管道除塵機(jī)器人結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交 流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  畢  業(yè)  設(shè)  計(jì)論  文  任  務(wù)  書  一、題目及專題：  1、 題目          管道除塵機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的研究        2、專題                                               二、課題來源及選題依據(jù)  1) 該課題為企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，目前，我國燃煤電廠輸灰管道的除垢方法基本上可分為化學(xué)法和物理法。經(jīng)實(shí)踐應(yīng)用，上述方法均存在一定局限性，不能同時(shí)符合環(huán)保及技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性要求，多數(shù)不被電廠接受。目前常用的是化學(xué)清洗法和人工振擊法。但這兩種方法也各有缺點(diǎn)。  2) 本課題就是 針對(duì)這一現(xiàn)狀，對(duì)輸灰管道清灰機(jī)器人進(jìn)行初步探討，以期能達(dá)到清潔環(huán)保等功能，完成該課題可對(duì)我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次全面的專業(yè)訓(xùn)練，可以培養(yǎng)我們掌握如何運(yùn)用過去所學(xué)知識(shí)去解決生產(chǎn)中實(shí)際問題的方法，增強(qiáng)從事本專業(yè)實(shí)際工作所必需的基本能力和開發(fā)研究能力，可以提高我們的專業(yè)素質(zhì)，為今后走上工作崗位打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。  三、  本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：  1、能正確合理分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體要求和產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)；  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  2、能合理根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求擬定多種解決方案，并進(jìn)行多方案優(yōu)化分析設(shè)計(jì)；   3、合理選擇和設(shè)計(jì)部件的 傳動(dòng)方案，并能進(jìn)行一些必要的設(shè)計(jì)計(jì)算；  4、正確選擇零部件中各零件，并能進(jìn)行一定的校核計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)；   5、繪制機(jī)器人行走部件裝配圖；  6、設(shè)計(jì)繪制零件工作圖若干；  7、編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 1 份；  四、接受任務(wù)學(xué)生：  五、開始及完成日期：  自  2012  年  11 月  7 日  至  2013 年  5 月  25 日  六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：  指導(dǎo)教師        簽名  簽名  簽名  教 研 室 主 任   學(xué)科組組長研究所所長        簽名  系主任              簽名  2012 年   11  月   12  日  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  摘   要  基于利用行星磨頭清洗技術(shù)對(duì)管道進(jìn)行清洗的目的，在總結(jié)現(xiàn)有的管道機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，論文首先對(duì)管道清洗機(jī)器人行走部分進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，經(jīng)分析比較后確定了新型管道清洗機(jī)器人行走的較佳設(shè)計(jì)方案，并據(jù)此方案對(duì)機(jī)器人作了行走部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ;對(duì)機(jī)器人的行走特性進(jìn)行了研究，提出 了使機(jī)器人在管道內(nèi)能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行的方法 一步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)思想的可行性。  最后，研究了管道清洗機(jī)器人行走系統(tǒng)的安全性能，給出了在高壓情況下保證行走系統(tǒng)安全的基本方案，為管道清洗機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)用化提供可靠的依據(jù)。  