管道清灰機(jī)器人的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-02-01 03:09本頁面
【正文】 構(gòu)的設(shè)計(jì)①確定行走 機(jī)構(gòu)——履帶的外形尺寸由于管道直徑最小時(shí)，D=600mm；同時(shí)總體方案中已經(jīng)確定采用3組履帶，相對(duì)來說比較狹??；所以行走機(jī)構(gòu)尺寸不能太大。通過作圖的方法，取履帶的寬度Wi為：Wi=150mm。履帶的長度越長其轉(zhuǎn)彎的靈活就會(huì)受到影響。所以其長度L為：L=580mm。履帶的高度受到管道直徑的限制，同時(shí)還受到撐開桿組的影響；由于撐開桿組要能在φ600φ700mm范圍內(nèi)變化，所以桿要達(dá)到給定的范圍。②確定行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)由于外形尺寸的限制，電機(jī)內(nèi)置在履帶組中，同時(shí)采用錐齒輪來換向，后驅(qū)動(dòng)履帶輪。以下是同步帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：，承載能力較大。，制造和維護(hù)較為方便，價(jià)格低廉。；（4）節(jié)距：Pb=πm=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=；（10）外圓直徑：d0=d2δ=1202*=（其中δ=）；（11）外圓齒距：P0=πd0/z=*247。（1）節(jié)距：Pb=；（2）齒形角：2β=40176。同時(shí)考慮到其完全在行走裝置內(nèi)部，尺寸受到限制。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，采用軸交角∑=90176。、齒頂高系數(shù)ha=頂系數(shù)c=。大小錐齒輪的具體參數(shù)分別如下：（查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)14201）大錐齒輪：（1）法向模數(shù)：mn=；（2）齒數(shù)：z=30；（3）法向齒形角：an=20176。31′26″；（6）齒頂圓直徑：da=d+2ham cosδ1=75+2*1**cos52176。31′26″=；（8）錐距：R=mz/2sinδ1=m/2=*/2=（9）齒頂角：θa=arctan= arctan=3176。47′1″（11）頂圓錐角：δa=δ+θa=52176。1′43″=55176。31′26″3176。44′25″（13）齒寬：b=25mm小錐齒輪：（1）法向模數(shù)：mn=；（2）齒數(shù)：z=23；（3）法向齒形角：an=20176。28′34″；（6）齒頂圓直徑：da=d+2ham cosδ1=+2*1**cos37176。28′34″=；（8）錐距：R=mz/2sinδ1=m/2=*/2=（9）齒頂角：θa=arctan= arctan=3176。47′1″（11）頂圓錐角：δa=δ+θa=37176。1′43″=41176。28′34″3176。41′33″（13）齒寬：b=25mm⑤確定直齒輪的參數(shù)在整個(gè)行走裝置中，直齒輪的作用，主要是傳遞動(dòng)力。齒數(shù)z=40，模數(shù)mn=：（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=πm/2=*247。通過作圖法來模擬最小、最大管徑時(shí)的情況。放大桿桿長：lf=300mm（由于在其之上安裝了壓力彈簧，其實(shí)際桿長為330——380mm）。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)。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)來實(shí)現(xiàn)。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用MAXON的直流伺服電機(jī)。（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?。凰?，在設(shè)計(jì)時(shí)采用“死點(diǎn)”的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)卸料門的開合。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)行徑前方有無障礙物從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。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。于是，控制過程實(shí)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(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 。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)打開垃圾箱來傾倒灰塵。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。⑦ 當(dāng)本管道清潔機(jī)器人前進(jìn)過程中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)過彎道。從而使其順利地完成
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