爬墻機(jī)器人氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)及控制硬件設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙+答辯畢業(yè)論文】

買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 目錄 1 緒論 . 1 . 1 . 1 . 2 的發(fā)展趨勢(shì) . 3 . 3 . 4 2 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 5 構(gòu)設(shè)計(jì) . 5 作原理 . 6 3 爬壁機(jī)器人的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 7 壓控制回路設(shè)計(jì) . 7 擇執(zhí)行元件 . 8 空發(fā)生器、過(guò)濾器、吸盤(pán)的選擇 . 8 . 9 . 9 . 9 擇減壓閥 . 9 . 10 定管道直徑、驗(yàn)算壓力損失 . 10 定管徑 . 10 算壓力損失 . 11 擇空壓機(jī) . 16 由空氣量的計(jì)算 . 16 缸的理論用氣量 . 16 擇空壓機(jī) . 17 4 單片機(jī)控制設(shè)計(jì) . 18 . 18 片機(jī)的接線 . 19 5 無(wú)線遙控電路設(shè)計(jì) . 20 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 . 20 . 20 . 20 . 21 收電路 . 23 6 軟件設(shè)計(jì) . 25 參考文獻(xiàn) . 31 致謝 . 32 1 緒論 言 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人已越來(lái)越多地進(jìn)入我們的生活領(lǐng)域，以機(jī)器人代替人類(lèi)從事各種單調(diào)、重復(fù)、繁重、危險(xiǎn)以及有毒有害的工作是社會(huì)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)?，F(xiàn)代機(jī)器人一般分為兩大類(lèi) ：一類(lèi)是工業(yè)機(jī)器人，主要指裝配、搬運(yùn)、焊接、噴漆等機(jī)器人。另一類(lèi)是極限工作機(jī)器人，主要指在人難以到達(dá)的惡劣環(huán)境下代替人工作業(yè)的機(jī)器人。如：海底資源的勘測(cè)開(kāi)發(fā)、空間人造衛(wèi)星的收發(fā)、戰(zhàn)場(chǎng)上的偵察和排險(xiǎn)、核放射場(chǎng)所的維護(hù)、高層建筑的壁面清洗、滅火救助等。作為極限作業(yè)機(jī)器人重要開(kāi)發(fā)項(xiàng)目之一的壁面爬行機(jī)器人近些年來(lái)得到了蓬勃的發(fā)展，受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視，目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了相當(dāng)數(shù)量的爬壁機(jī)器人投入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。主要應(yīng)用如下： (1)核工業(yè)：對(duì)核廢液儲(chǔ)罐進(jìn)行視覺(jué)檢查、測(cè)厚及焊縫探傷等； (2)石化企業(yè)：對(duì)立式金屬罐或球 形罐的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查或噴砂除銹、噴漆防腐； (3)建筑行業(yè)：噴涂巨型墻面、安裝瓷磚、壁面清洗、擦玻璃等； (4)消防部門(mén)：用于傳遞救援物資，進(jìn)行救援工作； (5)造船業(yè)：用于噴涂船體的內(nèi)外壁等。 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 外爬壁機(jī)器人研究現(xiàn)狀 1966 年日本大阪府立大學(xué)工學(xué)部的西亮教授成功研制出第一個(gè)垂直壁面移動(dòng)機(jī)器人樣機(jī)，該機(jī)器人利用電風(fēng)扇進(jìn)氣側(cè)的低壓作用作為吸附力，使機(jī)器人貼附在垂直壁面上。 1975 年他又采用單吸盤(pán)結(jié)構(gòu)制作出以實(shí)用化為目標(biāo)的第二代爬壁機(jī)器人樣機(jī)。 1997 年俄羅斯莫斯科機(jī)械力 學(xué)研究所研制出的用于大型 壁面和窗戶清洗作業(yè)的爬壁機(jī)器人也采用單吸盤(pán)結(jié)構(gòu)。，該機(jī)器人利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生真空負(fù)壓來(lái)提供吸附力，吸盤(pán)腹部裝有 4 個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，機(jī)器人可在壁面全方位移動(dòng)。 