【正文】 及特性。然后做運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，從而確定個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（參數(shù)、速度、加速度等）。工作簡圖：研究步驟1） 進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2） 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)。工作原理：將清潔車放入中央空調(diào)通風(fēng)管道內(nèi)，并將負(fù)壓吸塵管管頭插入通風(fēng)管道內(nèi)，再用氣墊將管道兩頭封閉，然后選擇手動(dòng)開關(guān)，通過開關(guān)控制電路和控制電纜控制清潔車的行走、清潔刷的工作以及攝像頭轉(zhuǎn)向。本方案有主要包括：車體、控制臂、多功能臂和遠(yuǎn)程調(diào)控裝置，控制臂與多功能臂組成一個(gè)主從隨動(dòng)伺服裝置。中央空調(diào)通風(fēng)管道大多采用扁平矩形截面 ,管道高度范圍相當(dāng)大 ,最扁平 的管道高度僅 150 mm 左右。要實(shí)現(xiàn)這些功能，機(jī)器人必須擁有的 “器官”包括：靈活的移動(dòng)載體、多種清掃和清洗作業(yè)工具、CCD攝像機(jī)及照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和操作盒以及一些輔助設(shè)備和設(shè)施。由于管道有矩形管和圓管之分，所以可更換相應(yīng)的清洗矩形管和圓管的清潔刷；3）裝有CCD攝像頭及照明燈，用于探測管道內(nèi)的狀況，這在人所不能到達(dá)的管道內(nèi)部是必不可少的；4）由于管道機(jī)器人還不可能達(dá)到完全自主清潔，故采用線控方式，由操作人員在管道外進(jìn)行操作。如美國、丹麥、日本、韓國等諸多國家均有管道清洗機(jī)器人系列產(chǎn)品。但高樓內(nèi)空調(diào)管道縱橫交錯(cuò)、管路復(fù)雜，有大口徑的總管和小口徑的支管，管道截面有矩形管和圓形管，不同管徑和不同形狀的管道之間構(gòu)成有階梯接口、錐形接口、圓弧彎道、“L”直角彎道、“T”或“Y”岔道等規(guī)格繁多，非人力所能及，而且人爬進(jìn)管道清洗也不符合勞動(dòng)衛(wèi)生規(guī)范。因此清洗空調(diào)可保護(hù)壓縮機(jī)，延長使用壽命，降低能耗，改善制冷效果。人長期呆在空調(diào)房里，就會(huì)患空調(diào)綜合癥（頭暈、乏力，免疫力下降，俗稱空調(diào)?。?，還容易感染皮膚病。2003年，國家質(zhì)檢總局發(fā)布了《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范》，衛(wèi)生部頒布了《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生規(guī)范》；2005年，建設(shè)部與國家質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)布了有關(guān)《空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行管理規(guī)范》的國家標(biāo)準(zhǔn)；2006年3月1日，衛(wèi)生部頒布了《公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法》。2.“實(shí)際完成情況”和“檢查人簽名”由教師用筆填寫，其余各項(xiàng)均要求打印，打印字體和字號(hào)按照《武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范》執(zhí)行。并根據(jù)學(xué)校對(duì)論文要求的格式對(duì)自己的論文進(jìn)行規(guī)范，準(zhǔn)備答辯。并用CAD畫出工程圖。5部件裝配草圖及總裝配草圖的設(shè)計(jì)。并完成開題報(bào)告。主要參考資料：[1] GB/T 192102003．空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)清洗規(guī)范[S]．中國標(biāo)準(zhǔn)化，2003，(9):6667[2] 甘小明，徐濱士，董世運(yùn)等．管道機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀[J]．機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2003，(6)：510 [3] 龔振邦等編著．機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，1995[4] 濮良貴，[M].北京：高等教育出版社，2005[5] 孫桓，陳作模，[M].北京：高等教育出版社，2006[6] 宋章軍，陳懇，楊向東等．通風(fēng)管道智能清污機(jī)器人MDCRI的研制與開發(fā)[J]．機(jī)器人，2005，27(2)：142146 [7] 韓曉明，車立新，謝霄鵬等．中央空調(diào)管道清掃機(jī)器人的設(shè)計(jì)[J]．機(jī)械，2005，32(1)：3941[8] 謝文彬，楊建國，李蓓智等．管道檢測機(jī)器人的研制[J]．機(jī)械工程師，2005，(1)：1618 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度表序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成情況檢查人簽名檢查日期1查找資料，熟悉被選課題及其相關(guān)內(nèi)容,預(yù)選出課題名稱。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參數(shù)及主要參考資料主要參數(shù)：機(jī)器人車體長為501mm，寬438mm，高為294mm，車體加上機(jī)械手附帶毛刷總長為1281mm；：1m/s；垂直攀爬速度：100mm/s；垂直攀爬載重：10kg；回轉(zhuǎn)半徑：0；機(jī)械手自由度：4；監(jiān)視器回轉(zhuǎn)速度：2度/秒；監(jiān)視器水平回轉(zhuǎn)范圍：360176。，硬件圖紙完備，程序清單作為附頁附在論文后，程序及電子文檔刻成光盤與報(bào)告同時(shí)上交。論文要求：《武漢科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）格式模板》要求書寫。