【正文】 ................ 17 連 接螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................... 17 機(jī)器人的重量計(jì)算 ........................................................... 18 4. 氣動回路設(shè)計(jì) .................................................... 20 氣壓傳動系統(tǒng)的基本知識 ............................................................... 20 氣壓傳動系統(tǒng)原理 ........................................................... 20 氣動傳動系統(tǒng)的組成 ........................................................... 2 第 2 頁 0 氣動傳動系統(tǒng)的分類 ........................................................... 20 氣壓傳動系統(tǒng)的特點(diǎn) ........................................................... 21 氣動元件說明 ............................................................... 22 氣動馬達(dá) ........................................................... 22 氣動控制元件 ........................................................... 22 流量控制閥 ........................................................... 22 方向控制閥 ........................................................... 23 氣動執(zhí)行元件 ........................................................... 23 氣動回路圖 ............................................................... 24 氣缸的選擇 ............................................................... 24 5. 控制部分 ........................................................ 26 結(jié)論 ............................................................... 29 參考文獻(xiàn) ........................................................... 30 致謝 ............................................................... 31 中英文摘要（此處省略） 1. 緒論 課題背景 機(jī)器人是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)學(xué)與近代電子技 術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、機(jī) 第 3 頁 構(gòu)學(xué)、信息科學(xué)和傳感技術(shù)等多學(xué)科綜合性高科技產(chǎn)物，它是一種仿人操作、高速運(yùn)行、重復(fù)操作和精度較高的自動化設(shè)備 。 (5) 造船業(yè)：用于噴涂船體的內(nèi)、外壁等 。由于氣囊密封裝置具有較好的彈性，在壁面有凹凸時，通過氣囊的變形來減小縫隙的高度，可使機(jī)器人具有一定的越障能力，且充氣量可由調(diào)節(jié)閥來控制。 （ 2）系統(tǒng)組成及功能 自主運(yùn)載小車將機(jī)器人運(yùn)達(dá)指定地點(diǎn)，由機(jī)械手將機(jī)器人送上壁面，作業(yè)完成后再取下送回。 ． 2 CLR1型壁面清洗機(jī)器人 隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快，高層建筑越來越多，為美觀和實(shí)用化，建筑物的外壁多 第 6 頁 采用瓷磚和玻璃幕墻結(jié)構(gòu)，但隨之而來的高樓清洗問題又一直困擾著人們，傳統(tǒng)的吊籃吊凳方式既危險(xiǎn)、工作效率又低。 e) 控制方式：有線遙控及 PLC 控制 。 (3) 控制系統(tǒng) 電氣控制柜是整個控制系統(tǒng)的核心，包括一套可編程控制器、兩套電機(jī)驅(qū)動器、開 第 7 頁 關(guān)電源等。 e) 控制系統(tǒng)： 計(jì)算機(jī)控制，帶遙控盒，電力載波通訊 。它既可實(shí)現(xiàn)自動送水又可實(shí)現(xiàn)定期灌水，由兩個液位計(jì)控制液面高度，由壓力傳感器和自動打氣筒控制罐內(nèi)壓力。 