管道清灰機(jī)器人的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-02-13 03:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的附著力較困難，這使得結(jié)構(gòu)復(fù)雜，越障礙能力有限。（三）履帶移動式的優(yōu)點是著地面積大，易產(chǎn)生較大的附著力，對路面的適應(yīng)性強(qiáng)，牽引性能好，越障礙能力強(qiáng)。缺點是體積大不易小型化，拐彎半徑大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還要保持履帶的張緊。（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(qiáng)，可適應(yīng)不同管徑的變化。缺點是結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，行走速度慢。（五）蠕動移動式的優(yōu)點是適應(yīng)微小管徑，越障礙能力強(qiáng)。缺點是移動速度慢，控制復(fù)雜。（六）螺旋移動式的優(yōu)點是有一定的越障礙能力，可適應(yīng)不同管徑的變化，可在直管道中行走。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，移動速度慢，驅(qū)動力要求高。根據(jù)設(shè)計參數(shù)和技術(shù)要求，所要言之的管道機(jī)器人必須要有高可靠性，高效率。所以采用上述行走機(jī)構(gòu)的移動方式的組合來實現(xiàn)行走，這樣可利用其綜合優(yōu)點避免單一移動方式的缺點。由于管道存在不同的彎管，這樣要求機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)有一定的拐彎能力和越障礙能力。所以，設(shè)計了一種如下所示的機(jī)器人，其特點是：移動速度快、轉(zhuǎn)彎比較容易、有較大牽引力、對粗糙路面適應(yīng)性強(qiáng)、越障礙能力強(qiáng)；同時，可伸縮性使得機(jī)器人對變徑管道有較好的自適應(yīng)性。 （2）操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計根據(jù)管道機(jī)器人的操作對象是一些堆積的灰塵，并且灰塵在管道底部堆放的同時成疏松狀，所以操作機(jī)構(gòu)有以下兩種方案：① 借鑒挖掘機(jī)的工作原理。利用鏟斗鏟起灰塵，然后行走到管道底部的傾倒垃圾開口，傾倒灰塵。這種方案簡單，可靠；但是由于管道直徑的限制，其鏟斗的容積比較小，同時垃圾開口每隔50m才有一個開口，其大部分時間都在行走上，所以機(jī)器人的工作效率很低。② 借鑒吸塵器的工作原理。利用帶有操作臂的吸塵器的吸頭，灰塵通過吸塵器管道到主體內(nèi)部，設(shè)計箱體的容積比較大，最后，移動到垃圾開口處傾倒垃圾，從而減少在往返的次數(shù)來提高工作效率。所以才用具有兩個自由度的機(jī)械臂，臂未端附上吸塵器頭，臂上附上塑料軟管，軟管最終以主體的垃圾箱密封連接。（3）撐開機(jī)構(gòu)的設(shè)計由于管徑的變化，需要撐開機(jī)構(gòu)來適應(yīng)管徑的變化。在本機(jī)器人設(shè)計中，采用滾珠絲杠螺母副來和放大桿組來實現(xiàn)。1——基座 2——放大桿組 3——撐開桿4——絲杠 5——絲杠螺母 6——行走機(jī)構(gòu) 當(dāng)絲杠4旋轉(zhuǎn)時，絲杠螺母5在絲杠上左右移動，從而拉動撐開桿3，撐開桿3鉸接在放大桿組2上，從而改變其傾角來適應(yīng)管徑的變化。（4）最終方案的確定根據(jù)以上的分析和比較，最后得出最終方案。設(shè)計的管道清潔機(jī)器人包括以下五部分： （一） 行走裝置（為整個行走提供動力）；（二） 撐開桿組（適應(yīng)管徑的變化）；（三） 操作臂裝置（操作臂包括吸塵器的操作部分和傾倒垃圾部分）；（四） 信號采集裝置（為控制提供信號和圖像）；（五） 控制裝置（控制管道清潔機(jī)器人行走和動作）。第三章 部件的設(shè)計和計算由于管道直徑是變化的，變化范圍為（φ600φ700mm），通過計算當(dāng)管道直徑為700mm時，且堆積相對底部為70mm，每50m最大工作量Gmax：θRabh 其中 h=70mm,d=700。R=d/2=700/2=350mm；a=Rh=35070=280。b===210mmθ=arctan(b/a)=arctan(210/280)=176。s=πR178。1/2a2b=*π*350178。1/2*2*280*210=2*10mm178。每隔50m才有一個開口，所以總的工作量：為50*10v=Sl=2*10*50*10=*10mm179。m=ρv=**10*10=*10g=*10Kg （1）行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)功率的預(yù)算 預(yù)取管道清潔機(jī)器人 容積為V容： V容=35*35*35=42875cm； m=ρv=*42875=*10g=150Kg；G=mg=180*=管道機(jī)器人在裝滿的情況下，受力圖F1F1F2F2G60176。60176。其中預(yù)?。篎1=400N∴2*cos60176。*F2=G+F1∴F2=G+F1=+400=由于履帶是三組；成120176。
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