【正文】 求得）　　（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于傳動(dòng)軸較短，帶輪尺寸很小，帶輪的軸向及周向固定很不方便，所以決定將帶輪、導(dǎo)向輪及軸作成一體，如圖 35。鋼刷適用于各種鋼管。當(dāng)采用上下擺動(dòng)時(shí)，可以采用四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或不完全齒。只要控制進(jìn)氣閥或排氣閥的開(kāi)度，即控制壓縮空氣的流量，就能調(diào)節(jié)馬達(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時(shí)間短，速度快，沖擊性小，而且不需卸負(fù)荷。啟動(dòng)、停止迅速。圖 42 氣動(dòng)馬達(dá) 旋轉(zhuǎn)刷的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的清掃刷的示意圖如圖 43 所示。 攝像頭的固定和調(diào)整由于所清掃管道的高度變化范圍很大，所以需要方便的調(diào)整攝像頭的高度。 灰塵收集裝置 灰塵收集裝置是與機(jī)器人分離的一個(gè)裝置，為設(shè)計(jì)方便起見(jiàn)，我決定采用一個(gè)大功率的抽風(fēng)機(jī)在連接里格管子通向空調(diào)管道中，在抽風(fēng)機(jī)下部再安裝一個(gè)灰塵收集的塑料兜。由于各方面的限制，關(guān)于管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)有待進(jìn)一步深入研究，尤其應(yīng)該更多到實(shí)際應(yīng)用中去檢驗(yàn)。這不僅使我順利完成了本文，也將使我受益終生。 自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，時(shí)光匆匆飛逝，三年多的努力與付出，隨著論文的完成，終于讓我在大學(xué)的生活，得以劃下了完美的句點(diǎn)。其性能參數(shù)如表 51所示。 照明裝置 本方案用到的照明裝置，可以到相關(guān)的廠家購(gòu)買，攝像頭主要用來(lái)觀察管道內(nèi)的情況，但因管道為封閉的，光線暗淡，其要在照明裝置——燈泡的幫助下，才可以成功的觀察管道是否清掃干凈，以便徹底清潔中央空調(diào)管道。CCD 是應(yīng)用在攝影、攝像方面的高端元素技術(shù)，采用 CCD 感光元件的攝像頭在各方面的性能都不錯(cuò)，具有成像靈敏度高、抗震動(dòng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。 （8）使用空氣作為介質(zhì)，無(wú)供應(yīng)上的困難，用過(guò)的空氣不需處理，放到大氣中無(wú)污染 壓縮空氣可以集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送 由于氣馬達(dá)具有以上諸多特點(diǎn)，故它可在潮濕、高溫、高粉塵等惡劣的環(huán)境下工作?？梢蚤L(zhǎng)時(shí)間滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，溫升較小。在正反向轉(zhuǎn)換時(shí)，沖擊很小。此兩種方案設(shè)計(jì)出來(lái)的旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，鑒于目前所學(xué)知識(shí)限制，我設(shè)計(jì)了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的清掃方案，即在氣動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)刷實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)管道進(jìn)行清洗。為此可以在機(jī)器人的下部安裝一臺(tái)吹風(fēng)機(jī)將灰塵吹向前方，但考慮到這樣會(huì)使機(jī)器人的重量加大，這樣會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，比如：會(huì)增大驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)的功率，從而加大了車重和車的尺寸，這樣做。旋轉(zhuǎn)刷頭可拆卸并且有不同的材料和尺寸系列,整個(gè)裝置可以進(jìn)行俯仰調(diào)整,從而保證在管道都能徹底清掃到管道的邊角和頂部。 帶的尺寸設(shè)計(jì)由參考書 [2]中表 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下：（1）設(shè)計(jì)功率 PdPd=KAP= =, 其中工況系數(shù) KA=?2)選帶型和節(jié)距 Pb根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pb 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=50r/min, 由參考書 [2]圖 選帶型 5M 節(jié)距 Pb=5mm3)小帶輪齒數(shù) Z1 和節(jié)圓直徑 dP1由 Z1 （由參考書 [2]表 查得） ，選取 Z1=1512min??ZdP = =1??4)確定大齒輪齒數(shù) Z2 和節(jié)圓直徑 dP2Z =iZ 22?1 ,3052?????5)帶速 v sVssmndP /40/0625./ max???????6)初定軸間距 aa =182mm07)帶長(zhǎng) L 及其齒數(shù) Z0 0212210 4)dP() dP(2aa????? m}82).().({?? ?機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）查表取標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng) 480mm,齒數(shù) Z=308）實(shí)際軸間距 a當(dāng)軸間距不可調(diào)整時(shí)，根據(jù)已知條件：a= 可算出,???dP??.518012???ad? = ?? =?9）帶寬 bs已知各種帶型的基準(zhǔn)寬度如表 所示：表 32 各種帶型的基準(zhǔn)寬度 帶型 3M 5M 8M 14M 20Mb 0S5 9 20 40 115因所選帶型為 5M，則基準(zhǔn)寬度 b =9mm0S由參考書[2]公式 計(jì)算得，bs=9mm 導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸由由參考書 [2]表 知圓弧齒同步帶帶輪尺寸如（表 33）：（單位：mm）表 33 圓弧齒同步帶帶輪尺寸 項(xiàng)目 符號(hào) 5M節(jié)圓直徑 d Pd ??bPZ 外圓直徑 da d =d 2a= 齒槽弧半徑 R 05.?