【文章內(nèi)容簡介】 藥水、攜帶CCD攝像機(jī)和傳感器單元等，因此機(jī)器人必須擁有的“器官”有移動(dòng)載體、安裝清洗工具的部件、CCD攝像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、操縱控制系統(tǒng)和其他一些輔助設(shè)備等。我國對中央空調(diào)風(fēng)管清洗的重要性認(rèn)識比較晚，對中央空調(diào)風(fēng)管設(shè)備的研制起步也比較晚。目前我國對集中式空調(diào)的管理尚屬空白。據(jù)了解，有關(guān)清潔公共場所空調(diào)的規(guī)定和措施，只有衛(wèi)生部在2003年6月發(fā)出的《公共場所中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》的通知，這還是因?yàn)槭芊堑涞膯⑹?。該?guī)范對場所的空調(diào)系統(tǒng)衛(wèi)生提出了檢測標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定公共場所要定期更換或清洗空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的過濾器（網(wǎng)）、冷卻塔等。在頒布《公共場所中央空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》后，我國的中央空調(diào)風(fēng)管清洗市場迅速升溫，全國各科研機(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。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。然后再在此基礎(chǔ)上研制成功一種可用于矩形和圓形通風(fēng)管道的清掃、視頻檢測、噴涂消毒的多功能清洗機(jī)器人產(chǎn)品。該機(jī)器人和家用的吸塵器差不多大小，四個(gè)腳上有四條履帶，能夠在9厘米高的臺階上下。它最大的本領(lǐng)就是能順暢自如地爬到中央空調(diào)的各個(gè)角落，甚至到各種形狀的通風(fēng)管道中清掃管道中的垃圾，并且通過視頻系統(tǒng)消除各個(gè)角落里的細(xì)菌、病毒，噴涂各種消毒液。該機(jī)器人具有以下幾個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)勢：1）行走機(jī)構(gòu)具備自主管內(nèi)障礙和防傾覆功能，適用復(fù)雜的矩形管道或者圓形管道環(huán)境清掃作業(yè)要求（國外產(chǎn)品大多僅適用圓形管道）；2）管道清洗機(jī)器人能進(jìn)入圓管260mm以上直徑、矩形管道140mm以上高度的空調(diào)、除塵管道進(jìn)行清洗；3）機(jī)器人采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和多電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便；4）機(jī)器人采用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)。拍攝資料便于保存、播放、攜帶（國外產(chǎn)品大多采用來錄像機(jī)儲存資料）。中國科學(xué)院蘭州分院科研人員研制成功的清潔機(jī)器人樣機(jī)是根據(jù)400毫米400毫米和500毫米500毫米空調(diào)通風(fēng)管道設(shè)計(jì)的，具有在管道中行走、對管道內(nèi)污染情況進(jìn)行觀察和對污染物進(jìn)行清潔的功能。中國科學(xué)院蘭州分院科技合作處工作人員介紹，國內(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；電纜長度超過30米，不易損害，能夠滿足基本需要。同國外同類裝置相比，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。國內(nèi)在中央空調(diào)管道清潔設(shè)備方面的研究越來越多,并取得了一定的突破性成果。但是,包括以上所敘述的設(shè)備在內(nèi), 目前國內(nèi)研制出來的中央空調(diào)管道清潔設(shè)備還僅限于水平管道或有小坡度管道的清洗,至今還沒有發(fā)現(xiàn)可用于垂直管道清洗的中央空調(diào)管道清潔設(shè)備。 市場需求預(yù)測據(jù)介紹我國有超過500 萬個(gè)各類中央空調(diào)需清洗保養(yǎng)，而且每年正在以10%的速度遞增，而這些中央空調(diào)大部分運(yùn)行了20 年以上卻從未清洗。就目前而言無論從中央空調(diào)風(fēng)道專業(yè)清洗服務(wù)公司來講還是從國內(nèi)外空調(diào)風(fēng)道清洗機(jī)器人設(shè)備廠家來看，都不能應(yīng)付這一龐大的清洗市場。 從國內(nèi)方面來說，國內(nèi)空調(diào)管道清洗行業(yè)市場還未形成，空調(diào)風(fēng)道清洗行業(yè)剛剛起步，國內(nèi)幾乎沒有清洗公司能夠具備一流的清洗服務(wù)隊(duì)伍，滿足各類客戶需求，而設(shè)備生產(chǎn)廠家除了國外發(fā)達(dá)國家的成熟產(chǎn)品外，國內(nèi)能夠適應(yīng)各類風(fēng)道特點(diǎn)并且技術(shù)成熟，實(shí)用性強(qiáng)的清洗機(jī)器人設(shè)備廠家更是鳳毛麟角。所以我國目前許多地區(qū)的中央空調(diào)通風(fēng)管道清洗市場是一片空白！從國外方面來說，雖然國外廠家的機(jī)器人性能成熟，但是它是根據(jù)自身的中央空調(diào)風(fēng)道的而制造的，但國外的中央空調(diào)風(fēng)道是標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的，而我國的中央空調(diào)風(fēng)道是根據(jù)建筑面積設(shè)計(jì)安裝的，各個(gè)風(fēng)道不盡相同，生產(chǎn)規(guī)格統(tǒng)一程度較低，各生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品規(guī)格不盡相同，屬非標(biāo)產(chǎn)品。