關(guān)鍵詞 : 管道機(jī)器人；安全防護(hù)  ；行走  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  on of of at of on at on to of by a to a a on of of of in so to he of By of in of of  of to of to a     文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  目錄  摘   要  . . 論  . 1 1 概述  . 2 道清洗機(jī)器人常見問題分析  . 2 垢機(jī)器人理念  . 2 本設(shè)計(jì)任務(wù)  . 3 業(yè)設(shè)計(jì)的目的  . 3 道射流清洗機(jī)器人的本體設(shè)計(jì)  . 4 動(dòng)方式選擇  . 4 動(dòng)方案的選擇  . 4 道清洗機(jī)器人變管徑自適應(yīng)性方案設(shè)計(jì)  . 6 力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 9 道機(jī)器人行駛阻力分析  . 9 速器的選擇  . 12 器人的速度和驅(qū)動(dòng)能力校 核  . 13 動(dòng)速度校核  . 13 動(dòng)能力校核  . 13 3 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 15 輪設(shè)計(jì)的初始條件  . 15 鏈輪計(jì)算結(jié)果  . 15 史結(jié)果  . 16 4 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 18 蝸輪蝸桿基本參數(shù)設(shè)計(jì)  . 18 通蝸桿設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)  . 18 料及熱處理  . 19 桿蝸輪基本參數(shù)  . 20 蝸輪精度  . 21 度剛度校核結(jié)果和參數(shù)  . 22 然通風(fēng)散熱計(jì)算  . 22 桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  . 23 的強(qiáng)度較核計(jì)算  . 23 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  . 27 的校核  . 27 5 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算  . 28 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  6 安全性能  . 30 結(jié)論  . 31 參考文獻(xiàn)  . 33 致謝  . 32 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  緒論  課題研究的內(nèi)容和意義  用于石油、天然氣乃至民用上下水等管道在傳輸液、氣體過程中，因溫度、壓力不同及介質(zhì)與管道之間的物理化學(xué)作用，常常會(huì)高溫結(jié)焦，生成油垢、水垢，存留沉積物，腐蝕物等，使有效傳輸管徑減少，效率下降，物耗、能耗增加，工藝流程中斷，設(shè)備失效，發(fā)生安全事故。盡管通過添加化學(xué)劑，采用合理的工藝參數(shù)，進(jìn)行水質(zhì)處理措施可以在一定程度上改善這些情況，但要完全避免污垢的產(chǎn)生是不可 能的。我國的管道清洗行業(yè)長期以來 80%采用的是化學(xué)方法以及手工清洗和機(jī)械清洗方法，成本高、效率低、污染環(huán)境等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)日益增長的要求。探索和開發(fā)高效的清洗方法成為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的不可或缺的環(huán)節(jié)。  利用行星磨頭清洗是一種新的清洗方法。與化學(xué)清洗及手工、機(jī)械清洗相比，具有清洗質(zhì)量好、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到返舊還新的效果。作為一種清潔、高效、對(duì)環(huán)境無污染的清洗技術(shù)，具有可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。  內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r  目前在管道清洗過程中，清洗設(shè)備絕大部分是采用無動(dòng)力纜繩拖拉行走 方式來進(jìn)行清洗，無法根據(jù)管道的內(nèi)部情況進(jìn)行清洗參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整，管徑的適應(yīng)能力較差。為了解決這個(gè)問題，著眼于管道行走清洗機(jī)器人的研究開發(fā)，而在國內(nèi)這方面研究尚少。為了較好地解決管道 (束 )的清洗難題，開發(fā)和研制管道清洗機(jī)器人勢(shì)在必行。我們?cè)O(shè)計(jì)管道清洗機(jī)器人是把行星磨頭清洗技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)開發(fā)，因此它的深入研究也將推動(dòng)管道清洗技術(shù)的發(fā)展。  