中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、課題訓(xùn)練內(nèi)容本課題基于國內(nèi)外已經(jīng)取得的科研成果，針對(duì)中央空調(diào)矩形通風(fēng)管道系統(tǒng)的特點(diǎn)作了深入的分析和論證，在查閱和掌握大量有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)矩形的空調(diào)管道提出了管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。本課題訓(xùn)練內(nèi)容：1. 移動(dòng)載體的設(shè)計(jì)﹑撐緊裝置的設(shè)計(jì)﹑機(jī)械手的設(shè)計(jì)2. 零件設(shè)計(jì)計(jì)算以及強(qiáng)度校核3. 對(duì)機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎時(shí)的通過性進(jìn)行了分析二、設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)和要求（包括說明書、論文、譯文、計(jì)算程序、圖紙、作品等數(shù)量和質(zhì)量等具體要求）論文任務(wù)： 針對(duì)矩形的空調(diào)管道設(shè)計(jì)管道清潔機(jī)器人。；監(jiān)視器俯仰回轉(zhuǎn)范圍：240度。2與輔導(dǎo)老師溝通確認(rèn)課題的難點(diǎn)和重點(diǎn)及要注意的問題。3畢業(yè)設(shè)計(jì)開題答辯4進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)零件的工作能力設(shè)計(jì)確定零部件的基本尺寸。對(duì)所有零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，使零件有最合理的構(gòu)型。6開始寫論文并翻譯一篇英文文獻(xiàn)7對(duì)論文中不合理的地方進(jìn)行修改。注：，一份院（系）留存，一份發(fā)給學(xué)生，任務(wù)完成后附在說明書內(nèi)。武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告課題名稱 中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)院系名稱機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí) 機(jī)設(shè)062學(xué)生姓名潘宏偉 課題意義 近幾年來，中央空調(diào)不定期清洗的巨大危害已經(jīng)引起了決策部門的關(guān)注。中央空調(diào)長期使用后，灰塵、污垢、細(xì)菌等會(huì)積聚在空調(diào)通風(fēng)管道內(nèi)部，不但影響空調(diào)的制冷，還會(huì)促成螨蟲的滋生；附著在室內(nèi)機(jī)的細(xì)菌隨送風(fēng)系統(tǒng)吹回室內(nèi)，污染室內(nèi)的空氣、傳播疾病，嚴(yán)重影響人們身心健康。另外空調(diào)在無數(shù)次的重復(fù)運(yùn)行中，空氣中夾雜的大量塵埃和液態(tài)煙霧就會(huì)層層包裹散熱片，并嚴(yán)重堵塞散熱片之間微小空隙，影響散熱片的散熱，從而導(dǎo)致冷凝器壓力升高，壓縮機(jī)馬達(dá)電流增大，運(yùn)行時(shí)間成倍延長，耗電量顯著增加。因此需要定期清洗中央空調(diào)通風(fēng)管道。而用管道機(jī)器人清洗通風(fēng)管道有著其他管道清洗方式不可比擬的優(yōu)勢 ,管道清洗機(jī)器人不僅可以清洗 ,還可以實(shí)時(shí)檢查清洗效果以及進(jìn)行管道探傷、噴涂、消毒, 所以需采用專用的機(jī)器人進(jìn)行清洗和消毒。 所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r 目前，國外的管道清洗機(jī)器人已形成產(chǎn)業(yè)化?？v觀國外管道清洗機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)大同小異，性能水平也沒太大的差別：1） 大多采用輪式或雙履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)；2）配有高速旋轉(zhuǎn)的清掃機(jī)構(gòu)，用來把管內(nèi)的灰塵打落、清除。研究內(nèi)容、研究方法、研究手段空調(diào)管道清洗機(jī)器人應(yīng)具備清掃管道、噴射清洗氣霧或消毒藥水或直接進(jìn)行吸塵、攜帶攝像機(jī)和傳感器檢測管道內(nèi)狀況的功能。本課題研究在于滿足基本功能的情況下，使其具有重量輕、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。因此管道清洗機(jī)器人設(shè)計(jì)指標(biāo)確定為矩形管高度各項(xiàng)技術(shù)性能均 150～650 mm。用于管道清掃、攀越障礙的多功能臂裝在車體上，同時(shí)還有設(shè)有能與空調(diào)通風(fēng)管道聯(lián)通的負(fù)壓吸塵管，負(fù)壓吸塵管與風(fēng)機(jī)連接。其工作過程是：選擇手動(dòng)開關(guān)是清潔車上的攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)將管道內(nèi)壁的結(jié)垢情況及清掃狀況攝下并在顯示器上顯示出來，操作人員根據(jù)顯示情況及清掃狀況用手動(dòng)開關(guān)操縱清掃車的運(yùn)動(dòng)，并控制清潔刷旋轉(zhuǎn)，將污垢從管壁上掃下再通過與氣泵連接的負(fù)氣吸塵管吸走。根據(jù)結(jié)構(gòu)方案確定原動(dòng)件的參數(shù)(功率、轉(zhuǎn)速、線速度等)。3） 機(jī)器的動(dòng)力學(xué)計(jì)算。4） 零件的工作能力設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)所依據(jù)的工作能力準(zhǔn)則，通過計(jì)算或類比，即可決定零、部件的基本尺寸。根據(jù)已定的主要零、部件的基本尺寸，設(shè)計(jì)出部件裝配及總裝配草圖。在此步驟中需很好的協(xié)調(diào)各零件的結(jié)構(gòu)及尺寸，全面地考慮所設(shè)計(jì)的零、部件的結(jié)構(gòu)工藝性，使全部零件有最合理的構(gòu)型。