使得國外進(jìn)口的清洗設(shè)備對于國內(nèi)很多中央空調(diào)來說并不適用，很大一部分不能對我國中央空調(diào)風(fēng)道產(chǎn)生作用。 從以上分析可以看出，我國的中央空調(diào)通風(fēng)管道清洗市場是有很大潛力的，尤其是在 2003 年“非典”疫情傳播后，人們對中央空調(diào)給人們帶來的疾病隱患有了相當(dāng)大的認(rèn)識，國家相應(yīng)地出臺了強(qiáng)制性空調(diào)清洗的法規(guī)，使得風(fēng)道清洗行業(yè)將成為中國一個(gè)新興的有著巨大潛力的發(fā)展行業(yè)。開發(fā)適合我國中央空調(diào)管道清洗機(jī)器人產(chǎn)品有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)本次設(shè)計(jì)主要由三大主要部分的設(shè)計(jì)構(gòu)成：（1）移動(dòng)載體的設(shè)計(jì)，（2）撐緊裝置的設(shè)計(jì)，（3）機(jī)械手的設(shè)計(jì)。 對于管道機(jī)器人，移動(dòng)載體的設(shè)計(jì)是一個(gè)重點(diǎn)。由于機(jī)器人工作于空 間狹小的管道中，要求其移動(dòng)載體具有很好的轉(zhuǎn)彎能力。國內(nèi)清洗市場的產(chǎn)品僅適于水平管道的清洗，而本設(shè)計(jì)要求機(jī)器人同時(shí)還要能清洗垂直管道。因此，怎樣使中央空調(diào)管道清潔設(shè)備具有能攀爬垂直管道的能力并具有良好的轉(zhuǎn)彎能力是該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn)也是難點(diǎn)。壓緊裝置和機(jī)械手的設(shè)計(jì)也是該課題的重點(diǎn)。壓緊裝置與移動(dòng)載體相配合，使得機(jī)器人具有垂直上爬能力，因此，壓緊裝置的設(shè)計(jì)合理與否，直接關(guān)系到機(jī)器人的工作能力。機(jī)械手的設(shè)計(jì)關(guān)系到機(jī)器人的工作質(zhì)量。 機(jī)器人的工作管道截面面積小，同時(shí)機(jī)器人的垂直上爬是依靠摩擦力實(shí)現(xiàn)的，這對整機(jī)的空間尺寸大小和自身重量提出了嚴(yán)格限制。這要求機(jī)器人的各部件空間尺寸要盡量地小、質(zhì)量要盡量地輕。這給機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了很大的難題。2 機(jī)器人的設(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，有較多的斜坡或臺階。在實(shí)際的空調(diào)通風(fēng)管道中，使用方管比圓管要多，原因是方管在制作時(shí)高度比寬度小，所占去的高度比圓管要少， 并且方管安裝方便，所以方管使用比例大。由于加工、使用等原因，實(shí)際使用的管道并不一定時(shí)理想的幾何體，履帶、 管道均有一定的彈性，在重力、外界擠壓等力的作用下會產(chǎn)生變形。我們在研究管內(nèi)行走機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)時(shí)，在不失實(shí)際意義的情況下假定：1. 管道具有理想的幾何形狀，接頭和分叉都是理想的幾何過度。2. 管道及機(jī)器人的履帶變形可以忽略。管道清潔機(jī)器人的清掃原理：(1) 使用機(jī)器人進(jìn)行風(fēng)管內(nèi)部檢查；(2) 采用氣囊封堵風(fēng)口；(3) 機(jī)器人清掃風(fēng)管內(nèi)壁；(4) 使用集塵凈化器吸收風(fēng)管內(nèi)的菌團(tuán)和雜質(zhì)； (5) 監(jiān)視器觀察風(fēng)管內(nèi)壁的清洗效果，并錄像備案；(6) 恢復(fù)風(fēng)口和工作區(qū)域。： 中央空調(diào)通風(fēng)管道清洗示意圖 機(jī)器人移動(dòng)載體方案設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)機(jī)器人移動(dòng)載體的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一 如果僅限于地面移動(dòng)，機(jī)器人的移動(dòng)載體形式有車輪形、履帶形、腿腳形、軀干形等四種形態(tài)。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)和控制簡單、能借鑒當(dāng)今已積累的汽車技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)等。因此本設(shè)計(jì)采用輪式結(jié)構(gòu)。按照車輪數(shù)目的不同，輪式載體可分為單輪至四輪及五輪以上等幾種。其中單輪與兩輪主要是用來進(jìn)行直立穩(wěn)定移動(dòng)控制問題的基礎(chǔ)研究，而不是著眼于機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)用化問題。如果單考慮平面移動(dòng)的話，三輪機(jī)構(gòu)已經(jīng)可以了，但從加強(qiáng)移動(dòng)過程中的穩(wěn)定性角度來考慮，目前多數(shù)采用的是四輪機(jī)構(gòu)。五輪以上的機(jī)構(gòu)的提出，是因?yàn)樗谘b載重物時(shí)具有較大的穩(wěn)定性，而且適用于臺階、階梯等非平地狀態(tài)的移動(dòng)。因此，本設(shè)計(jì)采用四輪機(jī)構(gòu)的移動(dòng)載體。 典型的四輪移動(dòng)機(jī)構(gòu)有如下幾種：1) 兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式 ： 驅(qū)動(dòng)方式圖前后兩個(gè)為輔助輪（萬向輪），左右兩輪為獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪，其自轉(zhuǎn)中心與車體中心重合。