課題應(yīng)達(dá)到的要求  作為高壓水和化學(xué)清洗的有效補(bǔ)充手段，行走式管路清洗方法具有一定的獨(dú)特性：如成本低廉、安全性好、無任何環(huán)境污染、水電消耗非常小。尤 其是在化學(xué)清洗和高壓水清洗方法無法應(yīng)用或成本不允許的情況下 ,利用除垢機(jī)器人清洗能夠發(fā)揮獨(dú)特的作用 ,并取得良好的效果。  我們采用的是壓縮空氣噴洗機(jī)器人。除垢機(jī)器人的首要要解決的問題就是行走問題，怎樣使機(jī)器人在管道中行走是除垢機(jī)器人能否成功完成的重要環(huán)節(jié)之一。目前管內(nèi)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式有自驅(qū)動(dòng)  (自帶動(dòng)力源 )、利用流體推力、通過彈性桿外加推力三種方式。根據(jù)輸灰管道和回水管道內(nèi)的實(shí)際情況，管道除垢機(jī)器人宜采用  自驅(qū)動(dòng)方式。采用雙步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過諧波減速器將動(dòng)力傳遞給行走裝置。盡管自驅(qū)動(dòng)管內(nèi)機(jī)器人行走可以采用的輪式 、腳式爬行式、蠕動(dòng)式，履帶式等多種形式，但因管道內(nèi)有灰、灰垢和其他雜物，環(huán)境惡劣，附著能力差采用履帶式方式比較合適，可以增大行走機(jī)構(gòu)和管道內(nèi)表面的接觸面積，提高行走時(shí)機(jī)器人的附著能力  。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  1 概述  道清洗機(jī)器人常見問題分析  目前，我國燃煤電廠輸灰管道的除垢方法基本上可分為化學(xué)法和物理法。化學(xué)方法有加酸、爐煙  (阻垢劑、分散劑；物理方法有人工振擊法、管材法、三相流法、晶種過濾、電解、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、超聲波和高頻電磁場(chǎng)防垢，還有利用空穴效應(yīng)和氣蝕原理清垢的液氣壓清垢法等。經(jīng)實(shí)踐應(yīng) 用，上述方法均存在一定局限性，不能同時(shí)符合環(huán)保及技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性要求，多數(shù)不被電廠接受。目前常用的是化學(xué)清洗法和人工振擊法。  大多數(shù)的排灰管道都使用化學(xué)清洗，一般每隔 1 2 年需對(duì)沖灰管道進(jìn)行一次清垢  ，化學(xué)清洗法存在很多弊端。  酸洗除垢法大部分是采用鹽酸或硝酸加入適量的緩蝕劑配制而成的酸洗液。注入 (或打入 )管內(nèi)進(jìn)行除垢。酸洗液的效能是對(duì)水垢有溶解，剝離和疏松的作用，從而達(dá)到除垢的目的。  酸洗除垢法工藝比較復(fù)雜，需要專業(yè)人員進(jìn)行操作；酸洗液要根據(jù)水垢的性質(zhì)，厚度進(jìn)行配制，要求較為嚴(yán)格；酸洗法因?yàn)橛?酸，故對(duì)管道有一定的腐蝕副作用，因而鍋爐酸洗次數(shù)不能過多  少數(shù)電廠為了環(huán)保和節(jié)約資金，采用人工振擊法清理。當(dāng)管道內(nèi)的灰垢沉積到一定程度，嚴(yán)重影響電廠正常生產(chǎn)時(shí)，將灰垢集中處的管道切割，用鐵錘人工振擊管道，使灰垢和管道剝離  ，然后用吊車將管道吊起將灰垢傾倒出來。這種清理辦法雖然簡單，清理效果好，但需切割管道  ，容易使管道變形，且費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。  目前也有研究采用高壓水射流進(jìn)行清洗的清洗機(jī)器人。但是采用高壓水射流一方面會(huì)產(chǎn)生大量的廢水，很難處理。有不少管道經(jīng)過農(nóng)田，清洗產(chǎn)生的廢水不及時(shí)處理會(huì)對(duì)農(nóng)田造成很大 的污染。另一方面高壓水射流清洗成本較大，每清洗一段管道都要用去幾噸甚至十幾噸水。  垢機(jī)器人理念  作為高壓水和化學(xué)清洗的有效補(bǔ)充手段， 行走式 管路清洗方法具有一定的獨(dú)特性 ： 如成本低廉、安全性好、無任何環(huán)境污染、水電消耗非常小。尤其是在化學(xué)清洗和高壓水清洗方法無法應(yīng)用或成本不允許的情況下 ,利用除垢機(jī)器人 清洗能夠發(fā)揮獨(dú)特的作用 ,并取得良好的效果。  我們采用的是壓縮空氣噴洗機(jī)器人。除垢機(jī)器人的首要要解決的問題就是行走問題，怎樣使機(jī)器人在管道中行走是除垢機(jī)器人能否成功完成的重要環(huán)節(jié)之一。目前管內(nèi)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方 式有自驅(qū)動(dòng)  (自帶動(dòng)力源 )、利用流體推力、通過彈性桿外加推力三種方式。根據(jù)輸灰管道和回水管道內(nèi)的實(shí)際情況，管道除垢機(jī)器人宜采用  自驅(qū)動(dòng)方式。采用雙步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過諧波減速器將動(dòng)力傳遞給行走裝置。盡管自驅(qū)動(dòng)管內(nèi)機(jī)器人行走可以采用的輪式、腳式爬行式、蠕動(dòng)式，履帶式等多種形式，但因管道內(nèi)有灰、灰垢和其他雜物，環(huán)境惡劣，附著能力差采用履帶式方式比較合適，可以增大行走機(jī)構(gòu)和管道內(nèi)表面的接觸面積，提高行走時(shí)機(jī)器人的附著能力  。