【導讀】隨著經濟發(fā)展，人們的身心健康越來越受到重視。而污染的中央空調。日益成為危及人們身心的禍害根源。的檢測與清洗越來越受到社會的重視。織形式和研究內容。然后重點介紹了中央空調清潔機器人行走機構、清掃。機構和監(jiān)視控制系統三大結構的設計與實現過程。安全行走的原理。課題的背景與意義··························1. 機器人的發(fā)展現狀及趨勢·······················1. 國內領先水平的管道清潔機器人··················2. 本課題的設計任務··························3. 工作原理及組成···························5. 傳動齒輪的設計·············&

　　

【正文】 時間短，速度快，沖擊性小，而且不需卸負荷。 （ 3） 工作安全，不受振動、高溫、電磁、輻射等影響，適用于惡劣的工作環(huán)境，在易燃、易爆、高溫、振動、潮濕、粉塵等不利條件下均能正常工作。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 26 （ 4） 有過載保護作用，不會因過載而發(fā)生故障。過載時，馬達只是轉速降低或停止，當過載解除，立即可以重新正常運轉，并不產生機件損壞等故障。可以長時間滿載連續(xù)運轉，溫升 較小。 （ 5） 具有較高的起動力矩，可以直接帶載荷起動。起動、停止均迅速?？梢詭ж摵蓡印?、停止迅速。 （ 6） 功率范圍及轉速范圍較寬。功率小至幾百瓦，大至幾萬瓦；轉速可從零一直到每分鐘萬轉。 （ 7） 操縱方便，維護檢修較容易 氣馬達具有結構簡單，體積小，重量輕，馬力大，操縱容易，維修方便。 （ 8） 使用空氣作為介質，無供應上的困難，用過的空氣不需處理，放到大氣中無污染 壓縮空氣可以集中供應，遠距離輸送 由于氣馬達具有以上諸多特點，故它可在潮濕、高溫、高粉塵等惡劣的環(huán)境下工作。除被用于礦山機械中的鑿巖 、鉆采、裝載等設備中作動力外，船舶、冶金、化工、造紙等行業(yè)也廣泛地采用。 因為氣動馬達結構比較簡單，使用氣動馬達可以使機器人旋轉刷結構簡化，經過選擇比較，我決定選取葉片式氣動馬達。葉片式氣動馬達的優(yōu)點： （ 1） 保證迅速的啟動 ； （ 2） 非常簡單的調節(jié)輸出扭矩和轉速 ； （ 3） 過載停轉不會被損壞 ； （ 4） 設計簡單，長壽命，低價格 ； （ 5） 瞬時逆轉 ； （ 6） 可以無油操作 經過網上查詢，我決定選取溫州博泰機械制造有限公司生產的氣動馬達，他們生產的氣動馬達主要 有以下幾種型號 : 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 27 表 41氣動馬達型號 型 號 最大功率(Hp) 最大功率時扭矩（ ) 停止轉矩（ ） 啟動扭矩（ ） 額定轉速（ rpm） 耗氣量 (L/m3) 重 量 （ Kg) TMY005 1960 60 TMY010 1960 130 TMY040 1400 420 TMY060 1400 640 TMY150 1400 2021 TMY250 1400 3000 VAM150 2960 2200 VAM360 2960 5600 經過選擇 ， 我決定采用 TMY010 型號的氣動馬達，其三維立體圖如圖 42 所示。 圖 42氣動馬達 旋轉刷的設計 設計的清掃刷的示意圖如圖 43所示。 圖 43清掃刷的示意圖 圖中表示了清掃刷的左右兩半部分，中間空的地方是連接氣動馬達的。其中，刷子的兩個端面部分的刷毛做成弧狀是為了能夠更徹底的清掃，此外，在兩端刷子對應氣動馬達伸出軸上圓周的位置可設計出對應的安裝開口銷的銷釘口以實現旋 轉刷與氣動馬達的連接。 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 28 第五章 監(jiān)視控制系統 （ 1） 目前，市場上的主流攝像頭使用的感光元件主要有 CCD 和 CMOS 兩種。 