美國(guó)西雅圖的 其兩條履帶上各裝有數(shù)個(gè)小吸附室，隨著履帶的移動(dòng)，吸附室連續(xù)的形成真空腔而使得履帶貼緊壁面行走。 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 日本光榮公司研制了一種多吸盤(pán)爬壁機(jī)器人，該機(jī)器人裝有兩組真空吸盤(pán)。機(jī)器人本體上自帶兩個(gè)真空泵、電池、控制系統(tǒng)和無(wú)線通訊 系統(tǒng)。機(jī)器人一次充電可以工作約 30 分鐘，工作范圍為距遙控天線 10 米以?xún)?nèi)，最大行走速度為 30cm/于高大建筑物墻壁的檢查工作。 20 世紀(jì) 90 年代初，英國(guó)樸茨茅斯工藝學(xué)校研制了一種多足行走式的爬壁機(jī)器人。采用模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)器人由兩個(gè)相似的模塊組成，每個(gè)模塊包括兩個(gè)機(jī)械腿和腿部控制器?？筛鶕?jù)任務(wù)需要來(lái)安裝不同數(shù)量的腿，可重構(gòu)能力強(qiáng)。機(jī)械腿采用仿生學(xué)結(jié)構(gòu)，模擬大型動(dòng)物臂部肌肉的功能，為兩節(jié)式，包括上下兩個(gè)桿 3 個(gè)雙作用氣缸，具有三個(gè)自由度。穩(wěn)定性好，承載能力大，利于機(jī)器人的輕量化，并能跨越較大的障礙物 。除腿部端各有一真空吸盤(pán)外，機(jī)器人腹部設(shè)有吸盤(pán)，使機(jī)器人具有較大的負(fù)載質(zhì)量比，可達(dá) 2： 1. 日本宮崎大學(xué)的 授研制出一種具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片的“飛行機(jī)器人”，利用兩個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的指向壁面的推力，使機(jī)器人與壁面間產(chǎn)生足夠的摩擦力，而使機(jī)器人能夠附著在壁面上。機(jī)器人裝有兩個(gè) 56內(nèi)燃機(jī)，速度為 s，質(zhì)量為 20用于火災(zāi)等危險(xiǎn)作業(yè)。 美國(guó)密歇根州立大學(xué)研制了兩種雙足結(jié)構(gòu)的小型爬壁機(jī)器人，均采用真空吸附方式。機(jī)器人由一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)和 4 個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)組成運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，共 5 個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)。采用模糊控制 方式，機(jī)器人外形尺寸為高 80 50量為 450g。機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃采用了一種有限狀態(tài)機(jī)制來(lái)描述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并以此為基礎(chǔ)建立了機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃。機(jī)器人樣機(jī)均采用欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，減少了機(jī)器人的質(zhì)量和能耗。機(jī)器人可以在墻壁、天花板上爬行，以及在兩個(gè)表面之間過(guò)渡爬行，也可爬越管道一類(lèi)的障礙物。 1990 年以來(lái)，西班牙馬德里 學(xué)工業(yè)自動(dòng)化研究所研制出一種 6 足式爬壁機(jī)器人。該機(jī)器人為磁吸附式，具有較大的靜載荷，目的是為了工業(yè)上的應(yīng)用。 美國(guó) 制的采用 4 個(gè)“腿輪”上的爬壁機(jī)器人樣機(jī)，與前兩種機(jī)器人相似，該機(jī)器人依靠 4 個(gè)“腿輪”上的仿生粘性材料來(lái)吸附，該機(jī)器人質(zhì)量?jī)H有 87g。 內(nèi)爬壁機(jī)器人研究現(xiàn)狀 自 1988 年以來(lái)，在國(guó)家“ 863”高技術(shù)計(jì)劃的支持下，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所先后研制成功了采用磁吸附和真空吸附兩個(gè)系列的 5 種型號(hào)壁面爬壁機(jī)器人。1994 年開(kāi)發(fā)的用于高樓壁面清洗作業(yè)的爬壁機(jī)器人 用全方位移動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)器人在原地就可以任意改變運(yùn)動(dòng)方向。