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)，以便在狹窄場合改變方向。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。它的缺點(diǎn)是當(dāng)遇到溝槽使得左右兩驅(qū)動(dòng)輪被架空時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)輪不著地不能產(chǎn)生動(dòng)力，這樣的話整個(gè)機(jī)器人便不能移動(dòng)了。2) 汽車車輪配置方式 ： 車輪配置方式兩個(gè)操舵輪需要同一個(gè)操舵機(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)向，此外后輪配有差動(dòng)齒輪裝置，增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性。由于它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以僅用于智能汽車等的研究方面，而在機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)中不太采用。3) 全方位移動(dòng)車方式（Omni Directional Vehicle,ODV）三輪車或四輪車基本是 2 自由度的，不能進(jìn)行任意的定位和定向。 ODV 的提出就是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人任意方向的運(yùn)動(dòng)而開發(fā)的，它的移動(dòng)機(jī)構(gòu)具有原地改變方向或以一定姿態(tài)角度移動(dòng)等多種功能。這種ODV 結(jié)構(gòu)需要有轉(zhuǎn)向操舵機(jī)構(gòu)和多個(gè)離合器，因此，雖然其性能很優(yōu)越，但機(jī)構(gòu)很 復(fù)雜，并不適合本設(shè)計(jì)對移動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。 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，對其自身的空間尺寸和自重提出了嚴(yán)格的限制。因此要求機(jī)器人的各部分結(jié)構(gòu)要盡量簡單。綜合考慮上面的方案，結(jié)合本設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)選用兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式的移動(dòng)載體。為了克服上述所提到的該機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)，可以在后萬向輪中安裝一應(yīng)急電機(jī)，同時(shí)在輪軸中安裝一超越離合器，機(jī)器人正常時(shí)應(yīng)急電機(jī)不工作，超越離合器處于超越狀態(tài)，當(dāng)遇到左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪被架空時(shí)，超越離合器處于嚙合狀態(tài)，應(yīng)急電機(jī)工作。 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)由于齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用壽命長、效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，因此在考慮具體的傳動(dòng)方案時(shí)，應(yīng)該選用齒輪傳動(dòng)。由于兩電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，兩驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)方案是一樣的，下面以一輪為例來討論。 在查閱了大量資料之后同時(shí)考慮到機(jī)器人的水平行走速度和垂直行走速度，經(jīng)過反復(fù)的計(jì)算，： 驅(qū)動(dòng)輪傳動(dòng)方案圖Z7與 Z 10為制造有半牙嵌離合器的齒輪。機(jī)器人水平行進(jìn)時(shí)，其速度較高，牙嵌離合器嚙合，傳力路線為：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Z10 —車輪；機(jī)器人垂直行走時(shí)速度較低，牙嵌離合器脫離嚙合，傳力路線為：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。由于后萬向輪電機(jī)僅在特殊情況下工作，對其傳動(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 撐緊機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)撐緊機(jī)構(gòu)的過程中，我首先從動(dòng)力源開始考慮。按照動(dòng)力源的不同，撐緊機(jī)構(gòu)可分為兩種：1) 電氣撐緊 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。 在電機(jī)作為動(dòng)力源的前提下，傳動(dòng)方案又有兩種：A） 絲杠螺母傳動(dòng) ： 絲桿螺母傳動(dòng)輪子固定在螺母上，電機(jī)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使得螺母連同輪子往上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)撐緊。這個(gè)方案的缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，增加了載重。B） 齒輪齒條傳動(dòng) ： 齒輪齒條傳動(dòng)輪子固定在齒條上，通過電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得輪子連同齒條往上移動(dòng)實(shí)現(xiàn)撐緊。