CCD是應用在攝影、攝像方面的高端元素技術，采用 CCD 感光元件的攝像頭在各方面的性能都不錯，具有成像靈敏度高、抗震動、體積小等優(yōu)點，但價格較貴。 CMOS 則主要應用于較低影像品質的產品中，具有價格低、響應速度快、功耗低等優(yōu)點，但 CMOS 攝像頭對光源要求高。 （ 2） 現在市場上數碼攝像頭的連接方式有接口卡、并口和 USB 接口三種。 通過對工作環(huán)境、圖像要求以及經濟性的綜合 考慮，決定采用 GS388 彩色數碼攝像機，由于管道內光線較暗，所以另外安裝燈光照明系統。 由于所清掃管道的高度變化范圍很大，所以需要方便的調整攝像頭的高度。本設計采用攝像頭螺管與機器人基座螺紋連接，并用緊定螺釘壓緊，根據需要靈活可靠的調整攝像頭及照明系統的高度。另外攝像頭、照明系統、支架用緊定螺釘固定，可以機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 29 圖 51攝像頭 旋松螺釘，對攝像頭及照明系統進行俯仰角的調整，再擰緊固定，也能很方便可靠的根據需要調整視角范圍。如圖 51 所示 采 用 10 英寸彩色視頻監(jiān) 視器，攝像頭通過并行接口方便的接在監(jiān)視器上，監(jiān)視器還具有錄像功能，記錄整個清掃過程，使清掃工作有案可查。 本方案用到的照明裝置，可以到相關的廠家購買，攝像頭主要用來觀察管道內的情況，但因管道為封閉的，光線暗淡，其要在照明裝置 —— 燈泡的幫助下，才可以成功的觀察管道是否清掃干凈，以便徹底清潔中央空調管道。它們用電線連接著遠程的供電設備，保證它們的正常工作。 總之通過監(jiān)視系統可以方便的對清掃情況進行實時監(jiān)控，當出現清掃效果不理想機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 30 時可以操縱機器人后退再清掃一次。此外通過記錄清掃過 程，也可避免一些經濟問題。 灰塵收集裝置是與機器人分離的一個裝置，為設計方便起見，我決定采用一個大功率的抽風機在連接里格管子通向空調管道中，在抽風機下部再安裝一個灰塵收集的塑料兜。當風機工作時會產生負壓，從而將灰塵吸入塑料兜中。由于抽風機都有現成的設備，因此我決定在網上查找有關的成品。 網上查找抽風機（杭州春蘭電器有限公司）如圖 52 所示。其性能參數如表 51所示。 圖 52抽風機 表 51抽風機參數 產品型號 SHWX100B SHWX120B 容差值 額定電壓（ V） 220 220 / 額定頻率 ( ZH ) 50 50 / 額定輸入功率 1000 1200 ? 10% 最大真空度 20 5% 最大風量 3 8% 溫升 85? 85? / 噪聲 98? 98? / 火花等級 二級 二級 / 絕緣等級 B B / 最大吸入效率 30% 31% 10% 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 31 第六章 結束語 通過本次課題的設計， 本文完成的工作主要包括以下方面： 1． 可組合的機械設計模式，使機器人可以適應不同高度管道的要求，因此適應性更強 ； 2． 加入 了攝像機及監(jiān)視器，使監(jiān)控更加方便 ； 3． 機械臂可伸縮 旋轉， 在兩臂間掛載 清洗刷 的設計使 機器人可以輕松的清洗管道頂和管道壁。 為了更好的完成清洗任務，本課題所開發(fā)的中央空調清潔機器人可在以下方面做進一步深入研究 ： 1． 本文 設計的機器人主要針對 清潔 ， 同時因負載不足， 因此并不能滿足 消毒 的要求。將來機器人可以 在 機械臂 安裝噴槍等裝置 ， 使機器人在功能上不斷完善 ； 2． 研究采用大容量的電池供電設備 ，提高機器人的動力， 提高清潔的效率； 3． 增加數字信號處理器，以便添加圖像識別功能，增強機器人的識別和溝通能力 ； 4． 采用 4 個獨立驅動的低置擺軸式履帶足行走機構，實現機器人矩形管道和圓形管道的通用性 。 