a) 清洗機(jī)構(gòu)專用化，專門為清洗玻璃幕墻清洗作業(yè)設(shè)計(jì)； b) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小型化與輕量化，可直接吊掛在掛吊水管的吊鉤上； c) 機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)重量降低，采用小型伺服電機(jī)，減輕本體重量，使移動靈活； d) 傳輸電纜線大為減少，僅有二根電源線，省去 10 多根控制線，同時省去原用卷電纜的小車。 f) 作業(yè)方式：配上附件后，完成罐壁噴砂除銹和噴漆防腐、測厚等 。 5) 運(yùn)載小車：可使機(jī)器人自動爬上或爬下罐壁，克服由于爬壁機(jī)器人永遠(yuǎn)具有吸力帶來的放上取下的不便，并能起到運(yùn)輸作 用。該設(shè)備的使用可使工作效率提高 10 以上，大幅度地縮短了檢修時間，經(jīng)濟(jì)效益可觀。在履帶式水冷壁清掃、檢測爬壁機(jī)器人中，通過鏈條傳動帶動搖桿機(jī)構(gòu)，使鋼絲刷做來回往復(fù)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)對管壁表面的清掃。這樣，既利于獲得連續(xù)或單步兩種爬升方式，又可以方便地進(jìn)行手動、自動遙控操縱。 圖 21 機(jī)器人立體圖 零件說明 對于零件的說明請參考圖紙： 第 13 頁 1． QGEW2 LA 50B 100 型氣缸 外購件，此氣缸由生產(chǎn)，材料為硬鋁，是本機(jī)器人主要的動力來源。 5． GB281988 型螺釘 標(biāo)準(zhǔn)件，用來聯(lián)接氣缸支架與氣缸。 14．吸盤支架 焊接件，材料為硬鋁，安裝在托盤三上，由四部分焊接而成，上面安裝吸盤。 第 15 頁 以上為各零件的簡單介紹，下面來說一下機(jī)器人的工作原理。大體的 行走過程是這樣的： 以向上走為例，先讓支架上的吸盤吸住墻面，使機(jī)器人可以固定在墻上，此時如果下盤處于位置比較靠下的地方，則對氣缸上位置在上面的氣口（后面簡稱為 1 口）輸入氣體，位置在下面的氣口（后面簡稱為 2 口）輸出氣體，使氣缸向上運(yùn)動，從而帶動下盤向上運(yùn)動。 機(jī)器人是靠吸盤吸附在墻壁上，共有六個吸盤，框架上的四個為一組，托盤三上的兩個為一組。 各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 機(jī)械部件的設(shè)計(jì)計(jì)算包括：機(jī)器人三個托盤的設(shè)計(jì)和布置；連接螺釘?shù)倪x用和計(jì)算；腿的設(shè)計(jì)計(jì)算；整體結(jié)構(gòu)支架的重量估算。 參見機(jī)器人的總裝配圖，根據(jù)設(shè)計(jì)可知，這四個螺釘?shù)男吞柎笮?M6。 氣壓傳動系統(tǒng)的基本知識 氣壓傳動系統(tǒng)原理 氣壓傳動與控制技術(shù)簡稱氣動技術(shù)，是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量傳遞，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化的一門技術(shù)，它是流體傳動與控制學(xué)科的一個重要組成部分。 5) 工作介質(zhì) 經(jīng)除水、除油、過濾后的 潔凈壓縮空氣。 3) 氣缸動作速度一般為 50~500mm/s，比液壓和電氣方式的動作速度快，其間，通過單向節(jié)流閥，可使氣缸速度無級調(diào)節(jié)。在一定條件下，可使氣動裝置有自保護(hù)能力。 氣動元件說明 氣動馬達(dá) 氣動馬達(dá)是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成回轉(zhuǎn)機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，其作用相當(dāng)于電動機(jī)或液壓馬達(dá)。圖 42為一種典型的壓力控制閥的職能符號。普通氣缸是指一般活塞式氣缸，用于無 第 24 頁 特殊要求的場合。 第 25 頁 在眾多數(shù)據(jù)中，我們最關(guān)心的是氣缸的活塞桿產(chǎn)生的推力的大小。新一代計(jì)算機(jī)均以 9 引腳的接頭所有的 Rs232，計(jì)算機(jī)上的端口均為公頭。地址范圍為 0000H— FFFFH(64KB)。 (3)申行接口 UART：一個帶有移位寄存器工作方式的通用異步收發(fā)器，不僅可以作串行通信，還可用于移位寄存器方式的中行外圍擴(kuò)展。各進(jìn)一步了解了 CAXA 軟件，并對它的應(yīng)用更加熟練了； 應(yīng)用機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)等知識對此機(jī)械進(jìn)行了分析總結(jié)，最終認(rèn)為此機(jī)器人可以正常運(yùn)行； 系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的機(jī)器人及控制軟件組成了完好的系統(tǒng)。開發(fā)的機(jī)器人控制軟件能夠使用戶輸入機(jī)器人的各個機(jī)構(gòu)的運(yùn)動參數(shù)（如轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向等），點(diǎn)擊與之相對應(yīng)的 “ 運(yùn)行 ” 按鈕便可控制其運(yùn)動，并且在計(jì)算機(jī)屏幕上可以跟蹤其運(yùn)動，基本實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)預(yù)定的功能。 單片機(jī)的封裝引腳如圖 53所示： 圖 53 單片機(jī)的 封裝引腳 各管腳功能如表 51 所示： 引腳標(biāo)記 引腳編號 端 口 引腳名稱及功能描述 第 28 頁 DIP L