【正文】 ，前軸也應(yīng)符合要求。根據(jù)軸徑選取型號(hào)：兩對(duì)型號(hào)為 100 的深溝球軸承。在清掃之前，調(diào)整支撐臂上的螺釘來(lái)控制兩個(gè)導(dǎo)向輪的橫向距離，保證機(jī)器人處于管道中央時(shí)導(dǎo)向輪兩端距管道壁各有約 20mm。如左邊的導(dǎo)向輪碰到管道的左壁，則導(dǎo)向輪的切向摩擦力 F 向機(jī)器人中心偏移，簡(jiǎn)化成牽引力 F，及順時(shí)針的扭矩 M，迫使機(jī)器人右轉(zhuǎn)。在此處可以仿照汽車的機(jī)構(gòu)—后輪采用差動(dòng)裝置，這樣可以更方便的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。最重要的是，設(shè)計(jì)的機(jī)器人質(zhì)量較輕，并且行進(jìn)速度不高。 電機(jī)的選取因已知導(dǎo)向輪輸出線速度比驅(qū)動(dòng)輪線速度 ，暫定 ，導(dǎo)向輪直徑暫定 66mm，帶的傳動(dòng)比為 2，則電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為 。通過(guò)網(wǎng)上查詢并對(duì)它的輸出轉(zhuǎn)距，輸出轉(zhuǎn)速，以及安裝尺寸進(jìn)行比較，再次用北京臺(tái)立偉成機(jī)電有限公司的電機(jī)，型號(hào)為 2IK6AC。平帶雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是尺寸較大，最小尺寸系列的平帶的最小帶輪直徑為112mm，所以不合適。而所設(shè)計(jì)的減速電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為 50r/min，雖然傳遞功率并不大，但是由于轉(zhuǎn)速太低，帶所傳遞的力就很大，那么所選帶的型號(hào)就大，根數(shù)也多，所以也不合適。 帶的尺寸設(shè)計(jì)由參考書 [2]中表 同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程如下：（1）設(shè)計(jì)功率 PdPd=KAP= =, 其中工況系數(shù) KA=?2)選帶型和節(jié)距 Pb根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pb 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=50r/min, 由參考書 [2]圖 選帶型 5M 節(jié)距 Pb=5mm3)小帶輪齒數(shù) Z1 和節(jié)圓直徑 dP1由 Z1 （由參考書 [2]表 查得） ，選取 Z1=1512min??ZdP = =1??4)確定大齒輪齒數(shù) Z2 和節(jié)圓直徑 dP2Z =iZ 22?1 ,3052?????5)帶速 v sVssmndP /40/0625./ max???????6)初定軸間距 aa =182mm07)帶長(zhǎng) L 及其齒數(shù) Z0 0212210 4)dP() dP(2aa????? m}82).().({?? ?機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）查表取標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng) 480mm,齒數(shù) Z=308）實(shí)際軸間距 a當(dāng)軸間距不可調(diào)整時(shí)，根據(jù)已知條件：a= 可算出,???dP??.518012???ad? = ?? =?9）帶寬 bs已知各種帶型的基準(zhǔn)寬度如表 所示：表 32 各種帶型的基準(zhǔn)寬度 帶型 3M 5M 8M 14M 20Mb 0S5 9 20 40 115因所選帶型為 5M，則基準(zhǔn)寬度 b =9mm0S由參考書[2]公式 計(jì)算得，bs=9mm 導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸由由參考書 [2]表 知圓弧齒同步帶帶輪尺寸如（表 33）：（單位：mm）表 33 圓弧齒同步帶帶輪尺寸 項(xiàng)目 符號(hào) 5M節(jié)圓直徑 d Pd ??bPZ 外圓直徑 da d =d 2a= 齒槽弧半徑 R 05.?齒槽深 h g 8.?齒槽角 2? 14?齒頂圓角半徑 r1 05.?齒形尺 寸 節(jié)頂距 2a 為了方便加工，導(dǎo)向輪應(yīng)該是簡(jiǎn)單的圓柱形。 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)為了減輕尺寸及重量，可以選擇軸的材料選用 40Cr。取 d=14mm（?dmin= 求得）　?。?）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于傳動(dòng)軸較短，帶輪尺寸很小，帶輪的軸向及周向固定很不方便，所以決定將帶輪、導(dǎo)向輪及軸作成一體，如圖 35。外圈與軸承孔過(guò)盈配合進(jìn)行軸向固定，軸向固定通過(guò)端蓋實(shí)現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)刷頭可拆卸并且有不同的材料和尺寸系列,整個(gè)裝置可以進(jìn)行俯仰調(diào)整,從而保證在管道都能徹底清掃到管道的邊角和頂部。設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)刷頭有四種材料系列:尼龍刷、鋼刷、不銹鋼刷和銅刷。鋼刷適用于各種鋼管。銅刷適用于材質(zhì)為有色金屬的管道。為此可以在機(jī)器人的下部安裝一臺(tái)吹風(fēng)機(jī)將灰塵吹向前方，但考慮到這樣會(huì)使機(jī)器人的重量加大，這樣會(huì)帶來(lái)一系列問題，比如：會(huì)增大驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)馬達(dá)的功率，從而加大了車重和車的尺寸，這樣做。從而解決了以上的問題。當(dāng)采用上下擺動(dòng)時(shí)，可以采用四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或不完全齒。同時(shí)在支撐桿上鉆孔安裝鉸鏈會(huì)對(duì)桿產(chǎn)生削弱。此兩種方案設(shè)計(jì)出來(lái)的旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，鑒于目前所學(xué)知識(shí)限制，我設(shè)計(jì)了一個(gè)比較簡(jiǎn)單的清掃方案，即在氣動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)刷實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)管道進(jìn)行清洗。