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  本設(shè)計(jì)任務(wù)  計(jì)題目 ：管道清洗機(jī)器人行走部件的設(shè)計(jì)  務(wù) ：        1. 設(shè)計(jì)、計(jì)算渦輪和鏈輪機(jī)構(gòu)；  2. 設(shè)計(jì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)造型；  3. 用計(jì)算機(jī)繪制裝配圖和主要零件圖；  4. 按指定格式和要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書  業(yè)設(shè)計(jì)的目的  畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程師基本訓(xùn)練的重要環(huán)節(jié)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)能達(dá)到以下目的。   1  鞏固   2  培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)；   3  熟悉進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟和常見問題，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般技巧。   4  學(xué)會(huì)查閱運(yùn)用技術(shù)資料 ；初步掌握對(duì)專業(yè)范圍內(nèi)的生產(chǎn)技術(shù)問題進(jìn)行研究的能力。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  2 管道射流清洗機(jī)器人  道射流清洗機(jī)器人的本體設(shè)計(jì)  管道清洗機(jī)器人應(yīng)用于管道直徑 350 600管道中工作，作業(yè)環(huán)境要求整個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)盡可能的小并且具備一定的牽引力，整個(gè)設(shè)計(jì)從選取移動(dòng)方式入手。  動(dòng)方式選擇  管道清洗機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用中的可靠性及實(shí)用性，必須依據(jù)管道內(nèi)作業(yè)特點(diǎn)來設(shè)計(jì)出穩(wěn)定運(yùn)行，滿足清洗性能要求的機(jī)器人。在進(jìn)行清洗時(shí)候，要求系統(tǒng)必須保證噴頭具備一定的對(duì)中性能，能適應(yīng)不同的管徑變化，對(duì)于在行進(jìn)過程中，管內(nèi)可能出現(xiàn)凸凹不平情況，機(jī)器人還應(yīng)具備一定的越障能力。如果機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或由于重心偏移而使得機(jī)器人的軸線與管道的中心線產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)角，載體可能卡在管道內(nèi)而無法取出，嚴(yán)重時(shí)不得不破壞管道取出機(jī)器人。對(duì)于大口徑的管道機(jī)器人，由于其自重較大，如果支撐臂不具備自動(dòng)定心性能，必定產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)角，其結(jié)果使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)阻力增大，出現(xiàn) “卡持 ”現(xiàn)象。為了提高作業(yè)的可靠性，設(shè)計(jì)中要求機(jī)器人應(yīng)具有可靠的管道適應(yīng)性和定心性。  在現(xiàn)有的管道機(jī)器人設(shè)計(jì)中，移動(dòng)型本體結(jié)構(gòu)， 主要有履帶式、支腿式、輪式結(jié)構(gòu)以及蛇行、蠕動(dòng)、變形運(yùn)動(dòng)等幾種形式。如壁面爬行、水下推動(dòng)等機(jī)構(gòu)。蛇行、蠕動(dòng)、變形運(yùn)動(dòng)多適合于光滑的管壁、地面或水下。履帶式著地面積大，對(duì)不平路面的適應(yīng)性強(qiáng)，但是是體積大，不易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，而且要保持履帶的張緊，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如圖所示 ;支腿式對(duì)粗糙表面性能較好、帶載能力強(qiáng)，但其控制系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)均復(fù)雜、移動(dòng)行走速度慢 ;輪式移動(dòng)方式速度快，轉(zhuǎn)彎容易，對(duì)中性好，尤其是徑向輻射輪式結(jié)構(gòu)，能夠保證機(jī)器人在運(yùn)行過程中，其中心軸線與管道軸線保持一致，缺點(diǎn)是著地面積相對(duì)較小，維持附著牽引力較困難。           