【正文】 對(duì)管道內(nèi)部這類非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，現(xiàn)有的管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人中的傳感器或無法正常發(fā)揮作用，或過多地依賴人的介 入，已經(jīng)不能滿足其發(fā)展的需要。但這有賴于先進(jìn)的傳感器技術(shù)，特別是管內(nèi)環(huán)境識(shí)別技術(shù)作保證。s suggestion that an air duct cleaning service provider follow NADCA standards.Equipment and Technological AdvancementDuct cleaning equipment has evolved on the principal of 39。雖然大多數(shù)的室內(nèi)空氣質(zhì)量問題可以追溯到空氣輸送的物理系統(tǒng)之外，但是很大一部分室內(nèi)空氣質(zhì)量問題至少在空氣輸送系統(tǒng)條件這部分可以追查，而這問題的癥結(jié)直指空氣傳輸工具即是通風(fēng)管道本身。 清潔的空氣輸送系統(tǒng)的好處包括減輕了居民的室內(nèi)空氣污染，給居住者帶來健康和舒適的良好環(huán)境，并可能通過有效的控制機(jī)械部件使其更有效和持久的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而減少能源成本。 NADCA自其成立以來，其成員制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及民航系統(tǒng)的清洗專家（先進(jìn)的結(jié)構(gòu)陶瓷）的認(rèn)證方案，其中包括繼續(xù)教育和培訓(xùn)計(jì)劃。CCD是應(yīng)用在攝影、攝像方面的高端技術(shù)元件，采用CCD感光元件的攝像頭在各方面 的性能表現(xiàn)都不錯(cuò)，具有成像靈敏度高、抗震動(dòng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。 設(shè)備和技術(shù)進(jìn)步 風(fēng)管清洗設(shè)備已演變對(duì)主要來源去除的原則，即去除空氣輸送系統(tǒng)的可見污染物。通風(fēng)管道是整個(gè)空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的主干，新風(fēng)及混合后的空調(diào)風(fēng)通過風(fēng)管傳送到各個(gè)工作生活空間，且由于安裝工程的問題風(fēng)管也可能會(huì)存在各種各樣的施工垃圾。 暖通空調(diào)或通風(fēng)管清潔的目標(biāo)是從整個(gè)空氣運(yùn)輸系統(tǒng)消除這些可見污染物如灰塵，碎片和水分，從而使空氣在潔凈的表面?zhèn)鬟f。 ., removing visible contaminants from within the air conveyance system. Vacuum collection systems are the center of duct cleaning. All vacuums which are exhausted inside the building must be HEPAfiltered with a % collection efficiency for micron size particles. The cleaning process typically involves connecting a large HEPAfiltered vacuum to the air conveyance system, or a portion of the system, to create a negative pressure so no contaminants are allowed to escape into the occupied space. Air conditioning pipe robot39。 信號(hào)、電力的傳輸和供給方式：在直管道線纜可以順利進(jìn)出，但是在彎曲管道里，尤其是有幾個(gè)彎曲的管道里，必須考慮線纜在轉(zhuǎn)彎處的阻力，因此現(xiàn)在的機(jī)器人一般只能進(jìn)入帶彎道管道的深度為 30m。其中以攝像機(jī)為基礎(chǔ)的視覺傳感器，將是發(fā)展的一個(gè)主要方向。張緊機(jī)構(gòu)與行走本體的連接是通過下殼體氣缸座和氣缸尾部的連接與增力連桿和上殼體的連接裝配在一起的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要考慮結(jié)構(gòu)是否滿足強(qiáng)度要求﹑剛度要求﹑裝配的精度要求﹑確保各個(gè)零件的可裝配性外，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊和便于安裝?？芍苯佑们蠼?。 管道機(jī)器人在水平直角彎管的通過性分析 如下圖： 普通垂直相交管道情況。對(duì)輸出軸進(jìn)行受力分析， 輸出軸受力分析其中： 由于齒輪6和齒輪7為通過軸承空套在軸上，因此其切向力和對(duì)軸的彎矩不產(chǎn)生影響，只需考慮徑向力和。由于這里對(duì)氣缸的動(dòng)態(tài)參數(shù)要求低，且氣缸的工作頻率低，則有：查閱手冊(cè)選取廣東肇慶方大氣動(dòng)有限公司生產(chǎn)的氣缸內(nèi)徑為的10A5系列氣缸，該系列產(chǎn)品引進(jìn)日本TAIYO株式會(huì)社技術(shù)，主要零部件用鋁合金制造，重量輕，無給油潤(rùn)滑。 蝸桿傳動(dòng)效率 查表得傳動(dòng)效率初選吻合。即： 則輪子行走過程中所受的阻力矩： 工作機(jī)要求的功率 式中：由取則有： 電機(jī)所需的輸出的功率由傳動(dòng)方案圖可知： 式中：為渦輪嚙合效率，. 為軸承的傳動(dòng)效率，； 為齒輪嚙合的效率，；故有： 則有： 查閱《新編非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇直流伺服電機(jī)55SZ51，電機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表33所示：型號(hào)電壓(V)電流(A)功率(W)轉(zhuǎn)速（r/min）轉(zhuǎn)矩(Ncm)電樞勵(lì)磁電樞勵(lì)磁55SZ51 24 29 3000 表332）渦輪蝸桿的計(jì)算由于渦輪軸即為車輪軸，因此渦輪轉(zhuǎn)速即為輪子的轉(zhuǎn)速，為120r/min，渦輪軸為電機(jī)軸，轉(zhuǎn)速為3000r/min，則傳動(dòng)比為A．