之后開(kāi)發(fā)的 ，采用兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 同軸雙輪差速機(jī)構(gòu)，通過(guò)對(duì)兩 輪速度的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的全方位移動(dòng)，機(jī)器人本體和地面控制站之間采用電力線載波通訊方式。上述 3 款爬壁機(jī)器人均采用單吸盤(pán)結(jié)構(gòu)，彈簧氣囊密封，保證了機(jī)器人具有較高爬行速度和可靠的附著能力。 1995年研制成功的金屬管防腐用磁吸附爬壁機(jī)器人，采用永磁吸附結(jié)構(gòu)，靠?jī)蓷l履帶的正反轉(zhuǎn)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。該機(jī)器人可為石化企業(yè)金屬儲(chǔ)蓄罐的外壁進(jìn)行噴漆、噴砂，以及攜帶自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)罐壁涂層厚度進(jìn)行檢測(cè)。 1997 年研制的水冷壁清洗、檢測(cè)爬壁機(jī)器人，呈圓弧形永磁吸附塊與罐壁圓弧相吻合，提高了吸附力，也提高了作業(yè)的效率。 上海大 學(xué)也較早開(kāi)展高樓壁面清洗作業(yè)機(jī)器人的研究，先后研制出垂直壁面爬壁機(jī)器人和球形爬壁機(jī)器人。該球形壁面爬壁機(jī)器人采用多棋盤(pán)、負(fù)壓吸附、 6 足獨(dú)立驅(qū)動(dòng)腿足行走方式，可用于不同曲率半徑的球形外壁面。 近年來(lái)，上海交通大學(xué)也展開(kāi)了爬壁機(jī)器人的研究。設(shè)計(jì)了一種自身無(wú)行走機(jī)構(gòu)而依靠壁面牽引實(shí)現(xiàn)機(jī)器人移動(dòng)的壁面清洗機(jī)器人樣機(jī)。機(jī)器人腹部的兩個(gè)吸盤(pán)交替抬起和吸附可實(shí)現(xiàn)跨越水平窗框障礙運(yùn)動(dòng)。 壁機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì) 驅(qū)動(dòng)、傳感、控制等硬軟件技術(shù)的發(fā)展極大推動(dòng)了爬壁機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用的需求也對(duì)爬壁機(jī)器人的發(fā) 展提出了挑戰(zhàn)，爬壁機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)歸結(jié)起來(lái)主要有以下幾方面： （ 1）新型吸附技術(shù)的發(fā)展。吸附技術(shù)一直是爬墻機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)瓶頸。它決定了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。 （ 2）爬壁機(jī)器人的任務(wù)由單一化向多功能化方向發(fā)展。過(guò)去所研制的爬壁機(jī)器人大多用于清洗、噴涂、檢測(cè)等作業(yè)，作業(yè)任務(wù)往往只局限于單一的任務(wù)。 （ 3）小型化、微型化是當(dāng)前爬壁機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)。在滿足功能要求的前提下，體積小、質(zhì)量輕的機(jī)器人可較小能耗，具有較高靈活性，并且在某些特殊場(chǎng)合也需要機(jī)器人具有較小的體積。 （ 4）由帶纜作業(yè)向無(wú)纜化 方向發(fā)展。由于爬壁機(jī)器人的作業(yè)空間一般都較大，帶纜作業(yè)極大限制了機(jī)器人的作業(yè)空間。所以，無(wú)纜化成為現(xiàn)在和未來(lái)爬壁機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)。 題的目的及意義 爬壁機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它把地面移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)與吸附買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 技術(shù)結(jié)合起來(lái)，其主要作用是在壁面或頂部進(jìn)行移動(dòng)作業(yè)。 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市中的高層建筑越來(lái)越多，許多高層建筑都以玻璃墻或其它幕墻為裝飾，因此帶來(lái)了建筑物幕墻的清洗問(wèn)題。對(duì)于高層建筑物的幕墻清洗，特別是復(fù)雜幕墻的清洗，最好的解決方法就是用可在幕墻壁面自由爬行的移動(dòng)機(jī)器人。目前已經(jīng)有很 多機(jī)構(gòu)、研究所等設(shè)計(jì)并制造出一些可以代替人工完成高層建筑清洗任務(wù)的玻璃擦拭機(jī)等，推動(dòng)了清洗事業(yè)的發(fā)展，帶來(lái)了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)效益。