管道清灰机器人设计
中央空调管道清洁机器人的创新设计
中央空调管道清洁机器人的创新设计摘要:本文主要结合国内外的中央空调机器人的发展,讲述课题的意义和背景,其中重点介绍了中央空调管道机器人采用导向轮制作的行走方案和旋转刷的清扫方案。
同时,针对中央空调管道清洁机器人清洁收尾增加了收集装置。
对重点工作和探讨内容进行归纳总结,并对今后的研究方向做出了展望。
关键词:机械设计;中央空调;机器人;电动机;导向轮一、引言近几年来,中央空调管道的不得当清洗引起了重大关注。
由于中央空调管道设备所占面积较大,长期使用后,细菌灰尘会堆积在空调内部,而随着空调送风系统的运行,会将管道中的细菌和灰尘吹到室内,严重影响到室内空气质量,导致人们呼吸和皮肤时常出现问题。
不仅如此,灰尘的堆积导致散热片堵塞,空调的运转时间及电流成本增加,从而导致空调使用寿命减少,由于楼层结构不同,所安装的空调管道也是纵横交错,并且管道直径也会因为空间大小不同,拐角和衔接扣的清理更是人力短时间不能解决的。
因此,清洁机器人的产生不仅可以更高效地对管道进行清扫、消毒,更能够解决人力清洁所带来的不卫生难题。
因此,采用专用的清洁机器人对中央空调管道进行清洗工作。
我国2004年以来尽管研究的很多,但真正成型投入使用的并不是很多,产品和市场不成熟,而国外的相关产品大多功能单一,智能化水平低,价格又昂贵。
因此国内市场一系列低成本、高效率的机器人相继投入市场。
目前,中央空调机器人的发展趋势将是:增加机器人的适应性,能够运用与多种场景。
中央空调管道清洗机器人技术的成熟和其产品的国产化,会进一步提高我们的物资和文化生活,其研究和发展具有广阔的应用前景、重要的社会意义和经济效益二、工作原理本次设计的机器人主要用于空调管道的清洁,大体由行走机构、清扫装置、控制系统组成。
其中行走机构又包括了驱动机构和导向轮系统两个部分,驱动装置主要采用单电机驱动机器人的前轴,通过对支撑臂上的零件进行调节从而调节导向轮的间距,确保机器人在进入管道以后,两个导向轮两端与管道壁保持大约20mm的距离。
集中空调管道自动清洁机器人设计
集中空调管道自动清洁机器人设计摘要:目前我国的中央空调大多采用“间接式盘管换热”,这种设计会在凝结水盘内形成高湿环境,如果施工不当或设计不周,甚至会造成凝结水聚积。
一旦室外空气中致病微生物通过新风入口由灰尘带入,或者室内空气中的致病微生物从回风口盘旋而上,就会粘附在盘管上,沉降在凝结水盘中。
再加上中央空调生产企业为价格竞争,在过滤设备上“偷工减料”,造成大量垃圾有隙可入,中央空调管道内成了许多有害颗粒和灰尘、病菌、病毒、尘螨及碳放射物的藏身之所,威胁着人类的健康。
这个忧虑已唤起社会有识之士,政府部门对中央空调管道清洁的重视。
为此我们研制了专门清理空调管道的机器人解决清洁问题。
关键词:机器人,自动,清洁,设计,集中空调Central air conditioning pipeline the design ofautomatic cleaning robotAbstract:At present, most of China's central air-conditioning the use of "indirect coil heat exchanger," This design will be the formation of condensation water tray and humid environment, if the improper construction or design of ill-conceived, and even lead to accumulation of condensate. Once the outdoor air in pathogenic micro-organisms through the new entrance by the dust into the air, or indoor air in the back of pathogenic micro-organisms from the air and circled, we will adhere to the coil, the settlement after the condensation of water. In addition, central air-conditioning for the price competitiveness of manufacturing enterprises, in the filtration equipment to "jerry-building", resulting in a huge amount of rubbish into the foul play, the central air-conditioning duct in many harmful particles and dust, bacteria, viruses, dust mites and the carbon radiation hideouts, a threat to human health. Arouse public awareness of the concerns people have, the government departments of the central air-conditioning duct cleaning attention. To this end, we developed a special air-conditioning pipe cleaning robot to solve the problem of cleanliness.Keywords:Robots, automatic, clean, design, central air conditioning目录题目 (Ⅰ)摘要及关键词 (Ⅱ)1绪论 (1)1.1设计题目、意义及要求 (2)1.2国外、国内研究概况 (3)1.3市场需求预测 (4)1.4设计的重点和难点 (5)2总体方案设计 (8)2.1机器人移动载体方案设计 (9)2.1.1总体方案设计 (10)2.1.2传动方案设计 (11)2.2撑紧机构方案设计 (12)2.3机器手方案设计··············································2.3.1自由度分配方案设计·······································2.3.2关节传动方案设计··········································3具体设计计算3.1移动载体传动计算3.1.1左右驱动轮传动计算3.1.2后万向轮传动计算····································3.2撑紧气动系统的设计计算3.2.1气缸的选择··············································3.2.2气动辅助元件和回路的选择设计···················3.3机械手的具体设计计算·································3.3.1电机的选择及传动比的分配·································3.3.2传动齿轮、蜗轮蜗杆的尺寸计算······················3.4轴的设计、计算与校核·································3.5轴承的寿命计算............................................4结构设计......................................................参考文献.. (17)致谢 (18)附录 (19)1 绪论1.1 设计题目、意义及要求本次设计题目是集中空调管道自动清洁设备设计(轮式结构)。
管道除尘机器人结构设计(机械CAD图纸)
管道除尘机器人结构设计(机械CAD图纸)题目:管道除尘机器人结构设计摘要基于利用行星磨头清洗技术对管道进行清洗的目的,在总结现有的管道机器人设计方案的基础上,根据现场的实际情况,论文首先对管道清洗机器人行走部分进行方案设计,经分析比较后确定了新型管道清洗机器人行走的较佳设计方案,并据此方案对机器人作了行走部分结构设计;对机器人的行走特性进行了研究,提出了使机器人在管道内能够保持稳定运行的方法.通过对机器人机构的设计和机器人在直管道内运动情况的思考研究,进一步验证了设计思想的可行性。
最后,研究了管道清洗机器人行走系统的安全性能,给出了在高压情况下保证行走系统安全的基本方案,为管道清洗机器人系统的实用化提供可靠的依据。
关键词: 管道机器人;安全防护 ;行走II本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828AbstractBased on the use of planetary grinding head cleaning technology for the purpose of cleaning pipes, at the conclusion of the existingpipeline robot design based on the actual situation at the scene, the first paper on the pipe cleaning robot to walk part of program design, by analysis and comparison a new pipeline after cleaning robot designed to walk a better program, and accordingly the program made a walk on part of the structure of robot design; characteristics of walking robots have been studied and put forward in the pipeline so that the robot wasable to remain stable The method of operation. By the design of the robot body and the robot movement in the straight tube case study of thinking, and further verify the feasibility of the design idea.Finally, the research pipeline cleaning robot running the safety of the system performance, given the high-pressure circumstances to ensure that the basic operating system security program, for pipe cleaning robot system of the utility to provide a reliable basis.Key words: pipe robot; security; walkIII本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828目录摘要...................................................................... .. (I)IABSTRACT............................................................ . (III)绪论...................................................................... ........................................................................ (1)1 概述.............................................................................................................................................21.1 管道清洗机器人常见问题分析...................................................................... ..................... 2 1.2 除垢机器人理念...................................................................... ............................................. 