選擇渦輪﹑蝸桿材料，確定許用應(yīng)力由于該傳動(dòng)作為應(yīng)急傳動(dòng)，要求其要可靠，所以蝸桿材料為40Cr，表面淬火，硬度45～50HRC；由于該渦輪蝸桿傳動(dòng)只是備用傳動(dòng)，并且轉(zhuǎn)速不高，因?yàn)闇u輪材料為ZcuA110Fe3Mn2,金屬模鑄造。 初選小齒輪齒數(shù)Z1 =20，則Z 2 =i 1 故有：由于單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比范圍為1~5，則有： 水平行走總傳動(dòng)比：,電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍： (1125)=(r/min)垂直行走總傳動(dòng)比：，電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍： (115625)=(r/min)查手冊(cè)選直流伺服電機(jī)110SN002，其額定功率Ped=40W，額定轉(zhuǎn)速n=3000r/min其技術(shù)參數(shù)如下表1型 號(hào)額定功率W額定力矩Nm額定轉(zhuǎn)速 min1額定電流 A轉(zhuǎn)動(dòng)慣量105kg3. 具體設(shè)計(jì)計(jì)算 移動(dòng)載體傳動(dòng)計(jì)算 左右驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)計(jì)算在前面的方案設(shè)計(jì)中已經(jīng)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)方案進(jìn)行了討論，經(jīng)過反復(fù)的計(jì)算對(duì)比，我選輪子的尺寸為140mm，即D=140mm，R=70mm。按照動(dòng)力源的不同，張緊機(jī)構(gòu)可分為兩種：1) 電氣張緊 動(dòng)力由電機(jī)提供，考慮理由是電氣驅(qū)動(dòng)應(yīng)用普遍、噪聲小、提供動(dòng)力大。因此要求機(jī)器人的各部分結(jié)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單。這種車輪布置方式在靈活性和穩(wěn)定性上都是比較好的，由于沒有操舵機(jī)構(gòu)，因此該機(jī)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，可以減輕重量，適合空調(diào)管道機(jī)器人要求體積小重量輕的要求。因此本設(shè)計(jì)采用輪式結(jié)構(gòu)。2 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中央空調(diào)通風(fēng)管道按截面形狀分有圓管和方管，按管道軸線類型分有直管、 彎管（L 型彎管）、T 型管和十字型管等，管徑和接頭沒有規(guī)范，有較多的斜坡或臺(tái)階。 從以上分析可以看出，我國(guó)的中央空調(diào)通風(fēng)管道清洗市場(chǎng)是有很大潛力的，尤其是在 2003 年“非典”疫情傳播后，人們對(duì)中央空調(diào)給人們帶來的疾病隱患有了相當(dāng)大的認(rèn)識(shí)，國(guó)家相應(yīng)地出臺(tái)了強(qiáng)制性空調(diào)清洗的法規(guī)，使得風(fēng)道清洗行業(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)。同國(guó)外同類裝置相比，該機(jī)器人具有尺寸小、成本低、行動(dòng)靈活、操作可靠、清潔效率高和應(yīng)用領(lǐng)域廣等特點(diǎn)，并且在移動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主動(dòng)控制臂系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上均有創(chuàng)新。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。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)100萬元），丹麥的Danduct機(jī)器人（售價(jià)80萬元），加拿大的Airtox機(jī)器人（售價(jià)60萬元），還有美國(guó)的Nikro、Vsi（售價(jià)均為40萬元）等。因此，管道清掃機(jī)器人的出現(xiàn)是一種必然的趨勢(shì)。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。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)的呼聲也越來越急切。324 機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)的管道通過性分析24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62 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7113. 具體設(shè)計(jì)計(jì)算 27 軸的設(shè)計(jì)﹑計(jì)算和校核中央空調(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。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量所帶來的危害越來越重視，尤其是2003年“非典”疫情的傳播，已使人們對(duì)中央空調(diào)帶來的疾病隱患有了相當(dāng)深刻的認(rèn)識(shí)?？趶叫?、長(zhǎng)度長(zhǎng)的管道不僅人無法進(jìn)去檢查，而且清掃起來也不容易。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)備的研究和開發(fā)業(yè)相應(yīng)地比較成熟。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。