此外，爬壁機(jī)器人還用于核工業(yè)對(duì)核廢液儲(chǔ)罐進(jìn)行視覺(jué)檢查、測(cè)厚及焊縫探傷等；化工工業(yè)中圓柱形大罐或球形罐的內(nèi)外壁面進(jìn)行檢查或噴沙除銹的應(yīng)用；建筑行業(yè)噴涂巨型墻面、壁面清洗、擦玻璃等；消防部門(mén)用于傳遞救援物資，進(jìn)行救援工作；造船業(yè)用于噴涂船體的內(nèi)外壁等等。因此爬壁機(jī)器人研究的具有產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益好社會(huì)效益的前景。 題內(nèi)容及工作思路 設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單爬壁機(jī)器人的氣動(dòng)回路及相應(yīng)的控制 硬件。 先設(shè)計(jì)機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)，根據(jù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)氣動(dòng)回路，然后進(jìn)一步選擇執(zhí)行元件及控制元件，再根據(jù)機(jī)器人的動(dòng)作原理選擇單片機(jī)，設(shè)計(jì)無(wú)線控制電路，并編寫(xiě)初始化程序及動(dòng)作程序。 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 2 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 爬墻機(jī)器人在諸如核工業(yè)、建筑業(yè)、造船業(yè)等需要在高空作業(yè)的特殊場(chǎng)合有著廣泛的用途。對(duì)于爬墻機(jī)器人而言完成可靠的吸附和平穩(wěn)的移動(dòng)是它的最基本也是最主要的功能。目前應(yīng)用于實(shí)際的或文獻(xiàn)報(bào)道的爬墻機(jī)器人的步行機(jī)構(gòu)通常采用基于仿生原理的六足或四足等多足步行機(jī)構(gòu)。本機(jī)器人 根據(jù)實(shí)際情況采用八足步進(jìn)機(jī)構(gòu)。 本文設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人應(yīng)用真空吸盤(pán)的吸附原理，采用腳步式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由氣缸驅(qū)動(dòng)機(jī)器人腳步的交替移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)在垂直表面的自由移動(dòng)。該機(jī)器人機(jī)身采用有機(jī)玻璃制造，重量輕、易加工?？刂葡到y(tǒng)采用單片機(jī)控制，在手動(dòng)控制的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無(wú)線遙控。 構(gòu)設(shè)計(jì) 本機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由橫縱兩個(gè)垂直機(jī)構(gòu)組成。橫向結(jié)構(gòu)分析機(jī)器人結(jié)構(gòu)具有的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有橫縱兩個(gè)垂直機(jī)構(gòu)組成。橫向結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)向左、向右的動(dòng)作，縱向結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)向上、向下的動(dòng)作。 具體結(jié)構(gòu)為：在一塊有機(jī)玻璃面板的上表面縱向 安裝一個(gè)單出驅(qū)動(dòng)氣缸 E，下表面橫向安裝單出驅(qū)動(dòng)氣缸 F，這樣活塞桿可以自由移動(dòng)，然后在縱向氣缸的前后兩端面分別安裝一塊與缸身垂直的面板，并在其上安裝氣缸 A、 B 及真空發(fā)生器，真空吸盤(pán) 別安裝在端面氣缸 A、 B 的活塞桿上，橫向結(jié)構(gòu)的安裝形式與縱向機(jī)構(gòu)一致。 主要運(yùn)動(dòng)元件是： 6 個(gè)雙作用單出桿氣缸（ AF）和 8 個(gè)真空吸盤(pán)（ 8）。利用壓縮空氣作為動(dòng)力源，采用單片機(jī)和電磁閥來(lái)控制和切換氣源，控制雙作用單出桿氣缸和真空發(fā)生器工作。 機(jī)器人的本體重量為 25圖如圖 2示 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 圖 2器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 作原理 本機(jī)器人通過(guò)橫向和縱向兩組吸盤(pán)的交替吸附墻面而完成機(jī)器人的上升、下降、向左、向右及停止 5 個(gè)基本動(dòng)作。 