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 41 所示：圖 41 旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 構(gòu)件的選擇 氣動(dòng)馬達(dá)的選擇氣動(dòng)馬達(dá)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)的原動(dòng)機(jī)，它是采用壓縮氣體的膨脹作用，把壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動(dòng)力裝置。只要控制進(jìn)氣閥或排氣閥的開度，即控制壓縮空氣的流量，就能調(diào)節(jié)馬達(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速。（2）能夠正轉(zhuǎn)也能反轉(zhuǎn)。在正反向轉(zhuǎn)換時(shí)，沖擊很小。葉片式氣馬達(dá)可在一轉(zhuǎn)半的時(shí)間內(nèi)升至全速；活塞式氣馬達(dá)可以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)升至全速。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時(shí)間短，速度快，沖擊性小，而且不需卸負(fù)荷。 機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （4）有過(guò)載保護(hù)作用，不會(huì)因過(guò)載而發(fā)生故障?？梢蚤L(zhǎng)時(shí)間滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，溫升較小。起動(dòng)、停止均迅速。啟動(dòng)、停止迅速。功率小至幾百瓦，大至幾萬(wàn)瓦；轉(zhuǎn)速可從零一直到每分鐘萬(wàn)轉(zhuǎn)。 （8）使用空氣作為介質(zhì)，無(wú)供應(yīng)上的困難，用過(guò)的空氣不需處理，放到大氣中無(wú)污染 壓縮空氣可以集中供應(yīng)，遠(yuǎn)距離輸送 由于氣馬達(dá)具有以上諸多特點(diǎn)，故它可在潮濕、高溫、高粉塵等惡劣的環(huán)境下工作。 因?yàn)闅鈩?dòng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，使用氣動(dòng)馬達(dá)可以使機(jī)器人旋轉(zhuǎn)刷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，經(jīng)過(guò)選擇比較，我決定選取葉片式氣動(dòng)馬達(dá)。圖 42 氣動(dòng)馬達(dá) 旋轉(zhuǎn)刷的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的清掃刷的示意圖如圖 43 所示。其中，刷子的兩個(gè)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(duì)應(yīng)氣動(dòng)馬達(dá)伸出軸上圓周的位置可設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的安裝開口銷的銷釘口以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刷與氣動(dòng)馬達(dá)的連接。CCD 是應(yīng)用在攝影、攝像方面的高端元素技術(shù)，采用 CCD 感光元件的攝像頭在各方面的性能都不錯(cuò)，具有成像靈敏度高、抗震動(dòng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。（2）現(xiàn)在市場(chǎng)上數(shù)碼攝像頭的連接方式有接口卡、并口和 USB 接口三種。 攝像頭的固定和調(diào)整由于所清掃管道的高度變化范圍很大，所以需要方便的調(diào)整攝像頭的高度。另外攝像頭、照明系統(tǒng)、支架用緊定螺釘固定，可以機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖 51 攝像頭旋松螺釘，對(duì)攝像頭及照明系統(tǒng)進(jìn)行俯仰角的調(diào)整，再擰緊固定，也能很方便可靠的根據(jù)需要調(diào)整視角范圍。 照明裝置 本方案用到的照明裝置，可以到相關(guān)的廠家購(gòu)買，攝像頭主要用來(lái)觀察管道內(nèi)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(diào)管道。 總之通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)可以方便的對(duì)清掃情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)清掃效果不理想機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)可以操縱機(jī)器人后退再清掃一次。 灰塵收集裝置 灰塵收集裝置是與機(jī)器人分離的一個(gè)裝置，為設(shè)計(jì)方便起見，我決定采用一個(gè)大功率的抽風(fēng)機(jī)在連接里格管子通向空調(diào)管道中，在抽風(fēng)機(jī)下部再安裝一個(gè)灰塵收集的塑料兜。由于抽風(fēng)機(jī)都有現(xiàn)成的設(shè)備，因此我決定在網(wǎng)上查找有關(guān)的成品。其性能參數(shù)如表 51所示。為了更好的完成清洗任務(wù)，本課題所開發(fā)的中央空調(diào)清潔機(jī)器人可在以下方面做進(jìn)一步深入研究：1．本文設(shè)計(jì)的機(jī)器人主要針對(duì)清潔，同時(shí)因負(fù)載不足，因此并不能滿足消毒的要求。由于各方面的限制，關(guān)于管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)有待進(jìn)一步深入研究，尤其應(yīng)該更多到實(shí)際應(yīng)用中去檢驗(yàn)。有了這次的設(shè)計(jì)讓我們不僅鞏固了三年來(lái)所學(xué)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多新的知識(shí)。 自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，時(shí)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(xué)的生活，得以劃下了完美的句點(diǎn)。本論文從選題到完成，每一步都是在田老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了張老師大量的心血。這不僅使我順利完成了本文，也將使我受益終生。最后，感謝在大學(xué)期間認(rèn)識(shí)我和我認(rèn)識(shí)的所有人，有你們伴隨，才有我大學(xué)生活的豐富多彩，絢麗多姿！ 姓 名： 董 海 日 期：