中國(guó)科學(xué)院蘭州分院科技合作處工作人員介紹，國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的這種清潔機(jī)器人具有在管道內(nèi)前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎等功能，；清潔系統(tǒng)主要是安裝在機(jī)器人上、可在管道外部控制的清潔動(dòng)力刷；電纜長(zhǎng)度超過30米，不易損害，能夠滿足基本需要。使得國(guó)外進(jìn)口的清洗設(shè)備對(duì)于國(guó)內(nèi)很多中央空調(diào)來說并不適用，很大一部分不能對(duì)我國(guó)中央空調(diào)風(fēng)道產(chǎn)生作用。張緊裝置與移動(dòng)載體相配合，使得機(jī)器人具有垂直上爬能力，因此，張緊裝置的設(shè)計(jì)合理與否，直接關(guān)系到機(jī)器人的工作能力。與其他移動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，車輪形移動(dòng)機(jī)構(gòu)具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：高速穩(wěn)定地移動(dòng)、能量利用率高、機(jī)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單、能借鑒當(dāng)今已積累的汽車技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)等。它的轉(zhuǎn)向不是通過操舵機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，而是依靠左右兩輪的差速實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)兩輪以相反速度方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車體能饒自身中心自轉(zhuǎn)，以便在狹窄場(chǎng)合改變方向。 由于本設(shè)計(jì)的空調(diào)管道清洗機(jī)器人要求在管道中行走，對(duì)其自身的空間尺寸和自重提出了嚴(yán)格的限制。由于后萬向輪電機(jī)僅在特殊情況下工作，對(duì)其傳動(dòng)要求并不很嚴(yán)格，再考慮到安裝的難易程度，該傳動(dòng)選為蝸輪蝸桿傳動(dòng)，其傳動(dòng)比大、所采用的零件數(shù)目少、結(jié)構(gòu)緊湊，： 后萬向輪傳動(dòng)方案 張緊機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)張緊機(jī)構(gòu)的過程中，我首先從動(dòng)力源開始考慮。另外，氣缸活塞桿承受的力應(yīng)作用在桿軸線上，不允許有偏載，因此采用連桿機(jī)構(gòu)既可避免活塞桿偏載也能起到增力的作用。 機(jī)器垂直上爬的理論功率工作機(jī)要求的功率電機(jī)所需的功率：其中：垂直行走路線：電機(jī)—齒輪Z1 —齒輪Z 2—齒輪Z 3—齒輪Z 4—齒輪Z5—齒輪Z6 —齒輪Z7 —齒輪Z8 —齒輪Z9 —齒輪Z10 —車輪。機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)齒輪對(duì)載荷分布均勻性要求高，故選擇齒輪精度為887。這時(shí)分配到每個(gè)輪子上的載荷為： 滾動(dòng)摩阻Mf和摩擦力f的計(jì)算與前同?；瑒?dòng)速度，所選渦輪材料ZcuAl10Fe3Mn2合適。由力的平衡有等式：式中： F為氣缸的張緊力 所以代入可得： 故有：代入數(shù)值可得： 所以：F=2940(N)由于在汽缸的使用中采用了2倍增力機(jī)構(gòu)，因此汽缸的實(shí)際推力為： 有公式: 可得： 式中：為氣缸的靜推力； D為氣缸活塞的直徑； P為氣壓； 為載荷率。經(jīng)過具體的設(shè)計(jì)，： 行走機(jī)構(gòu)輸出軸3） 軸的校核由于機(jī)器人水平行走和垂直行走要求不同的傳力路線，這里以垂直行走的傳力路線校核軸的強(qiáng)度。因此機(jī)器人要能安全通過彎道，必須充分考慮管道的通過性。在管道中常見的相交兩管等寬的情況屬于該問題的一個(gè)特例，即A點(diǎn)坐標(biāo)為(a，a)，該情況下求出dmin時(shí)，θ=45176。5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工作是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行不斷修改尋優(yōu)的過程?？紤]到管道內(nèi)壁不會(huì)嚴(yán)格是平面，故在張緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，輪子與增力連桿之間設(shè)有球鉸，使得機(jī)器人在管道內(nèi)壁有輕微傾斜的情況下仍能保證張緊輪同時(shí)與管壁接觸。經(jīng)過多年的實(shí)踐，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到傳感器的集成，即多種傳感器(光，機(jī)，電，儀)的綜合運(yùn)用是解決上述問題的有效手段，才能為提高管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人的智能控制水平打下良好的基礎(chǔ)。4. 發(fā)展遠(yuǎn)距離控制技術(shù)，解決拖線供能、通信對(duì)機(jī)器人的行走距離的約束。Source Removal,39。大部分室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）問題是許多因素的結(jié)合，供暖，通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）傳輸工具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)物理狀態(tài)即是指其潔凈程度就是其中之一。行業(yè)規(guī)范 管道清洗行業(yè)目前是一個(gè)不受管制的。 NADCA不僅制定清潔標(biāo)準(zhǔn)，還一直與環(huán)境保護(hù)局（EPA）進(jìn)行密切合作，測(cè)試了通風(fēng)管清潔效果，并且給美國(guó)環(huán)境保護(hù)署提出一些建議，這些結(jié)果是一個(gè)風(fēng)道清洗服務(wù)提供商按照NADCA標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)距傳感器采用紅外測(cè)距傳感器，分別安裝在機(jī)器人的兩側(cè)和最前端，“器官”有移動(dòng)載體、安裝清洗工具的部件、CCD攝像系統(tǒng)