主要的動(dòng)作原理是：以向上運(yùn)動(dòng)為例，假設(shè)機(jī)器人處于初始狀態(tài)，即氣缸 E、 面驅(qū)動(dòng)氣缸 A、 B、 C、 D 伸出，讓吸盤(pán)吸附在墻面，然后真空發(fā)生器工作，提供真空，這樣整個(gè)機(jī)器人便可以通過(guò)真空在墻面上。 接下來(lái)的動(dòng)作如下： （ 1）釋放吸盤(pán) 真空，并且縮回氣缸 A，使吸盤(pán) 離墻面； （ 2）通過(guò)吸盤(pán) 8 的固定作用，切換縱向氣缸 E 的氣 路，使其活塞桿帶動(dòng)氣缸 A 向前移動(dòng)一定的距離； （ 3）氣缸 A 伸出，讓吸盤(pán) 觸墻面，并提供真空； （ 4）通過(guò)吸盤(pán) 固定作用后，釋放 8 的真空，縮回氣缸 B、 C、 D，使吸盤(pán) 8 脫離墻面； （ 5）切換縱向氣缸 E 的回路，使其帶動(dòng)缸身 B、 C、 D 向前移動(dòng)一定的距離； （ 6）伸出氣缸 B、 C、 D，并向吸盤(pán) 8 提供真空，使其吸附墻面。 從上面的動(dòng)作序列可以看出，動(dòng)作的結(jié)果是驅(qū)動(dòng)整個(gè)機(jī)器人的軀體整體向前移動(dòng)了一步。向下、向左、向右的動(dòng)作具有相同的動(dòng)作原理。通過(guò)幾個(gè)基本動(dòng)作的組合，機(jī)器人便 可以向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 3 爬壁機(jī)器人的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 壓控制回路設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)氣動(dòng)回路如圖 3示 圖 3動(dòng)回路 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 擇執(zhí)行元件 根據(jù)機(jī)器人的動(dòng)作原理，主氣缸 E、 F 及副氣缸 A、 B、 C、 D 采用雙作用單活塞桿氣缸。 1） 主要參數(shù)尺寸 氣缸內(nèi)徑 D 主氣缸 其內(nèi)徑由下式計(jì)算，即 4 式中，工作推力 F=400N， p= v s 時(shí)， ，則 1 54 4 0 0 0 . 0 3 73 . 1 4 4 1 0 0 . 8 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取標(biāo)準(zhǔn)缸徑 1D =40程 S=600氣缸 由于推力較小，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，采用 2D =12小型氣缸，行程 S=100上，取主氣缸為 40 600 型氣缸，副氣缸為 100 型氣缸。 2) 耗氣量計(jì)算 主氣缸：已知缸徑 1D =40程 1S =600程需時(shí)間 1t =711 54 4 0 0 0 . 0 3 73 . 1 4 4 1 0 0 . 8 副氣缸：已知 2D =122S =1002t =1s 2 6 322223 . 1 4 0 . 10 . 0 1 2 1 1 . 3 1 0 /4 4 1SD m 空發(fā)生器、過(guò)濾器、吸盤(pán)的選擇 根據(jù)機(jī)器人在最大負(fù)載時(shí)時(shí)的重量為 40用 真空吸盤(pán)，該吸盤(pán)在真空度為 的理論吸力為 397N，機(jī)器人行走時(shí)最少有兩個(gè)吸盤(pán)工作，該吸盤(pán)可以達(dá)到工作要求。 真空發(fā)生器選用 ，該真空發(fā)生器的最高真空度為 氣量為 40L/ 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 真空過(guò)濾器用于過(guò)濾空 氣中和吸附表面的雜質(zhì)，以保證真空發(fā)生器正常工作，選用 。 擇控制元件 擇類(lèi)型 根據(jù)系統(tǒng)對(duì)控制元件工作壓力及流量的要求，按照氣動(dòng)回路原 圖的要求初選各控制閥如下： 主缸換向閥： 徑待定。 副缸換向閥： 徑待定。 真空發(fā)生閥： 徑待定。 擇主控閥 主缸換向閥的選擇： 因主缸壓力要求 0 ，流量 331 0 . 1 0 7 1 0 /Q m s，查機(jī)械設(shè) 選主缸換向閥的通徑為 3，額定流量為 330 . 1 9 4 4 1 0 / 。又主缸進(jìn)氣口的通徑為 8， 故選其型號(hào)為 副缸換向閥的選擇： 因副缸壓力要求 0 ，流量 632 1 1 . 3 1 0 /Q m s ，及副缸進(jìn)氣，口的通徑為 3， 故選其型號(hào) 為 節(jié)流閥的選擇： 考慮到節(jié)流閥與主缸換向閥相連，故選其型號(hào)為 真空發(fā)生閥的選擇： 真空發(fā)生器的要求為 0 ，流量 4 0 / m i ， 選真空發(fā)生閥的通徑為 6，又真空發(fā)生器的進(jìn)氣口通徑為 8，故選其型號(hào)為 擇減壓閥 根據(jù) 系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)所要求的工作壓力及流量，考慮到最大用氣量是在機(jī)器人停止時(shí)四個(gè)真空發(fā)生器和四個(gè)副缸同時(shí)工作，即按它們總的流量來(lái)選擇減壓閥。