由于各方面的限制，關于管道機器人的設計與實現有待進一步深入研究，尤其應該更多到實際應用中去檢驗。機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 32 參 考 文 獻 [1]紀名剛 . 機械設計（第七卷） [M]. 北京 高等教育出版社， [2]中國冶金建設協會技術裝備委員會 . 中國機械設計大典 [M]. 國防工業(yè)出版社， 1998 [3]機械設計手冊編委會 . 機械設計手冊（第一、五卷） . [M]. 北京 機械工業(yè)出版社 , [4] 夏晉 . 淺析中央空調通風管道的清洗 . . [5]劉坤 ， 魏華等 .SARS流行期間空調及通風系統的管 理 . [J]. 中華醫(yī)院感染學雜志，2021 [6] 成大先 . 機械設計手冊（第一卷～第五卷） . [M]. 北京化學工行業(yè)出版社， [7]孫桓 . 機械原理（第六卷） . [M]. 北京：高等教育出版社， [8]廖念釗 . 互換性與技術測量（第四版） . [M]. 北京：中國計量出版社， [9] 王旭 . 機械設計課程設計 . [M]. 北京 機械工業(yè)出版社， [10]溫建民 . Pro/E 2021 三維造型基礎教程 . [M]. 北京機械工業(yè)出版社， [11]林清 安 . 零件裝配與產品設計 . [M]. 北京電子工業(yè)出版社， [12]王文斌 . 機械設計手冊 . [M]. 北京機械工業(yè)出版社， [13]黃曉榮 . 機械設計基礎 . [M]. 北京中國電力出版社， [14]機械設計圖冊 . [M]. 北京化學工業(yè)出版社， .金屬結構 .山東建筑大學機電工程學院機械設計教研室， [16]徐炳輝 . 氣動手冊 . [M].上海學技術出版社， 2021 [17]許馮平 ,鄧宗全 . 管道機器人在彎道處通過性的研究 .[M]. 北京機械工 業(yè)出版社， 2021 [18]郭洪紅 . 工業(yè)機器人技術 . [M]. 西安電子科技大學出版社 .2021 [19]周伯英 . 工業(yè)機器人設計 . [M]. 機械工業(yè)出版社 .1995 [20]鄭笑紅 . 唐道武 . 機器人技術及其應用 . [M]. 煤炭工業(yè)出版社 .2021 [21]張秀麗，鄭浩峻，趙里遙 . 一種小型管道檢測機器人 . 機械工程學院畢業(yè)設計（論文） 33 謝 辭 我這次關于機器人的畢業(yè)設計即將結束，經過這次的設計，得到了不少的收獲。有了這次的設計讓我們不僅鞏固了三年來所學的知識，而且學到了很多新的知識。通過這次設計，讓 我們對自己的能力有了更清楚的認識，為我們以后工作提供了很大的幫助。 自己想想求學期間的點滴歷歷涌上心頭，時光匆匆飛逝，三年多的努力與付出，隨著論文的完成，終于讓我在大學的生活，得以劃下了完美的句點。論文得以完成，要感謝的人實在太多了，首先要感謝我的指導老師田敬，因為論文是在田敬老師的悉心指導下完成的。本論文從選題到完成，每一步都是在田老師的指導下完成的，傾注了張老師大量的心血。田老師以其淵博的學識、嚴謹的治學態(tài)度、精益求精的工作作風、高度的事業(yè)心和責任感對我進行了全面的指導和培養(yǎng)，田老師指引我的論文 的寫作的方向和架構，并我提供了進行課題研究的條件和許多有益的相關資料，并對本論文初稿進行逐字批閱，指正出其中誤謬之處，使我有了思考的方向，她循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，她一絲不茍的作風，將一直是我學習中的榜樣。這不僅使我順利完成了本文，也將使我受益終生。在此，謹向田老師表示最衷心的感謝 ! 現在即將揮別我的學校、老師、同學，還有我 3 年 的大學生活，雖然依依不舍，但是對未來的路，我充滿了信心。最后，感謝在大學期間認識我和我認識的所有人，有你們伴隨，才有我大學生活的豐富多彩，絢麗多姿！ 姓 名 ： 董 海 日 期 ：