2 1.3 基本设计任务...................................................................... ................................................. 3 1.4毕业设计的目的 ..................................................................... .............................................. 3 2.1 管道射流清洗机器人的本体设计...................................................................... .. (4)2.1.1 移动方式选择...................................................................... (4)2.1.2 传动方案的选择...................................................................... ...................................... 4 2.2 管道清洗机器人变管径自适应性方案设计.......................................................................62.3 动力系统的设计计算...................................................................... . (9)2.3.1 管道机器人行驶阻力分析...................................................................... . (9).................................................................... .......... 12 2.3.2 减速器的选择................................2.4 机器人的速度和驱动能力校核...................................................................... . (13)2.4.1 运动速度校核...................................................................... . (13)2.4.2 驱动能力校核...................................................................... ........................................ 13 3 链轮传动的设计计算...................................................................... ......................................... 153.1 链轮设计的初始条件...................................................................... ................................... 15 3.2 链轮计算结果 ..................................................................... .............................................. 15 3.3历史结果 ..................................................................... .. (16)4 蜗轮蜗杆的设计计算...................................................................... ......................................... 18 4.1 蜗轮蜗杆基本参数设计 ..................................................................... (18)4.1.1 普通蜗杆设计输入参数...................................................................... (18)4.1.2 材料及热处理...................................................................... . (19)4.1.3 蜗杆蜗轮基本参数...................................................................... .. (20)4.1.4 蜗蜗轮精度...................................................................... .. (21)4.1.5 强度刚度校核结果和参数...................................................................... .. (22)4.1.6 自然通风散热计算...................................................................................................... 