本論文基于國內(nèi)外已經(jīng)取得的科研成果，針對(duì)中央空調(diào)矩形通風(fēng)管道系統(tǒng)的特點(diǎn)作了深入的分析和論證，在查閱和掌握大量有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)矩形的空調(diào)管道提出了管道機(jī)器人的行走方案。在移動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用車輪式，并且在車體前后設(shè)置了萬向輪，從而使機(jī)器人在管道中有更好的運(yùn)動(dòng)能力。關(guān)鍵詞:機(jī)器人； 管道； 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； 中央空調(diào)； 清潔AbstractA Central air condition duct clean robot is a mechanical system, which can walk automatically inside a pipe. It works in central air condition pipes under the control of an operator with a remote device. Base on the results which have been made in this area so far, the author made a prehensive study on some theoretical and practical problems for a special type pipe robot. Through reading a large quantity of professional books on pipe robot, the author gives a full study of its motion theory, driving model and configuration, and a detailed of the technical issues related to explanation pipe robot research and manufacturing. According to rectangular pipe’s characteristics, a system of pipe robot is presented. This design is divided into three parts: the design of mobile carriers, the design of support device，the design of manipulator. We use wheeltype mobile mechanism as the moving device, and set a caster in front of the robot, as well as in the back, which allowing the robot having a better athletic ability in the pipeline. Compression devices and robot design is the key issue. With the pression and mobile device, the robot can move vertically. Then check the strength of the parts involved in design. At last robot’s travelingcapability at the corner is discussed.Keywords: robot。 mechanism design。 clean 目 錄1. 緒論11 自由度分配方案設(shè)計(jì)113. 具體設(shè)計(jì)計(jì)算12 移動(dòng)載體傳動(dòng)計(jì)算12 后萬向輪傳動(dòng)計(jì)算25 氣缸的選擇27 電機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配27 傳動(dòng)齒輪﹑蝸輪蝸桿的尺寸計(jì)算28 軸的設(shè)計(jì)﹑計(jì)算和校核29 軸承的壽命計(jì)算334機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)的管道通過性分析35 管道機(jī)器人在矩形管水平圓弧形彎頭的通過性分析38參考文獻(xiàn)40外文資料41中文譯文46致謝51武漢紡織大學(xué)2010屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文1 緒論 論文背景、意義及要求室內(nèi)空氣品質(zhì)(IAQ一一Indoor Air Quality)是近十年國際空調(diào)界最關(guān)注的課題之一。C02含量升高，有害細(xì)菌繁生，致使空氣品質(zhì)劣化，出現(xiàn)各種呼吸道疾病癥狀，表現(xiàn)如困倦、乏力、胸悶、精神恍惚、過敏、工作效率下降等。 目前我國的中央空調(diào)大多采用“間接式盤管換熱”，即水在管內(nèi)流動(dòng)、空氣在盤管外流動(dòng)，與管內(nèi)水進(jìn)行熱量交換。一旦室外空氣中致病微生物通過新風(fēng)入口由灰塵帶入，或者室內(nèi)空氣中的致病微生物從回風(fēng)口盤旋而上，就會(huì)粘附在盤管上，沉降在凝結(jié)水盤中。再加上中央空調(diào)管道內(nèi)的許多有害顆粒和灰塵、病菌、病毒、塵螨及碳放射物等，在送風(fēng)過程中也會(huì)對(duì)人體健康帶來不利的影響。城市“大樓病”的諸多病因中，中央空調(diào)常常是罪魁禍?zhǔn)住Ｔ蛴腥阂皇俏覈蠖鄶?shù)中央空調(diào)普遍使用粗效過濾器，最多只能過濾空氣中40％的可懸浮顆粒物，近60％的顆粒物進(jìn)入中央空調(diào)，依然為病毒載體，當(dāng)通風(fēng)時(shí)，仍有可能產(chǎn)生交叉感染；二是目前人們只注重中央空調(diào)機(jī)組的清洗和水處理，殊不知風(fēng)管面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)組面積，而中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)95％以上的藏塵量在風(fēng)管內(nèi)，水洗僅降低機(jī)體內(nèi)10％水垢的產(chǎn)生；三是沒有機(jī)器人參與清洗，人