動(dòng)方案的選擇  機(jī)器通常是由原電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)和工作機(jī)三部分所組成。  傳動(dòng)系統(tǒng)是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和  動(dòng)力進(jìn)行傳遞與分配的作用，可見，傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量與成本在整臺(tái)機(jī)器中占有很大比重。因此，在機(jī)器中傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，對(duì)整部機(jī)器的性能、成本以及整體尺寸的影響都是很大的。所以合理地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)計(jì)工作地一重要組成部分。  合理的傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能要求，其次是滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)方便、工藝性和經(jīng)濟(jì)性好等要求 。很顯然，要同時(shí)滿足這些要求肯定比較困難的，因此，要通過分析和比較多種傳動(dòng)方案，選擇其中最能滿足眾多要求的合理傳動(dòng)方案，作為最終確定的傳動(dòng)方案。  機(jī)器人常用的驅(qū)動(dòng)方式有 :液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)三種基本方式。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)主要有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。液壓與氣動(dòng)方式對(duì)環(huán)境要求較高，實(shí)現(xiàn)起來較復(fù)雜，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，較易實(shí)現(xiàn)密封與調(diào)速控制。故在本設(shè)計(jì)中選用步進(jìn)電機(jī)作為機(jī)器人本體的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力 ;減速器選用行星齒輪減速器。驅(qū)動(dòng)動(dòng)力從電機(jī)經(jīng)由減速器減速買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  后，在滿足管徑自適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，如何更好地將動(dòng)力傳遞到 主動(dòng)輪上，是選擇機(jī)器人傳動(dòng)方式過程中重點(diǎn)考慮的問題。結(jié)合徑向輻射管道射流清洗機(jī)器人的結(jié)構(gòu)布局方式的特點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中主要通過一套動(dòng)力變換裝置和同步鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。  1、動(dòng)力變換裝置的設(shè)計(jì)  在如圖所示的徑向輻射輪式移動(dòng)結(jié)構(gòu)中，當(dāng)預(yù)緊彈簧給于基本的預(yù)緊力后，剛  好使得位于最上側(cè)的輪處于與管壁相接觸的臨界狀態(tài)，也就是說上輪與管壁間的接觸壓力剛好為零，所以機(jī)器人整體的驅(qū)動(dòng)力絕大部分來自輪 1 和輪 3，而且機(jī)器人本體的重心位置位于管道的軸線下方 40右 (如圖所示 )，增強(qiáng)了機(jī)器人的穩(wěn)定性。下面兩輪所在支腿中心線與減速器 輸出軸線垂直，且兩支腿中心線的夾角為 120，故需要一動(dòng)力變換裝置來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的分流。     蝸桿傳動(dòng)是空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩軸線交錯(cuò)的夾角可為任意值，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時(shí)嚙合的次對(duì)又較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。在設(shè)計(jì)中蝸桿與兩蝸輪之間的軸線夾角為 90，兩蝸輪軸線之間的夾角為 120。如圖 2 圖 輪端面圖  2、同步鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)  由于設(shè)計(jì)的機(jī)器人具備在一定的管徑變化范圍內(nèi)行走的能力，在管徑發(fā)生 變化的時(shí)候，主動(dòng)輪與管道中心的距離也相應(yīng)發(fā)生改變，在現(xiàn)有的相關(guān)管道機(jī)器人傳動(dòng)方案中，更多的是采用全齒輪傳動(dòng)方式，即動(dòng)力經(jīng)變換后，通過增加惰輪的方式，將動(dòng)力傳遞到主動(dòng)輪，雖然該方案的傳動(dòng)效率較高，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力較差，可適應(yīng)管徑變化范圍較小，在本設(shè)計(jì)中，動(dòng)力經(jīng)蝸輪蝸桿裝置變換后，通過傳動(dòng)比為 1:1 的齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力傳遞到各支腿，因?yàn)榭臻g尺寸關(guān)系，在兩者之間增加一惰輪機(jī)構(gòu)，再應(yīng)用同步鏈將動(dòng)力傳送到主動(dòng)輪 1 和輪 3。