管道清灰機(jī)器人的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-01-17 03:09本頁(yè)面
【正文】 f=+=（5） 齒頂圓直徑：da1=d+2ha=100+2*=105mm（6） 齒根圓直徑：df1=d12hf=1002*=（7） 齒厚：s=πm/2=*247。2=（8） 齒根寬：e=πm/2=*（9） 中心距：a=d=100mm（10） 頂隙：c=c*m=*=撐開機(jī)構(gòu)采用絲杠螺母和放大桿組的結(jié)合，來(lái)適應(yīng)管徑的變化。通過(guò)作圖法來(lái)模擬最小、最大管徑時(shí)的情況。最后量出各桿件的長(zhǎng)度：撐開桿桿長(zhǎng)：lc=200mm。放大桿桿長(zhǎng)：lf=300mm（由于在其之上安裝了壓力彈簧，其實(shí)際桿長(zhǎng)為330——380mm）。鉸接處的位置：在放大桿組90mm處。操作臂包括吸塵器的操作臂和拉開卸料門的桿件機(jī)構(gòu)。（1）吸塵器操作臂的設(shè)計(jì)由于管道的管徑是變化的，同時(shí)灰塵主要分布在管道底部，所以要求操作臂要能適應(yīng)管徑的變化，不僅要在最小管徑中能工作，也要在管徑最大時(shí)也能正常工作。根據(jù)這些要求，設(shè)計(jì)了具有兩個(gè)平面自由度的桿件機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。其各個(gè)桿件的參數(shù)零件圖。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用MAXON的直流伺服電機(jī)。功率為120W。（2）卸料門的拉開桿件的設(shè)計(jì)當(dāng)垃圾箱裝滿時(shí)，同時(shí)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率120W，驅(qū)動(dòng)力較小；所以，在設(shè)計(jì)時(shí)采用“死點(diǎn)”的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)卸料門的開合。工作原理：當(dāng)卸料門閉合式，連桿處于死點(diǎn)位置即位置1，這是無(wú)論在卸料門上施加多大的力，卸料門也不會(huì)打開；當(dāng)灰塵裝滿時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通電，讓連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而破壞死點(diǎn)的狀態(tài)，在灰塵的重力和連桿的拉力下，卸料門打開。當(dāng)灰塵傾倒完后，連桿逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)連桿向上移動(dòng)從而使卸料門閉合，從而回到位置1。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖各個(gè)桿件的長(zhǎng)度，根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)尺寸，采用作圖法計(jì)算出桿件的長(zhǎng)度。其參數(shù)如下：連桿LAB：LAB=700mm連桿LBC：LBC=150mm連桿lCD：LCD=120mmABDCω位置2位置1卸料門 第四章 控制原理的設(shè)計(jì)我們擬將兩對(duì)光電傳感器（記為Ga組和Gb組）分別置于本管道清潔機(jī)器人前后兩側(cè)從而在前進(jìn)或后退時(shí)都可以檢測(cè)行徑前方有無(wú)障礙物從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。見(jiàn)下面示意圖： 將一對(duì)超聲波測(cè)距傳感器（記為Ca和Cb）置于本管道清潔機(jī)器人車體前后適應(yīng)位置，用來(lái)檢測(cè)其前進(jìn)或后退時(shí)管徑的變化情況，以使CPU驅(qū)動(dòng)相關(guān)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作。另外，將一個(gè)光電傳感器（記為GC）置于吸塵裝置下方適應(yīng)位置，用來(lái)檢測(cè)下方管壁上的灰塵是否已清潔干凈；又將一個(gè)壓力傳感器（記為YL）置于垃圾箱底板適當(dāng)位置，用來(lái)檢測(cè)垃圾箱是否已經(jīng)裝滿，從而使本管道情節(jié)機(jī)器人停止繼續(xù)清灰塵轉(zhuǎn)而倒垃圾。