22 4.2蜗杆轴的结构设计...................................................................... . (23)4.2.1 轴的强度较核计算...................................................................... .. (23)4.2.2 轴的结构设计...................................................................... . (27)4.2.3 键的校核...................................................................... ................................................ 27 5 弹簧的设计计算...................................................................... . (29)IV本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 4013398286 安全性能 ..................................................................... .............................................................. 31 结论 ..................................................................... ........................................................................ .. 32 参考文献 ..................................................................... .................................................................. 34 致谢 ..................................................................... ........................................................................ .. 33V本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828绪论1.1本课题研究的内容和意义用于石油、天然气乃至民用上下水等管道在传输液、气体过程中,因温度、压力不同及介质与管道之间的物理化学作用,常常会高温结焦,生成油垢、水垢,存留沉积物,腐蚀物等,使有效传输管径减少,效率下降,物耗、能耗增加,工艺流程中断,设备失效,发生安全事故。
管道清灰机器人系统设计
维普资讯
第 8期 20 0 6年 8月
文章 编 号 :0 1 9 7 2 o ) 8— 15—0 10 —3 9 (0 6 0 0 2 2
机 械 设 计 与 制 造
Ma h n r De in c iey sg & Ma u a tr n f cu e —l 5一 2
2 s wla da i t c n ma as o e a af miig n a e ed o t h m h i m n hwt k p w y r s i . l s p n o e e as n e o e f d o t v e 2 K yw rsI — ie l r ga ; oo ; rc e ; ie ts h rc r t e od :n p e i s R b tT akd K nma c aat ii p can h i c e sc
管道 清灰 机器人 系统设计
张淑 珍 杨 萍 袁 晓鹏 ( 州理工 大学 机 电工程学 院 , 兰 兰州 705 ) 300
De in o n—pp la ig a h r b ts se sg fi — ie ce r s o o y t m n
Z HANG S u—z e , YA h hn NG iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱg P n ,YUAN Xio—p n a eg
管道机器人设计—课程设计
前言 (ⅰ)目录 (ⅱ)中文摘要 (ⅲ)第一章概述 (1)1.1机器人概述 (1)1.2管道机器人概述 (3)1.3国内外管道机器人的发展 (4)1.3.1国内管道机器人的发展 (4)1.3.2国外管道机器人的发展 (6)1.4 机器人的发展景 (8)第二章总体方案的制定与比较 (10)2.1 管道机器人设计参数和技术指标 (10)2.2总体结构的设计和较 (10)第三章部件的设计和算 (15)3.1 管道机器人工作量算 (15)3.3 撑开机构和放大杆组的计 (24)第四章其他 (32)5.1 大小锥齿轮的设计和核 (32)5.2 轴Ⅰ的设计和核 (35)5.3 键的校核 (44)在工农业生产及日常生活中,管道应用范围极为广泛。
在管道的使用过程中,会产生管道堵塞与管道故障和损伤,需要定期维护、检修等。
但管道所处的环境往往是人们不易达到或者不允许人们直接进入,所以开发管道机器人就显得尤为重要。
以金属冶炼厂管道清洁机器人为研究目标,根据其工作环境和技术要求设计了一种可适应φ700mm-φ1000mm管道的管道清洁机器人。
该管道机器人采用三履带式的可伸缩行走装置,操作装置为2个自由的的操作臂,末端操作器上安装有吸尘头,吸尘头吸起的灰尘通过吸尘软管收集在装灰箱体内。
当灰尘装满后,机器人行走到倒灰口,打开卸料门,将灰尘倒掉。
本次设计主要对管道清洁机器人进行结构设计,利用三维参数化特征建模软件Pro/Engineer建立了管道清洁机器人的三维模型,生成了机器人主要零部件的工程图。
对管道机器人中的主要机构进行动态仿真,验证了所设计机构的正确性。
最后对主要零部件进行了设计校核计算,并简单叙述了该机器人控制方案。
第一章概述1. 1 机器人概述机器人----这一词最早使用始于1920年至1930年期间在捷克作家凯勒尔*凯佩克(Karel capek)的名为"罗莎姆的万能机器人"的幻想剧中,一些小的人造的和拟人的傀儡绝对地服从其主人的命令。
中央空调管道清洁机器人机构设计毕业设计
中央空调管道清洁机器人机构设计一、课题训练内容本课题基于国内外已经取得的科研成果,针对中央空调矩形通风管道系统的特点作了深入的分析和论证,在查阅和掌握大量有关文献的基础上,针对矩形的空调管道提出了管道机器人的机构设计方案。