這個(gè)方案的缺點(diǎn)除了結(jié)構(gòu)復(fù)雜外還有摩擦很大。2) 氣動(dòng)撐緊 由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣缸提供動(dòng)力，考慮理由是在所有的驅(qū)動(dòng)方式中，氣壓驅(qū)動(dòng)操作簡單、成本低、易于編程，并且氣動(dòng)能很容易地保持輸出壓力不變。 ： 氣壓驅(qū)動(dòng)由于氣缸的活塞要求直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)同時(shí)又要有輕微的圓弧擺動(dòng)，因此氣缸的安裝方式為單耳尾座式。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)械手方案設(shè)計(jì) 自由度分配方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求的機(jī)械手自由度數(shù)為 4。4 自由度機(jī)械手的自由度分配方案很多，在進(jìn)行本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)時(shí)，：該方案機(jī)械手可以像人的手臂那樣通過大臂和小臂關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)手爪（對本設(shè)計(jì)是刷子）的移動(dòng)來進(jìn)行工作，而機(jī)器人本體可以靜止。但該方案只能實(shí)現(xiàn)刷子的平動(dòng)，不能很好地適應(yīng)有傾斜面情況的清洗。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，經(jīng)過與老師討論。 自由度分配該手臂腕關(guān)節(jié)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，刷子裝在手腕上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)很好地適應(yīng)了斜面清洗的情況。刷子依靠機(jī)器人的前進(jìn)后退來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。 關(guān)節(jié)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)查閱了有關(guān)專業(yè)資料后確定本設(shè)計(jì)機(jī)械手關(guān)節(jié)采用“齒輪式機(jī)器人關(guān)節(jié)”，其結(jié)構(gòu)緊湊簡單。由于機(jī)器手關(guān)節(jié)要求具有自鎖功能，因此再加一級蝸輪蝸桿傳動(dòng)，： 機(jī)械手傳動(dòng)3. 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)算對比，我選輪子的尺寸為140mm，即D=140mm，R=70mm。1） 電機(jī)的選擇A． 電機(jī)類型的選擇此電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，要求對速度和位移形成反饋，為便于控制，本設(shè)計(jì)選用直流伺服電機(jī)。B． 選擇電機(jī)的容量根據(jù)同類產(chǎn)品估計(jì)機(jī)器的重量為 30Kg ，g 取 ，則 G=30=294N。① 機(jī)器水平行走機(jī)器水平行走時(shí)分配到每個(gè)輪子上的載荷為： F= ： 驅(qū)動(dòng)輪受力其中：Mf為滾動(dòng)摩阻，Mf= N按照實(shí)心橡膠輪胎在優(yōu)質(zhì)路上時(shí)取=1mm，則：Mf= N=1=（Nmm）=（Nm）f 為輪子與管道面之間的摩擦力，按照塑料與硬橡膠的摩擦取摩擦系數(shù)u=，則：==（N）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：電機(jī)所需的輸出的功率水平行走的動(dòng)力傳遞路線：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。 式中：為軸承的傳動(dòng)效率，； 為齒輪嚙合效率，； 為離合器效率，.故有： =則有： ② 機(jī)器垂直行走機(jī)器垂直上爬時(shí)除了機(jī)器自重外還加上電纜等垂直攀爬載重 10kg，故總重量為40kg。 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。 故有：由于單級圓柱齒輪傳動(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)查手冊選直流伺服電機(jī)Д П 40－40，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表21型 號額定功率W額定力矩Nm額定轉(zhuǎn)速 min1額定電流 A轉(zhuǎn)動(dòng)慣量105kgm2重 量KgД П 40－4040300032） 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級傳動(dòng)比 水平行走總傳動(dòng)比 水平行走傳動(dòng)比： 垂直行走總傳動(dòng)比：因?yàn)榇怪毙凶叩膫鲃?dòng)路線包括水平行走路線，所以可以先按水平行走計(jì)算，再加上兩級傳動(dòng)成為垂直行走的傳動(dòng)路線。水平行走時(shí)平均分配傳動(dòng)比，即：則垂直行走時(shí)的傳動(dòng)比，其中，分別為齒輪7，8和齒輪9，10 的傳動(dòng)比。因?yàn)?22，故有：=10，平均分配傳動(dòng)比：===3） 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)A. 水平行走① 各軸轉(zhuǎn)速nⅠ=nW=3000r/min nⅡ= ② 各軸功率， B. 垂直行走① 各軸轉(zhuǎn)速 nⅠ=nW=3000r/min nⅡ= ② 各軸功率③ 各軸轉(zhuǎn)矩由以上計(jì)算可以看出,機(jī)器人垂直行走時(shí)各軸的功率均比水平