同步帶輪軸 1 與支腿與安裝底座的連接軸同軸，故無論管徑如何變化，兩個(gè)同步鏈輪間的軸線距離 保持不變，只要支腿的長度足夠長，就可適應(yīng)足夠大的管徑變化范圍。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  道清洗機(jī)器人變管徑自適應(yīng)性方案設(shè)計(jì)  管道由于制作誤差、使用過程中局部結(jié)垢、局部壓力過大而產(chǎn)生變形以及內(nèi)表面雜物的存在，清洗機(jī)器人在碰到變形部位及雜物時(shí)，由于阻力而使支撐臂收縮，同時(shí)在驅(qū)動(dòng)力的作用下通過變形部位，當(dāng)再次達(dá)到管道正常段時(shí)，支撐臂能夠在彈簧的作用下像傘一樣張開，使機(jī)器人重新恢復(fù)原來的平穩(wěn)狀態(tài)。這個(gè)過程就是機(jī)器人的自適應(yīng)過程。有了自適應(yīng)性，機(jī)器人就能穿過一個(gè)個(gè)變形部位，以達(dá)到對(duì)管道進(jìn)行有效清洗的目的，在本設(shè)計(jì)中，對(duì)于自適應(yīng)性 的設(shè)計(jì)主要包括兩方式 :各支腿單獨(dú)調(diào)整和支腿整體調(diào)整。        1、支腿單獨(dú)調(diào)整方式  各支腿的單獨(dú)調(diào)整方式。當(dāng)機(jī)器人在行進(jìn)過程中，其中的一個(gè)或多個(gè)支腿遇到障礙物(包括突起和凹陷 )時(shí)，利用支腿內(nèi)部的調(diào)整彈簧來改變支腿的長度使得支腿與管壁處于理想的接觸狀態(tài)，以滿足穩(wěn)定作業(yè)要求。同時(shí)調(diào)整彈簧也能起到一定的緩沖減震作用。該裝置主要是針對(duì)相同管徑或管徑變化范圍不是很大的情況下，當(dāng)管徑變化范圍較大時(shí)，則應(yīng)使用支腿的整體調(diào)整方式。  2、支腿整體調(diào)整方式  目前管道機(jī)器人在適應(yīng)不同管徑的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)常用的有 :蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)方 式 ,升降機(jī)調(diào)節(jié)方式、滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式和彈簧壓緊調(diào)節(jié)方式。比較研究了各種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)本課題的工程實(shí)際需要，并根據(jù)前后支腿的特性要求，在前支腿 (即從動(dòng)輪支腿 )選用彈簧壓緊調(diào)節(jié)方式，后支腿 (即主動(dòng)輪支腿 )選用滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式。這兩種調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能保證機(jī)器人具有充裕并且穩(wěn)定的牽引力，并且管徑變化范圍比較大，下面綜合分析該兩種調(diào)節(jié)方式。     （ 1）滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式自適應(yīng)方案。其具體設(shè)計(jì)如圖 2示是滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式示意圖，其工作原理是 :安裝在軸套和絲杠螺母之間的壓力傳感器間接檢測(cè)驅(qū)動(dòng) 車輪和管道內(nèi)壁之間的壓力 實(shí)時(shí)將壓力值回饋回監(jiān)控裝置，當(dāng)壓力 值小于所允許的最小壓力值 ，連桿 一端和車輪軸鉸接在一起，另一端鉸接在固定支點(diǎn) A，推桿 連桿 接在 B 點(diǎn)，另一端鉸接在軸套上 C 點(diǎn)，軸套在圓周方向相對(duì)固定，因此滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)將帶動(dòng)絲杠螺母沿軸線方向在滾珠絲杠上來回滑動(dòng)，從而帶動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)連桿 支點(diǎn) A 轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輪撐開或者緊縮以達(dá)到適應(yīng)不同的管徑的目的。保證管道機(jī)器人以穩(wěn)定的壓緊力撐緊在管道內(nèi)壁上，使機(jī)器人具有充足且穩(wěn)定的牽引力。