齒槽深 h g 8.?齒槽角 2? 14?齒頂圓角半徑 r1 05.?齒形尺 寸 節(jié)頂距 2a 為了方便加工，導(dǎo)向輪應(yīng)該是簡(jiǎn)單的圓柱形。 電機(jī)的選取因已知導(dǎo)向輪輸出線速度比驅(qū)動(dòng)輪線速度 ，暫定 ，導(dǎo)向輪直徑暫定 66mm，帶的傳動(dòng)比為 2，則電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為 。在清掃之前，調(diào)整支撐臂上的螺釘來(lái)控制兩個(gè)導(dǎo)向輪的橫向距離，保證機(jī)器人處于管道中央時(shí)導(dǎo)向輪兩端距管道壁各有約 20mm。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù) ，則? ?計(jì)算應(yīng)力為 （式中 ）22)(4?????ca 1?機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）. 圖 33 軸彎矩、扭矩圖對(duì)于直徑為 d 的圓周，彎曲應(yīng)力 ，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ，將 和 代入WM/??TW/????上式，則軸的彎矩合成強(qiáng)度條件為 （）??12222 )()(4)( ?????????TTWca式中： 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 MPa?ca M 軸所受的彎矩，單位為 N 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)（1）求出輸出軸上的功率 P 轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T 已知：傳遞功率 ， 轉(zhuǎn)速 n=???扭矩 T=9550000 mN???（2）求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 ???Zmdt　　圓周力 NdTFt 徑向力 ta 3tan6n???（3）初步確定軸的最小直徑：　　先按參考書 [1] 式（）初步估算軸的最小直徑選軸的材料,由參考書 [1]表（151）選 35SiMn 調(diào)質(zhì)處理，毛坯直徑 此種材料的機(jī)械特性m10?80?b?57s硬度 299286HBS。其中： =1090MPa， =1090MPa。另外本次設(shè)計(jì)采用輪式機(jī)構(gòu)傳輸，輪外部采用橡膠制履帶，工業(yè)橡膠與管道的摩擦系數(shù)為 ，是普通塑料輪子與鋼管摩擦系數(shù)的 倍，是鋁合金輪子與鋼管摩擦系數(shù)的 倍。可以通過(guò)概率設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出可靠度滿足要求的零件或結(jié)構(gòu)，也可以通過(guò)系統(tǒng)可靠性綜合機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）方法評(píng)定機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性。而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上尚無(wú)管道清潔機(jī)器人產(chǎn)品,本文設(shè)計(jì)的中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,自動(dòng)化程度高,適用范圍廣,成本較低,對(duì)促進(jìn)我國(guó)中央空調(diào)管道清洗行業(yè)的發(fā)展、改善室內(nèi)空氣質(zhì)量、提高生活和健康水平等具有積極的意義。設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)刷頭有四種材料系列:尼龍刷、鋼刷、不銹鋼刷和銅刷。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如圖22）所示，驅(qū)動(dòng)方式為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前軸。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 2022 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)。其中，亞洲機(jī)器人增長(zhǎng)幅度最為突出，高達(dá) 43%機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的管道清潔機(jī)器人圖 11 中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人技術(shù)參數(shù)規(guī)格：380260 180mm(長(zhǎng) .)重量：工作電壓：36v行走速度：800mm/min——9800mm/min 無(wú)極變速爬坡能力：不小于 40 度越障礙能力：不小于 45mm垃圾鏟負(fù)重：2kg照明：高亮度 LED立體清掃能力：長(zhǎng)擺臂水平擺動(dòng)有效寬度達(dá) 1250mm，垂直擺動(dòng)有效高度為 1000mm，短擺臂水平擺動(dòng)有效寬度達(dá) 800mm，垂直擺動(dòng)有效高度為 800mm特點(diǎn)：◆ 采用雙滾刷結(jié)構(gòu)在擺臂與風(fēng)管側(cè)壁形成夾角時(shí)，保證將管道角部徹底清洗干凈（采用與管道垂直相切角度旋轉(zhuǎn)毛刷的機(jī)構(gòu)是不可能將角部清洗干凈的） 。2022 年 8 月份中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院及衛(wèi)生部共同起草了 GB192102022《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)?！泛托l(wèi)生部 2022《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)?！?，衛(wèi)生部還于 2022年提出了《公共場(chǎng)所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》 。據(jù)聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)和國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì)，世界機(jī)器人市場(chǎng)前景看好，從 20 世紀(jì)下半葉起，世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)