【正文】 *2 *π *350178。 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。 *F2=G+F1 ∴ F2=G+F1=+400= 由于履帶是三組；成 120176。 60176。 3=247。 （ 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。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(dá)到給定的范圍。 ② 確定行走機構(gòu)的結(jié) 構(gòu) 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 由于外形尺寸的限制，電機內(nèi)置在履帶組中，同時采用錐齒輪來換向，后驅(qū)動履帶輪。以下是同步帶傳動的優(yōu)點： ，承載能力較大。 ，制造和維護較為方便，價格低廉。； （ 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。 （ 1）節(jié)距： Pb=； （ 2）齒形角： 2β =40176。同時考慮到其完全在行走裝置內(nèi)部，尺寸受到限制。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，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：（查機械設(shè)計手冊 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 cosδ 1=75+2*1**cos52176。 31′ 26″ =； （ 8）錐距： R=mz/2sinδ 1=m 22 z21 ?z /2 =* 22 2330 ? /2= （ 9）齒頂角： θ a=arctan Ramh = arctan *1 =3176。 47′ 1″ （ 11）頂圓錐角： δ a=δ +θ a=52176。 1′ 43″ =55176。 31′ 26″ 3176。 44′ 25″ （ 13）齒寬： b=25mm 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 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 cosδ 1=+2*1**cos37176。 28′ 34″ =； （ 8）錐距： R=mz/2sinδ 1=m 22 z21 ?z /2 =* 22 2330 ? /2= （ 9）齒頂角： θ a=arctan Ramh = arctan *1 =3176。 47′ 1″ （ 11）頂圓錐角： δ a=δ +θ a=37176。 1′ 43″ =41176。 28′ 34″ 3176。 41′ 33″ （ 13）齒寬： b=25mm ⑤確定直齒輪的參數(shù) 在整個行走裝置中，直齒輪的作用，主要是傳遞動力。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。通過作 圖法來模擬最小、最大管徑時的情況。 放大桿 桿長： lf=300mm（由于在其之上安裝了壓力彈簧，其實際桿長為330—— 380mm）。 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 操作臂的設(shè)計 操作臂包括吸塵器的操作臂和拉開卸料門的桿件機構(gòu)。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)。其驅(qū)動電機采用 MAXON 的直流伺服電機。 （ 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(dá)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。當(dāng)灰塵傾倒完后，連桿 逆向轉(zhuǎn)動，推動連桿向上移動從而使卸料門閉合，從而回到位置 1。 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。 另外，將一個光電傳感器（記為 GC）置于吸塵裝置下方適應(yīng)位置，用來檢測下方管壁 上的灰塵是否已清潔干凈；又將一個壓力傳感器（記為 YL）置于垃圾箱底板適當(dāng)位置，用來檢測垃圾箱是否已經(jīng)裝滿，從而使本管道情節(jié)機器人停止繼續(xù)清灰塵轉(zhuǎn)而倒垃圾。 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 。若是則運行步驟④，若否則運行步驟⑤； ④ CPU 發(fā)送指令使主運動電機反轉(zhuǎn)即令機器人后退，并且開始 收 超聲波傳感器 CC 的信號，以判斷是否已經(jīng)請接口上方（超聲波傳感器 CC位置一定要放恰當(dāng)，以使垃圾能 完全從請接口倒出 ） ，若否則繼續(xù)本步驟，若是則運行步驟 ⑥ ； ⑤ CPU 發(fā)送指令使主運動電機 正傳即令機器人前進，并且開始 收 超聲破傳感器 CC 的信號，以判斷是否已到請接口上方，若否則繼續(xù)運行本步驟，則運行步驟⑥； ⑥ CPU 再發(fā)送指令停止運動電機，即使機器人停下，然后驅(qū)動 圾 箱開關(guān)電動機打開垃圾箱來傾倒灰塵。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。 ⑦ 當(dāng)本管道清潔機器人前進過程中 CPU 要光電傳感 器組 GA 的實 時信號，一旦檢測到前方有彎道則命令兩主運動電機產(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的實時信號，以使本管道清潔機器人能在后退時也順利轉(zhuǎn)過彎道。從而使其順利地完成工