【正文】 從而使其順利地完成工作。然后 CPU 發(fā)送指令使機器人反向運動并且停止接收超聲波 CC 的信號而開始接收光電傳感器 GC 的信號以判斷是否已回到上次清潔干凈的位置。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 于是，控制過程實現(xiàn)過程如下： 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)檢測傳感器 HE 工作實時檢測收集各信息； ② 一旦光電傳感器 GC 檢測到吸塵裝置下方的灰塵清理干凈，則 CPU 發(fā)送指令驅(qū)動主運動電機組（記為 ZDJ）工作，即機器人 。 其參數(shù)如下： 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 連桿 LAB： LAB=700mm 連桿 LBC： LBC=150mm 連桿 lCD： LCD=120mm 第四章 控制原理的設(shè)計 控制原理的分析和設(shè)計 我們擬將兩對光電傳感器（記為 Ga 組和 Gb 組）分別置于本管道清潔 機器人前后兩側(cè)從而在前進或后退時都可以檢測行徑前方有無障礙物從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。 （ 2） 卸料門的拉開桿件的設(shè)計 當(dāng)垃圾箱裝滿時，重量能達到 ，同時電機的驅(qū)動功率 120W，驅(qū)動力較??；所以，在設(shè)計時采用“死點”的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)卸料門的開合。根據(jù)這些要求，設(shè)計了具有兩個平面自由度的桿件機構(gòu)來實現(xiàn)。 放大桿 桿長： lf=300mm（由于在其之上安裝了壓力彈簧，其實際桿長為330—— 380mm）。齒數(shù) z=40，模數(shù) mn=.蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 具體參數(shù)如下： （ 1） 分度圓直徑： d1=mz=*40=100 （ 2） 齒頂高： ha=h*am=1*= （ 3） 齒根高： hf=（ h*a+c*） m=(1+)*= （ 4） 全齒高： h=ha+hf=+= （ 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=π m/2=*247。 28′ 34″ 3176。 47′ 1″ （ 11）頂圓錐角： δ a=δ +θ a=37176。 28′ 34″； （ 6）齒頂圓直徑： da=d+2ham cosδ 1=+2*1**cos37176。 31′ 26″ 3176。 47′ 1″ （ 11）頂圓錐角： δ a=δ +θ a=52176。 31′ 26″； （ 6）齒頂圓直徑： da=d+2ham cosδ 1=75+2*1**cos52176。、齒頂高 系數(shù) ha=頂系數(shù)c=。同時考慮到其完全在行走裝置內(nèi)部，尺寸受到限制。； （ 4）節(jié)距： Pb=π m=π *7=； （ 5）節(jié)圓直徑： d=mz=7*17=119mm； （ 6）模數(shù)： m=7； （ 7）齒側(cè)間隙： Cm=1； （ 8）名義徑向間隙： e0=； （ 9）徑向間隙： e≈ e0+=+*7=； 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 （ 10）外圓直徑： d0=d2δ =1202*=（其中 δ =）； （ 11）外圓齒距： P0=π d0/z=*247。以下是同步帶傳動的優(yōu)點： ，承載能力較大。履帶的高度受到管道直徑的限制，同時還受到撐開桿組的影響；由于撐開桿組要能在 φ 600φ 700mm 范圍內(nèi)變化，所以桿要達到給定的范圍。履帶的長度越長其轉(zhuǎn)彎的靈活就會受到影響。 （ 2）行走機構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ①確定行走 機構(gòu) —— 履帶的外形尺寸 由于管道直徑最小時， D=600mm；同時總體方案中已經(jīng)確定采用 3 組履帶，相對來說比較狹??；所以行走機構(gòu)尺寸不能 太大。 60176。 每隔 50m 才有一個開口，所以總的工作量：為 50*103 v=Sl=2*109 *50*103 =*109 mm3 因為煙灰的密度為 179。 b= 22 aR = 22 280503 =210mm θ =arctan(b/a)=arctan(210/280)=176。 （ 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。 所以才用具有兩個自由度的機械臂，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。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。所以采用上述行走機構(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。缺點是移動速度慢，控制復(fù)雜。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。其缺點是：越障礙能力和拐彎差?？偟恼f來，雖然存在不少難關(guān)，甚至出蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8現(xiàn)某些陰影，但新世紀機器人學(xué)的發(fā)展前景是十分光明和充滿希望的。 KAWAGUCH 等研制的管道檢測機器人系統(tǒng)只適用于 500mm 的管道，而且一次作業(yè)的檢測距離不大于 500m。該機器人由六節(jié)單元組成，其頭部和尾部兩個單元體完蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7成相同，每個單元之間的節(jié)點由 3 個電動機驅(qū)動，使得 MAKRO 可以抬起或者彎曲機器人個體，從而可以輕松越過障礙物或?qū)崿F(xiàn)拐彎運動，該管道機器人系統(tǒng) MAKRO 具有 21 個自由度 ，長度為 2M，質(zhì)量為 50Kg，采用無纜 控制方式， MAKRO 系統(tǒng)使用于直徑為 300~600mm 的管道。 （ 4）與外部操作人員采用無線通訊方式。（ 2）可以在鑄鐵和鋼質(zhì)煤氣管道中，低壓和高壓條件下工作。 美國是機器人的誕生地，早在 1962 年就研制出世界上第一臺工業(yè)機器人，是世界上的機器人強國之一，其基礎(chǔ)雄厚，技術(shù)先進，并有很多管道機器人產(chǎn)品。 國外管道機器人的發(fā)展 國外關(guān)于燃氣管道機器人的研究始于 20 世紀 40 年代，由于 70 年代的微電子技術(shù)，計算機技術(shù)、自動化技術(shù)的發(fā)展，管道檢測機器 人技術(shù)于 90年代初，得到了迅猛發(fā)展并接近于應(yīng)用水平。 廣州工業(yè)大學(xué)借用仿生學(xué)原理，研制成結(jié)構(gòu)獨特的，像蠕蟲一樣的微管道機器人的運動由電磁力驅(qū)動。其驅(qū)動機理模擬生物的蠕動爬行。它是模仿昆蟲在地面爬行時蠕動前進與后退的動作設(shè)計的。 5. 管道內(nèi)外器材運送、搶救等其它用途。管道機器人可完成的管道作業(yè)有以下幾類： 1. 生產(chǎn)、安裝過程中的管內(nèi)質(zhì)量檢測。 管道機器人概述 20 世紀 70 年代以來，石油、化工、天然氣及核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，各種管道作為一種重要的物料輸送設(shè)施，得到了廣泛應(yīng)用。特別是到了 20世紀 90 年代，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展?，F(xiàn)在使用的有很多種。①通用性： 具有完成各種任務(wù)以及以不同的方式完成相同的結(jié)構(gòu)或機械能力。感覺到這種信息經(jīng)過 感覺神經(jīng)送到大腦中， 大腦經(jīng)過分析計算，然后通過運動神經(jīng)發(fā)出指令，手臂用最好 的方式伸向物體，并將物體抓住，手上的感覺神經(jīng)，感覺物體已經(jīng)抓牢了，把信息傳給大腦。意思是“強制的勞動”。 蘭 州 理 工 大 學(xué) LANZHOU UNIVERSITY TECHNOLOGY 畢業(yè)設(shè)計 （論文） 題目： 管道清灰機器人的設(shè)計 專業(yè)： 機械設(shè)計及其自動化 班級： 2021級機械設(shè)計 姓名： 陸詩彧 指導(dǎo)老師： 許軍山 楊萍 日期： 2021年 12月 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1目錄 前 言 .......