由供氣壓為 0 量為 擇減壓閥，型號(hào)為 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 擇氣動(dòng)輔件 輔件的選擇要與減壓閥相適應(yīng)。 分水濾氣器： 霧器： 聲器：與真空發(fā)生器排氣口相接，選用 定管道直徑、驗(yàn)算壓力損失 定管徑 管路示意圖如圖 3 圖 3按照各管徑與氣動(dòng)元件相一致的原則，初定各管徑。根據(jù)副缸進(jìn)氣口通徑確定的管徑為 3真空發(fā)生器的通徑確定 的管徑為 8總氣源 的管徑，考慮同時(shí)為4 個(gè)副 缸供 氣及真 空發(fā)生 器供 氣，由 流量為 它們 流量之 和的關(guān)系2 2 212444 4 4Q d v d v d v ，可導(dǎo)出：2 2 2 2124 4 4 3 4 8 1 7 . 1d d d m m 。取標(biāo)準(zhǔn)管徑為 20 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 算壓力損失 如圖所示，驗(yàn)算供氣管 沿程壓力損失 1) 由式 （ 2式中 沿程壓力損失 d 管內(nèi)徑， l 管長(zhǎng)， v 管中流速， 6324 1 1 . 3 1 0 4 0 . 6 7 1 0 8 . 6 8 /0 . 0 24Qv m 沿程阻力系數(shù)，由雷諾數(shù) 管壁相對(duì)粗糙度d 確定 工作溫度為 0 40根據(jù)溫度 30查表得運(yùn)動(dòng)粘度 52 /1 . 6 6 1 0 358 . 6 8 0 . 0 2 1 0 . 4 5 1 01 . 6 6 1 0e 0 . 0 4 0 . 0 0 220d 根據(jù) d 查表得 =度 30壓力 值可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)式（ 32 7 3 0 . 4 0 . 1 0 1 3. 9 . 8 1 1 . 2 9 3 5 6 . 5 /2 7 3 3 0 0 . 1 0 1 3g N m 22l 2 230 . 4 8 . 6 80 . 0 2 6 5 5 6 . 5 1 1 5 / 0 . 1 1 5 1 00 . 0 2 2 9 . 8 1 N m M p a 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 2) 的沿程壓力損失 311210 . 6 7 1 0 1 3 . 3 4 /0 . 0 0 84Qv m 3111 51 3 . 3 4 0 . 0 0 8 6 . 4 3 1 01 . 6 6 1 0e 由10 . 0 4 0 . 0 0 58d 和 1查表得 1 211111 22 231 . 2 5 1 3 . 3 40 . 0 2 9 5 6 . 5 2 3 2 2 / 2 . 3 2 2 1 00 . 0 0 8 2 9 . 8 1 N m M p a 3) 的沿程壓力損失 322220 . 6 7 1 0 1 3 . 3 4 /0 . 0 0 84Qv m 3222 51 3 . 3 4 0 . 0 0 8 6 . 4 3 1 01 . 6 6 1 0e 由20 . 0 4 0 . 0 0 58d 和 2查表得 2 22222222 231 . 1 5 1 3 . 3 40 . 0 2 9 5 6 . 5 2 1 3 6 / 2 . 1 3 6 1 00 . 0 0 8 2 9 . 8 1 N m M p a 4) 的沿程壓力損失 的管路與 的相同，故 33 2 . 1 3 6 1 0 p a 5) 的沿程壓力損失 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 344240 . 6 7 1 0 1 3 . 3 4 /0 . 0 0 84Qv m 3444 51 3 . 3 4 0 . 0 0 8 6 . 4 3 1 01 . 6 6 1 0e 由40 . 0 4 0 . 0 0 58d 和 4查表得 4 244444 22 231 . 4 5 1 3 . 3 40 . 0 2 9 5 6 . 5 2 6 9 3 / 2 . 6 9 3 1 00 . 0 0 8 2 9 . 8 1 N m M p a 6) 的沿程壓力損失 355250 . 6 7 1 0 1 3 . 3 4 /0 . 0 0 84Qv m 3555 51 3 . 3 4 0 . 0 0 8 6 . 4 3 1 01 . 6 6 1 0e 由50 . 0 4 0 . 0 0 58d 和 5查表得 5 255555 22 230 . 4 1 3 . 3 40 . 0 2 9 5 6 . 5 7 4 3 / 0 . 7 4 3 1 00 . 0 0 8 2 9 . 8 1 N m M p a 由于 的管路相同，所以壓力損失也相同。 7) 的沿程壓力損失 366260 . 0 1 1 3 1 0 1 . 6 /0 . 0 0 34Qv m 3666 51 . 6 0 . 