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  圖 珠絲杠螺母副調(diào)節(jié) 方式  下面分析滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式的力學(xué)特性，如圖所示，以固定支點(diǎn) A 為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，建立如圖所示的坐標(biāo)系 為連桿 長度，幾是推桿 長度，烏是支點(diǎn)D 到固定支點(diǎn) A 之間的距離， “是推桿 水平方向之間的夾角，尹是連桿 水平方向之間的夾角，凡為管道內(nèi)壁作用在車輪上的壓力即封閉力，藝 F 是滾珠絲杠螺母作用在推桿上的軸向推力， T 是作用在滾珠絲桿軸上的有效扭矩。 電機(jī)軸的輸出扭矩。  在坐標(biāo)系 ，由幾何關(guān)系可得 : L2 = L1                       （  2 + 對(duì)上式兩邊分別取微分可得 :  L1 L2 =(化簡上式得 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  +）  由虛功原理得 : 31i y =0                         （  將式代入上式并化簡得 : F = 31 31 )（  所采用的滾珠絲杠螺母副的導(dǎo)程記為 P ,  為滾珠絲杠和絲杠螺母之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，則絲杠螺母的位移為 :              S= 2 對(duì)上式等號(hào)兩邊分別取微分得 : s=2考慮滾珠絲杠螺母副，由虛位移原理可得 : 0 TF s(式中， 為滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率。  合并整合上兩式得 : T= 31 31 )t t 2 （  此式即為滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式的力學(xué)特性。  （ 2）彈簧壓緊調(diào)節(jié)方式  如圖所示的是從動(dòng)輪的彈簧壓緊調(diào)節(jié)方式示意圖，其工作原理與滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式原理類似，只是在張緊力調(diào)整方面采用被動(dòng)調(diào)整方式。當(dāng)管徑發(fā)生變化時(shí)，作用在從動(dòng)輪上的壓力變化，使得壓緊彈簧產(chǎn)生伸縮，而帶動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)連桿 支點(diǎn)A 轉(zhuǎn)動(dòng)，使車輪撐開或者緊縮以達(dá)到適應(yīng)不同的管徑的目的。與滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式的主要區(qū)別就在于在壓緊力的調(diào)節(jié)方面由調(diào)整電機(jī)的的主動(dòng)調(diào)整變?yōu)閴壕o彈簧的被動(dòng)調(diào)整。故在彈簧壓緊調(diào)節(jié)方式的力學(xué)特性 如下 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  圖 簧壓緊調(diào)節(jié)方式  選取其中的一個(gè)支承臂作為研究對(duì)象，其受力分析如圖所示，由前述滾珠絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式的分析可知，彈簧壓緊調(diào)節(jié)方式的力學(xué)平衡方程為 : 0f                       (式中， f彈簧的壓緊力， N。  整理得 :  f=1 ）（ (彈簧壓緊力可表示為 : f=k ）（210  f 為彈簧的初始長度 ( k 為彈簧的彈性系數(shù)（ N/從上邊的式子可以看出，彈簧壓緊力 f 只是位移函數(shù)，因此該機(jī)構(gòu)具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，在一定的管徑變化范圍?nèi)，封閉力之和 N 變化不大。由此可見該機(jī)構(gòu)具有常封閉特性，這樣便增加了載體的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)由于彈簧壓緊力 f 的回饋?zhàn)饔每墒箼C(jī)構(gòu)具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)的功能。  力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算  道機(jī)器人行駛阻力分析  在計(jì)算前，我們先設(shè)定我們 所設(shè)計(jì)的機(jī)器人的行進(jìn)速度是  機(jī)器人在管道內(nèi)進(jìn)行清洗作業(yè)時(shí)，必須克服來自管道內(nèi)表面的滾動(dòng)摩擦阻力 式中， f 是滾動(dòng)摩擦因數(shù)，即輪子在一定條件下滾動(dòng)所需要的推力。  機(jī)器人輪子負(fù)荷之和。也就是：  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  GR )60         0 60  Ff=f GR )60         0            (式中 機(jī)器人管內(nèi)作業(yè)姿態(tài)角，  器人本體重量，  當(dāng)姿態(tài)角分別為 60或者 候，系統(tǒng)的阻力最大。  預(yù)設(shè) 為 器人重量為 10于輪子手的是彈簧調(diào)節(jié)，則彈簧對(duì)輪子又很大的壓力， 由于我們采用的是型芯磨頭切削，對(duì)車身的穩(wěn)定性要求較其他更為嚴(yán)格，假設(shè)彈簧對(duì)輪子的壓力是 F =10 90N。   