【正文】 ...................................... 22 操作臂的設(shè)計 ....................................................................................... 23 （ 1）吸塵器操作臂 的設(shè)計 ................................................................. 23 （ 2）卸料門的拉開桿件的設(shè)計 ......................................................... 23 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2第四章 控制原理的設(shè)計 ............................................................................ 24 控制原理的分析和設(shè)計 ....................................................................... 24 主要控制流程圖： ............................................................................... 27 致 謝 ....................................................................................................... 29 蘭 州 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 前 言 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1第一章 概 述 機器人概述 機器人 —— 這一詞 最早使用始于 1920年至 1930 年期間在捷克作家凱勒爾 .凱佩克（ KAREL CAPEK）的名為“羅薩姆的萬能機器人”的幻想劇中，一些小的人造的和擬人的傀儡絕對地服從其主人的命令。大腦命令手抓起物體，同時指令腳移動到所要求到達的地點，最后放下物體。以下介紹日本工業(yè)機器人協(xié)會（ JIRA）的分類方法： 第一類：手工操作裝置：一種由操作人員操作的具有若干個自由度（ DOF）的裝置； 第二類：固有程序的機器人：依照預(yù)定的不變的方法按部就班執(zhí)行任務(wù)的操作裝置，對任務(wù)的執(zhí)行順序很難進行修改； 第三類：可變程序的機器人：與第二類是同一種類型的操作裝置，但其執(zhí)行步驟可以修改； 第四類：再現(xiàn)式機器人：操作人員 通過手動方式引導(dǎo)或控制機器人完成任務(wù) ，而機器人控制裝置則紀錄其運動軌跡，需要時可以重新調(diào)出紀錄的軌跡信息，機器人就能以自動的方式完成任務(wù)； 第五類：數(shù)值控制機器人：由操作人員給機器人提供運動程序，而不是用手動方式教導(dǎo)機器人完成指定的作業(yè)任務(wù)； 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3第六類：智能機器人：通過對環(huán)境變化的感知，改變其 運動軌跡、姿態(tài)等措施圓滿的完成任務(wù)。由于腐蝕、重壓等作用，管道不可避免地會出現(xiàn)漏孔、裂紋等現(xiàn)象。 國內(nèi)外管道機器人的發(fā)展 國內(nèi)外管道機器人的發(fā)展 國內(nèi)在管道機器人方面的研究起步較晚，而且多數(shù)停留在實驗階段。它是通過給管道加一系列的時序脈沖進行控制，依次使各單元動作，達到蠕動爬行的運動。 日本機器人的的發(fā)展經(jīng)過了 60 年代的搖籃期， 70 年代的實用期，到 80年代進入普及及提高期，開始在各個領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣使用機器人。管道機器人的色彩攝像 頭采用嵌入式“魚眼”鏡頭，結(jié)構(gòu)非常緊湊。加拿大INUKTUN 公司的雙履帶式管內(nèi)機器人行走機構(gòu)，履帶采用剛性支承結(jié)構(gòu)，兩履帶的夾角可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同的作業(yè)管徑。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9第二章 總體方案的制定及比較 管道機器人設(shè)計參數(shù)和技術(shù)指標(biāo) （ 1）管道機器人的工作環(huán)境 ，管道為圓管，管道直徑為 φ 600φ700mm，管道底部每周可形成厚約 100mm 的煙灰堆積層； 179。 （四）足腿移動式的優(yōu)點是對粗糙路面適應(yīng)性能較好，越障礙能力極強，可適應(yīng)不同管徑的變化。由于管道存在不同的彎管，這樣要求機器人行走機構(gòu)有一定的拐彎能力和越障礙能力。 （ 3）撐開機構(gòu)的設(shè)計 由于管徑的變化，需要撐開機構(gòu) 來適應(yīng)管徑的變化。 s=360θ2 π R178。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 ∴ F 驅(qū) ≥ 2*μ *F2+μ *F1（其中 μ 是橡膠與鋼之間的摩擦系數(shù)） =2**+*400= 管道機器人 的工作行程速度 V 為： V=∴ W 總 =F 驅(qū) *V=*=（ W總是有效功率） 是三組履帶，所以每個履帶的驅(qū)動電機至少為： W=W 總 247。所以，履帶的長度不能太長。 ，可以緩沖、吸塵 ，傳動平穩(wěn)，噪聲小。根據(jù)以上的因素，設(shè)計大小錐齒輪的具體參數(shù)。 31′ 26″ =； （ 7）齒根圓直徑： df=d2(ha+c)m cosδ 1 =752*(1+)**cos52176。 47′ 1″ =48176。 28′ 34″ +3176。 2= （ 8） 齒根寬： e=π m/2=*（ 9） 中心距： a=d=100mm （ 10） 頂隙： c=c*m=*= 撐開機構(gòu)和放大桿組的設(shè)計 撐開機構(gòu)采用絲杠螺母和放大桿組的結(jié)合，來適應(yīng)管徑的變化。 其各個桿件的參數(shù)零件圖。見 下面 示意圖： A B D C ω 位置 2 位置 1 卸料門 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 將一對超聲波測距傳感器（記為 Ca 和 Cb）置于本管道清潔機器人車體前后適應(yīng)位置，用來檢測其前進或后退時管徑的變化情況，以使 CPU 驅(qū)動相關(guān)電機做出相應(yīng)的動作。若是，則重新開始運行步驟①，若 否則繼續(xù)移動、檢測。同樣的，在前進過程中還要檢測管徑的變化，通過超聲波 傳感器 CA 收集的距離信息來使本管道清潔機器人自動適應(yīng)管徑的變化；后退時則是通過超聲波傳感器 CB 來檢測信號從而使本管道清潔機器人在后退時也能自動適應(yīng)管徑的變化。另外一個超聲波傳感器（記為 CC）置于裝灰塵的垃圾箱下方適應(yīng)位置，在垃圾箱裝滿后通過檢測前方一定距離范圍內(nèi)有沒有障礙物來判斷清潔口是否已經(jīng)打開，從而使 CPU 驅(qū)動相關(guān)電動機作出傾倒灰塵的動作；再將一個霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測傳感器（記為 HE）置于履帶輪軸附近適當(dāng)位 置，用來檢測置于履帶輪軸上的磁極的旋轉(zhuǎn)信號，從而測出履帶輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)，進而通過 CPU 計算出本管道清潔機器人前進的距離。功率為 120W。 最后量出各桿件的長度： 撐開桿桿長： lc=200mm。 30′ 17″ （ 12） δ f=δ θ f=37176。； （ 4）分度圓直徑： d=mz=23*=； （ 5）分度圓錐角： δ 1=arc cotz1/z2=arc cot30/23=37176。 1′ 43″ （ 10）齒根角： θ f= arctan R mcha )( ? = arctan *)(1? =3176。齒輪類型為：直齒錐齒輪、齒形制為 GB/T12369—— 1990，齒形角為 20176。 首先，確定同步帶的主要參數(shù)：（查機械設(shè)計手冊 1342） 齒形：梯形 齒距制式：模數(shù)制 型號： m7 節(jié)距： Pb= 其次，設(shè)計帶輪：（查機械設(shè)計手冊 1350） （ 1）初選帶輪的 次數(shù)： z=17； （ 2）選擇切削帶輪齒形的刀具類型 —— 切出直線齒廓的特別刀具； （ 3）齒槽角： 2φ =2β =40176。 最后，確定履帶的高度。 3=