0 0 3 0 . 2 8 9 1 01 . 6 6 1 0e 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 由60 . 0 4 0 . 0 1 3 33d 和 6查表得 6 266666 22 260 . 2 2 1 . 60 . 0 1 6 5 6 . 5 7 . 0 1 / 7 . 0 1 1 00 . 0 0 3 2 9 . 8 1 N m M p a 由于 的管路相同，所以壓力損失也相同。 8) 各段沿程壓力損失之和 1 2 3 4 5 644l l l l l l l lp p p p p p p p 3 3 3 3 33 6 30 . 1 1 5 1 0 2 . 1 6 3 1 0 2 . 1 6 3 1 0 2 . 3 2 2 1 0 2 . 6 9 3 1 04 0 . 7 4 3 1 0 4 7 . 0 1 1 0 1 2 . 4 6 1 0 M p a 局部壓力損失 1) 流經(jīng)管路中的局部壓力損失 21 2y o a e f g h i j l k x 各局部阻力系數(shù) y 入口局部壓力阻力系數(shù) ； o 、 e 分別為四、三通管道局部阻力系數(shù) 2o ； a 、 f 流經(jīng)截止閥處局部阻力系數(shù) 1 ； h 、 i 、 j 、 k 彎頭 局 部 阻 力 系 數(shù) 0 . 2 9h i j ，2 2 0 . 2 9 0 . 5 8k ； x 出口局部阻力系數(shù)， 1x 2218 . 6 8 1 3 . 3 4 0 . 5 ( 2 3 . 1 )2 9 . 8 1 2 9 . 8 1p 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 21 3 . 3 4( 1 . 2 3 . 1 0 . 2 9 . 2 9 0 . 2 9 2 0 . 2 9 1 )2 9 . 8 1o 2 231 . 61 5 6 . 5 3 7 7 1 / 3 . 7 7 1 1 02 9 . 8 1 N m M p a 2) 流經(jīng)元、輔件的壓力損失 流經(jīng)減壓閥的壓力損失較小可忽略不計(jì)，其余損失為： 2 b d g j xp p p p p p 式中 流經(jīng)分水濾氣器的壓力損失 流經(jīng)油霧器的壓力損失 流經(jīng)截止式換向閥的壓力損失 流經(jīng)單向節(jié)流閥的壓力損失 流經(jīng)消聲器的壓力損失 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 0 . 0 1 5 p a ， 0 . 0 1 5 p a ， 0 . 0 2 2 p a ，0 . 0 2 5 p a ， 0 . 0 1 2 p a 2 0 . 0 1 5 0 . 0 1 5 0 . 0 2 2 0 . 0 2 5 0 . 0 1 2p 0 9 M 3) 總局部壓力損失 12p p p 33 . 7 7 1 1 0 0 . 0 8 9 0 3M 總壓力損失 lp p p 41 2 . 4 6 1 0 0 . 0 9 3 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 0 4 2 M p a 從 p 的計(jì)算可知，壓力損失主要在氣動(dòng)元、輔件上 執(zhí)行元件需工作壓力 0 ，壓力損失 0 . 0 9 4p M p a 。供氣壓力為0 . 5 0 . 4 0 9 4M p a p p M p a ，說(shuō)明供氣壓力滿足了執(zhí)行元件需要的工作壓力，故以上選擇的通徑和管徑是可以的。 擇空壓機(jī) 由空氣量的計(jì)算 在選擇空壓機(jī)之前，必須算出自由空氣量（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下的流量） Q 11 0 . 1 0 1 30 . 1 0 1 3 3 0 . 4 0 . 1 0 1 30 . 1 0 7 1 0 0 . 1 0 1 3 330 . 5 3 1 0 / 22 0 . 1 0 1 30 . 1 0 1 3 6 0 . 4 0 . 1 0 1 31 1 . 3 1 0 0 . 1 0 1 3 330 . 0 6 1 0 / 33 0 . 1 0 1 30 . 1 0 1 3 3 0 . 4 0 . 1 0 1 30 . 6 7 1 0 0 . 1 0 1 3 333 . 3 2 1 0 / 缸的理論用氣量 氣缸的理論用氣量由式 1 1 1( ) /n n i jQ a Q t T 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 式中 一臺(tái)用氣設(shè)備上的氣缸總用氣量； n 用氣設(shè)備臺(tái)數(shù)，本例中 1n ； m 一臺(tái)設(shè)備上的用氣執(zhí)行元件個(gè)數(shù)，本例中 6m ； a 氣缸在一個(gè)周期內(nèi)單程作用次數(shù)，本例中 2a ； 一 臺(tái) 設(shè) 備 中 某 一 氣 缸 在 一 個(gè) 周 期 內(nèi) 的 平 均 用 氣 量 ， 本 例 中 3 31 0 . 2 1 4 1 0 /Q m s ， 3 32 0 . 