未清洗。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，并且通過視頻系統(tǒng)消除各個角落里的細(xì)菌、病毒，噴涂各種消毒液。我國對中央空調(diào)風(fēng)管清洗的重要性認(rèn)識比較晚，對中央空調(diào)風(fēng)管設(shè)備的研制起步也比較晚。 因此，中央空調(diào)清洗行業(yè)將成為中國一個新興的有著巨大潛力的發(fā)展行業(yè)，對中央空調(diào)清潔機(jī)器人的研究與開發(fā)更是具有一定的社會價值和商業(yè)價值。 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。醫(yī)院、學(xué)校等每5年一次。有的可在房間內(nèi)隨機(jī)移動，但要求有一定的動力和對地面有足夠大的摩擦。 355 結(jié)構(gòu)設(shè)計33 管道機(jī)器人在水平直角彎管的通過性分析8 傳動方案的設(shè)計7 機(jī)器人移動載體方案設(shè)計4 市場需求預(yù)測3 國外、國內(nèi)研究概況92026 傳動齒輪﹑蝸輪蝸桿的尺寸計算事實上，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，遍歷時間長。類似的法律可以預(yù)見將在世界各地實施。 國外從20世紀(jì)70年代末80年代初開始重視中央空調(diào)的風(fēng)道清洗，同時，隨著計算機(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。 國外、國內(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)同時誕生的。目前我國對集中式空調(diào)的管理尚屬空白。該機(jī)器人具有以下幾個特點(diǎn)和優(yōu)勢：1）行走機(jī)構(gòu)具備自主管內(nèi)障礙和防傾覆功能，適用復(fù)雜的矩形管道或者圓形管道環(huán)境清掃作業(yè)要求（國外產(chǎn)品大多僅適用圓形管道）；2）管道清洗機(jī)器人能進(jìn)入圓管260mm以上直徑、矩形管道140mm以上高度的空調(diào)、除塵管道進(jìn)行清洗；3）機(jī)器人采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計和多電機(jī)驅(qū)動技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便；4）機(jī)器人采用計算機(jī)圖像處理技術(shù)。就目前而言無論從中央空調(diào)風(fēng)道專業(yè)清洗服務(wù)公司來講還是從國內(nèi)外空調(diào)風(fēng)道清洗機(jī)器人設(shè)備廠家來看，都不能應(yīng)付這一龐大的清洗市場。國內(nèi)清洗市場的產(chǎn)品僅適于水平管道的清洗，而本設(shè)計要求機(jī)器人同時還要能清洗垂直管道。2. 管道及機(jī)器人的履帶變形可以忽略。五輪以上的機(jī)構(gòu)的提出，是因為它在裝載重物時具有較大的穩(wěn)定性，而且適用于臺階、階梯等非平地狀態(tài)的移動。3) 全方位移動車方式三輪車或四輪車基本是 2 自由度的，不能進(jìn)行任意的定位和定向。由于兩電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動，兩驅(qū)動輪的傳動方案是一樣的，下面以一輪為例來討論。這個方案的缺點(diǎn)除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜外還有摩擦很大。mm）=（N下面以高速級傳動齒輪 Z1，Z2為例說明齒輪尺寸計算的具體過程。mm有公式 得：由公式 可得重合度系數(shù)再通過查表?。? 有公式N=60njLk（按設(shè)備每天工作8 小時，年限為10 年），算得齒輪工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為：再由上面所求的N1,N2查得：, 按一般可靠度查表選擇SFmin=；按齒輪材料聚碳酸脂（PC），查得其彎曲疲勞極限則有： 取設(shè)計齒輪模數(shù)：將確定后的各項參數(shù)代入設(shè)計公式，求得：修正： 再經(jīng)過查表得： ； 則 為提高安全性和便于計算，按第一系列取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=1mm 則齒輪的主要幾何尺寸如下： 取 C. 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式： 經(jīng)過查表得：；。mm查表得：；將這些數(shù)據(jù)帶入接觸強(qiáng)度計算公式，求得：按接觸強(qiáng)度要求，因此可以選?。褐行木? 由于a=30mm不是標(biāo)準(zhǔn)推薦中心距，如選擇標(biāo)準(zhǔn)中心距，渦輪將變位。它由薄壁沖壓外圈、塑料保持架、鑲嵌于保持架中的金屬異型彈簧和裝于保持架兜孔中的滾針組成，滾針是鎖緊原件。選擇了上述氣缸和各種閥后，便可以畫出氣動系統(tǒng)原理回路如圖： 氣動系統(tǒng)原理﹑蝸輪蝸桿的尺寸計算這部分齒輪和蝸輪蝸桿的計算步驟與行走載體的齒輪和蝸輪蝸桿傳動計算步驟相類似，這里只給出計算結(jié)果如下表36和37 齒輪 蝸輪蝸桿 齒輪Z1872 2 24 分度圓直徑d 18 72 14 48 模數(shù)m 1 1 2 2 表36 齒輪 蝸輪蝸桿 齒輪Z19 57 2 28 分度圓直徑d 19 57 10 35 模數(shù)m 1 1 表37 軸的設(shè)計﹑計算和校核本設(shè)計中的軸大部分都是以心軸的形式存在的，即只承受彎矩而不承受扭矩，但輸出軸既承受彎矩也承受扭矩，因此這里只討論行走載體的輸出軸的設(shè)計校核過程。軸承內(nèi)部派生軸向力S=eR，其中e為判斷系數(shù)，其值有的大小來確定，先估取e=，則有： 因為,所以軸承1“放松”，軸承2“壓緊” 因此 求得，代入公式在此計算得：同理由軸向載荷判斷比較知軸承1“放松” 、軸承2“壓緊”，故有： (3) 計算軸承的當(dāng)量動載荷P1和P2 因為 查表得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為： 軸承1 , 。，可得出BC連線的兩點(diǎn)式方程式 化簡得 則A點(diǎn)(a,b)到該直線的距離d為 設(shè)機(jī)器人允許最大寬度為mmax，則當(dāng)θ(0, )時，dmin=mmax其中需要說明的是當(dāng)0時，表明A點(diǎn)在BC 之上，反之則A點(diǎn)在BC之下，顯然，本題情況只有A點(diǎn)在BC之上時才合理。分析如下： 通過矩形圓弧彎頭的情況如圖所示尺寸，管道內(nèi)邊半徑R，外邊半徑R+。這樣對于各個部件的維修和更換是很方便的。因此要研究一種既融合各種機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，能夠提供較大的牽引力，又具有快速靈活，可靠性高的驅(qū)動方案。3. 在復(fù)雜管道環(huán)境下機(jī)器人智能控制技術(shù)的研究。5. 機(jī)構(gòu)和驅(qū)動器的小型化、微型化。s technological advancement within the last 10 years, one simply has to examine the vast extent of equipment that is now available and used during air duct cleaning.Inspection DevicesInspection devices are used to inspect the inside of the AHU and/or ductwork for debris, contamination, and serviceability. The optical bore scope is one such device that is used for direct viewing. The bores cope is placed through an existing opening, such as a vent opening, or a service opening is created and the scope is placed into the area to be inspected. Scopes normally have at least a 115 watt light source, a standard 40 degree field of view and can accept a 35mm camera or a digital camera for documentation purposes. Fiber optic scopes and video scopes operate on the same principal as t