總阻力 F = F =49 45N.                      根據(jù)實(shí)際情況，我們?cè)O(shè)計(jì)主動(dòng)輪半 徑 r=50阻力矩為：  =24                     已經(jīng)設(shè)過機(jī)器人行進(jìn)速度為 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速應(yīng)該是 : v 1 . 8n 5 . 7 32 r 2 3 . 1 4 0 . 0 5W r/           電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為 1500r/統(tǒng)傳動(dòng)比為   5 0 0i 2 6 2n 5 . 7 3S 電機(jī)提供的驅(qū)動(dòng)力矩為：   . 2 5 0 . 1 5i 2 6 2 0 . 3 2 1 . 5 Nm  . 1 5 1 5 0 0 239 5 5 0 9 5 5 0 W 考慮到機(jī)器人在管道內(nèi)行進(jìn)出現(xiàn)的在和突變情況，取安全系數(shù)為 2，則電機(jī)的功率為 46W,電機(jī)選用 。如下表。  得：轉(zhuǎn)速為 1500r/定功率為 60W 額定電流為 率為 56% 功率因數(shù)為 定轉(zhuǎn)矩為 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  表 2列電機(jī)技術(shù)參數(shù)  型號(hào)  額定功率W  額定電流  A  額定電壓  V  額定頻率  同步轉(zhuǎn)速    效率  （ %）  功率因數(shù)  6 380220  或  380 50 3000 46 0 500 28 5 000 52 6 500 32 0 000 55 5 500 42 0 000 60 0 500 50 0 000 62 0 500 56 20 000 67 0 500 58 80 000 69 20 500 60 50 000 72 80 500 64 70 000 50 500 67 80 000 59 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  表 2列電機(jī)技術(shù)參數(shù)  續(xù)  額定頻率  同步轉(zhuǎn)速      效率  （ %）  功率因數(shù)  額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定電流堵轉(zhuǎn)電流額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩聲功率極  ）（ 000 46 5 1500 28 0 3000 52 5 1500 32 0 3000 55 5 1500 42 0 3000 60 0 1500 50 0 3000 62 0 1500 56 0 3000 67 0 1500 58 5 3000 69 0 1500 60 5 3000 72 0 1500 64 5 3000 5 1500 67 5 1000 59 0 速器的選擇  在選擇了電機(jī)型號(hào)之后，需要選擇與之相應(yīng)的減速器。在確定了減速器的類型后，  減速器的選擇關(guān)鍵在減速比的選擇。  1、考慮驅(qū)動(dòng)能力時(shí)減速比的計(jì)算  根據(jù)電機(jī)的相關(guān)資料，可知電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩為 m，為滿足機(jī)器人能正常行駛，  則整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)減速增扭后，驅(qū)動(dòng)力矩應(yīng)大于等于機(jī)器人所  受到的總的阻力矩，即應(yīng)保證傳動(dòng)系統(tǒng)的 傳動(dòng)比 m i  . 5i 5 . 0 62 . 4 2 根據(jù)電機(jī)相關(guān)資料，可知電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為500r/傳動(dòng)系統(tǒng)的最大傳動(dòng)比dm a 500i 2 6 1 . 7 5n 5 . 7 3 基于上述傳動(dòng)比，我們可以確定傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）  通過答辯  s i i(傳動(dòng)比里面蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 :用 20 則減速器的出動(dòng)比 m a xm i n rw d w ii i i i                          (我們選用2 根據(jù)小功率計(jì)算機(jī)書上說明，選用 星減速器。其參數(shù)如截圖所示：  圖 2減速器參數(shù)表  器人的速度和驅(qū)動(dòng)能力校核   確定電機(jī)和減速器后，我們必須進(jìn)行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和驅(qū)動(dòng)能力的校核，以確保機(jī)器人有足夠驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，能滿足機(jī)器人的最高行走速度要求。 &nb