0 2 2 6 1 0 /Q m s， 3 33 1 . 3 4 1 0 /Q m s ； t 某個(gè)氣缸一個(gè)單行程的時(shí)間，本例中 1 7， 2 1， 3 8； T 某設(shè)備的一次工作循環(huán)時(shí)間，本例中 18。 氣缸的理論用氣量 1 1 2 2 3 31( 2 6 4 ) / 1 8n t Q t Q t 3 3 3( 2 0 . 2 1 4 1 0 6 0 . 0 2 2 6 1 0 4 1 . 3 4 1 0 ) / 1 8 335 . 9 2 4 1 0 / 30 . 3 5 5 / m i 取設(shè)備利用系數(shù) ；漏損系數(shù) 1 ；備用系數(shù) 2 。則理論用氣量： 10 . 9 5 1 . 2 1 . 4 339 . 4 6 1 0 / 337 . 7 4 1 0 / m i 擇空壓機(jī) 按供氣壓力 ，流量 30 . 5 6 7 / m i 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 空壓機(jī)的額定排氣壓力為 額定排氣量為 30 m 自由空氣流量）。 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 4 單片機(jī)控制設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的控制器選用 司的小體積、低功耗的 片機(jī)作為主控單元。 片機(jī)簡(jiǎn)介 一個(gè)低電壓，高性能 位單片機(jī)，片內(nèi)含 2k 可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀 序存儲(chǔ)器和 128 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （ 器件采用 司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn) ，兼容標(biāo)準(zhǔn) 令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 儲(chǔ)單元 。 片機(jī)功能強(qiáng)大，但它只有 20 個(gè)引腳， 15 個(gè)雙向輸入 /輸出 （ I/O）端口，其中 一個(gè)完整的 8 位雙向 I/O 口，兩個(gè)外中斷口，兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。 同時(shí) 時(shí)鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有 時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi) 鐘停止振蕩，所有 功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行。 主要性能參數(shù)如下： 與 令系統(tǒng)兼容 15 個(gè)雙向 I/O 口 兩個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率 0 兩個(gè)外部中斷源 可直接驅(qū)動(dòng) 低功耗睡眠功能 和掉電模式 可編程 道 2k 可反復(fù)擦寫(xiě) (1000 次） 6 個(gè)中斷源 寬工作電壓范圍 128部 兩個(gè)串行中斷 兩級(jí)加密 程序存儲(chǔ)器 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 內(nèi)置一個(gè)模擬比較放大器 片機(jī)的接線 本系統(tǒng)中單片機(jī)的 別接電磁閥的線圈 10用單片機(jī)輸出的高低電平來(lái)控制電磁閥線圈的通斷，從而實(shí)現(xiàn)電磁閥的換向，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)氣缸的按需伸縮?？紤]到單片機(jī)的輸出電流在 20右，而電磁閥的工作電流在 300使電磁閥正常工作，需加一級(jí)放大電路，圖中采用了 圖 4片機(jī)控制電路 買(mǎi)文檔就 送全套 紙 14951605 或 1304139763 充值就可以下載原稿，疑問(wèn)咨詢(xún) 14951605 或 1304139763 5 無(wú)線遙控電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線通信控制爬墻機(jī)器人做向上、向下 、向左、向右等動(dòng)作。固定在機(jī)器人控制面板上的遙控接收模塊在接收到相應(yīng)的遙控指令后轉(zhuǎn)換成 平的數(shù)據(jù)傳給主控模塊（本設(shè)計(jì)中采用單片機(jī)），最后由主控模塊產(chǎn)生相應(yīng)輸出使機(jī)器人完成相應(yīng)的動(dòng)作。 本系統(tǒng)中的遙控發(fā)射電路、接收電路采用的是臺(tái)灣瑞公司生產(chǎn)的遙控 規(guī)模集成電路 控集成電路 簡(jiǎn)介 配套專(zhuān)用遙控集成電路。它能組成具有 5 路紅外遙控或無(wú)線電遙控等功能的獨(dú)