另外一個(gè)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(guò)檢測(cè)前方一定距離范圍內(nèi)有沒(méi)有障礙物來(lái)判斷清潔口是否已經(jīng)打開，從而使CPU驅(qū)動(dòng)相關(guān)電動(dòng)機(jī)作出傾倒灰塵的動(dòng)作；再將一個(gè)霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)傳感器（記為HE）置于履帶輪軸附近適當(dāng)位置，用來(lái)檢測(cè)置于履帶輪軸上的磁極的旋轉(zhuǎn)信號(hào)，從而測(cè)出履帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，進(jìn)而通過(guò)CPU計(jì)算出本管道清潔機(jī)器人前進(jìn)的距離。于是，控制過(guò)程實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：① 吸塵器工作開始清潔灰塵，光電傳感器GA組、GC、超聲波傳感器CA以及壓力傳感器YL和霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)傳感器HE工作實(shí)時(shí)檢測(cè)收集各信息；② 一旦光電傳感器GC檢測(cè)到吸塵裝置下方的灰塵清理干凈，則CPU發(fā)送指令驅(qū)動(dòng)主運(yùn)動(dòng)電機(jī)組（記為ZDJ）工作，即機(jī)器人 。又當(dāng)GC檢測(cè)到吸塵裝置下方又有灰塵則CPU再次發(fā)送指令使主電機(jī)組停止工作重新開始過(guò)程①；③ ①、②步驟重復(fù)運(yùn)行一段時(shí)間后，機(jī)器人的垃圾箱裝滿了灰塵，這時(shí)候置于垃圾箱底部的壓力傳感器就把檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給CPU，則CPU發(fā)送指令令吸塵器和運(yùn)動(dòng)電機(jī)停止前進(jìn)，同時(shí)停止接收霍爾轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)傳感器HE的數(shù)據(jù)，并開始判斷本管道清潔機(jī)器人所走過(guò)的路程是否小于25m。若是則運(yùn)行步驟④，若否則運(yùn)行步驟⑤；④ CPU發(fā)送指令使主運(yùn)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)即令機(jī)器人后退，并且開始收超聲波傳感器CC的信號(hào)，以判斷是否已經(jīng)請(qǐng)接口上方（超聲波傳感器CC位置一定要放恰當(dāng)，以使垃圾能完全從請(qǐng)接口倒出），若否則繼續(xù)本步驟，若是則運(yùn)行步驟⑥；⑤ CPU發(fā)送指令使主運(yùn)動(dòng)電機(jī)正傳即令機(jī)器人前進(jìn)，并且開始收超聲破傳感器CC的信號(hào)，以判斷是否已到請(qǐng)接口上方，若否則繼續(xù)運(yùn)行本步驟，則運(yùn)行步驟⑥；⑥ CPU再發(fā)送指令停止運(yùn)動(dòng)電機(jī)，即使機(jī)器人停下，然后驅(qū)動(dòng)圾箱開關(guān)電動(dòng)機(jī)打開垃圾箱來(lái)傾倒灰塵。期間，一旦壓力傳感器檢測(cè)到灰塵已經(jīng)倒完，則再驅(qū)動(dòng)垃圾箱開關(guān)電動(dòng)機(jī)關(guān)閉垃圾箱。然后CPU發(fā)送指令使機(jī)器人反向運(yùn)動(dòng)并且停止接收超聲波CC的信號(hào)而開始接收光電傳感器GC的信號(hào)以判斷是否已回到上次清潔干凈的位置。若是，則重新開始運(yùn)行步驟①，若否則繼續(xù)移動(dòng)、檢測(cè)。⑦ 當(dāng)本管道清潔機(jī)器人前進(jìn)過(guò)程中CPU要光電傳感器組GA的實(shí)時(shí)信號(hào)，一旦檢測(cè)到前方有彎道則命令兩主運(yùn)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生速度差從而轉(zhuǎn)彎道；而當(dāng)后退過(guò)程中則要接收光電傳感器組GB的實(shí)時(shí)信號(hào)，以使本管道清潔機(jī)器人能在后退時(shí)也順利轉(zhuǎn)過(guò)彎道。同樣的，在前進(jìn)過(guò)程中還要檢測(cè)管徑的變化，通過(guò)超聲波傳感器CA收集的距離信息來(lái)使本管道清潔機(jī)器人自動(dòng)適應(yīng)管徑的變化；后退時(shí)則是通過(guò)超聲波傳感器CB來(lái)檢測(cè)信號(hào)從而使本管道清潔機(jī)器人在后退時(shí)也能自動(dòng)適應(yīng)管徑的變化。從而使其順利地完成工作。：主要的控制流程圖，見(jiàn)圖（一）：開始初始化吸塵并停止前進(jìn)管徑適應(yīng)子程序1轉(zhuǎn)彎子程序1倒煙灰子程序是否干凈是否裝滿是否變徑管是否轉(zhuǎn)彎前進(jìn)并記錄轉(zhuǎn)數(shù)YYNNNNYY主程序流程圖致 謝
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