本课题训练内容:1.移动载体的设计﹑撑紧装置的设计﹑机械手的设计2.零件设计计算以及强度校核3.对机器人在转弯时的通过性进行了分析二、设计(论文)任务和要求(包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求)论文任务:针对矩形的空调管道设计管道清洁机器人。
论文要求:1.设计说明书按《武汉科技学院毕业设计(论文)格式模板》要求书写。
2.译文见附页。
3.程序要求框图详细完整,硬件图纸完备,程序清单作为附页附在论文后,程序及电子文档刻成光盘与报告同时上交。
4.设计指标需考虑技术经济性要求。
三、毕业设计(论文)主要参数及主要参考资料主要参数:机器人车体长为501mm,宽438mm,高为294mm,车体加上机械手附带毛刷总长为1281mm;机械手总长为水平最高行进速度:1m/s;垂直攀爬速度:100mm/s;垂直攀爬载重:10kg;回转半径:0;机械手自由度:4;监视器回转速度:2度/秒;监视器水平回转范围:360°;监视器俯仰回转范围:240度。
主要参考资料:[1] GB/T 19210-2003.空调通风系统清洗规范[S].中国标准化,2003,(9):66-67[2] 甘小明,徐滨士,董世运等.管道机器人的发展现状[J].机器人技术与应用,2003,(6):5-10[3] 龚振邦等编著.机器人机械设计[M].北京:电子工业出版社,1995[4] 濮良贵,纪名刚等编著.第8版.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2005[5] 孙桓,陈作模,葛文杰等编著.第7版.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2006[6] 宋章军,陈恳,杨向东等.通风管道智能清污机器人MDCR-I的研制与开发[J].机器人,2005,27(2):142-146[7] 韩晓明,车立新,谢霄鹏等.中央空调管道清扫机器人的设计[J].机械,2005,32(1):39-41[8] 谢文彬,杨建国,李蓓智等.管道检测机器人的研制[J].机械工程师,2005,(1):16-18四、毕业设计(论文)进度表武汉纺织大学毕业设计(论文)进度表注:1.本任务书一式两份,一份院(系)留存,一份发给学生,任务完成后附在说明书内。
油烟管道清洁机器人的设计
• 123•1 清洁机器人的总体设计1.1 总体设计方案控制芯片是油烟管道清洁机器人的核心,用软件的方式来代替复杂的硬件电路设计,减低设计的困难程度,更方便简单地实现各种功能,并且可以很好地完成初始设计的要求。
整体设计方案的系统框图如图1所示,包括单片机STC89C52、驱动模块、检测模块、信号接收模块、电源模块、冲洗模块组成。
图1 清洁机器人系统结构原理STC89C52单片机是系统实现智能功能的核心。
通过烧录进单头拍摄,上传数据给zigbee 无线通信模块,最后再由无线通信模块把数据传送给上位机,通过上位机显示拍摄画面。
如图2所示为检测和监测模块系统设计框图。
图2 检测和监测模块系统框图2 清洁机器人的硬件设计2.1 电源模块的设计本设计采用LM7805CV 稳压芯片作为稳压电源的核心设计。
LM7805CV 稳压芯片可以输出稳定的5V 电压,其输出电流可以达到1.5A ,因为内含限流保护电路,所以可以防止负载短路烧毁器件。
电路原理图如图3所示。
2.2 驱动模块的设计图4是模块设计的电路原理图,有L298N 驱动电路和保护电路两部分。
用于驱动直流电机正反转和调速。
油烟管道清洁机器人的设计濮阳县职业技术学校 王莲进图3 5V稳压电源模块片机的程序,根据信号接收模块传入的信息,自动控制油烟管道清洁机器人实现各种设计功能。
驱动模块主要由L298N 芯片组成。
用于驱动行走电机。
行走电机主要控制四个车轮转速以实现油烟管道清洁机器人的运动。
信号接收模块主要由红外转弯传感器左右各一个,红外防坠传感器一个和红外碰撞传感器前方和左右各一个组成。
这些传感器用于控制机器人的行走方向,实现转弯和防坠落功能。
电源模块采用充电电池给提供的7.2V 电压转换为稳定的可供微控制器,传感器和其他模块使用的5V 电压。
冲洗模块采用电磁阀控制冲洗直流电机工作。
由单片机控制电磁阀的开闭。
冲洗直流电机控制冲洗高压水枪负责冲洗油烟管道里的油烟。
中央空调管道清洗机器人毕业设计
1.3
2006年6月,上海几家大医院陆续收治了几名“军团杆”的肺炎患者。专家指出,“军团杆菌”主要寄生在中央空调的冷却水和管道系统中,可经通风口进入写字楼内部,从而使人群受感染。中央空调和管道系统中不但有军团杆菌,还滋生着很多细菌,如大肠杆菌,血溶性链球菌及各种呼吸道疾病,严重危害了人们的健康和生产生活,近年来空调管道系统的清洁已越来越受到社会的关注。
Keywords:Adaptivemobile mechanismpipe robotMechanical design Screw—drive.
1
1.1
机器人技术是涉及机械学、传感器技术、驱动技术、控制技术、通信技术和计算机技术的一门综合性高新技术,既是光机电软一体化的重要基础,又是光机电软一体化技术的典型代表。其产品主要有两大类,即以日本和瑞典为代表的一系列特定应用的机器人,如弧焊、点焊、喷漆装备、刷胶和建筑等,并形成了庞大的机器人产业。另一类是以美国、英国为代表的智能机器人开发,由于人工智能和其它智能技术的发展远落后于人们对它的期望,目前绝大部分研究成果未能走出实验室。 机器人系统集成技术也是由几个主要发达国家所垄断。近年来,机器人技术并未出现突破性进展,各国的机器人技术研究机构和制造厂商都继续在技术深化、引进新技术和扩大应用领域等方面进行探索。
免费毕业管道清灰机器人设计一
免费—-管道清灰机器人设计(一)1.1.1 机器人定义在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,但机器人问世已有几十年,机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一。
原因之一是机器人还在,新的机型,新的功能不断涌现.机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。
就像机器人一词最早诞生于科幻之中一样,人们对机器人充满了幻想。
也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间。
机器人主要类型: 操作型机器人:能自动控制,可重复编程,多功能,有几个自由度,可固定或运动,用于相关自动化系统中。
程控型机器人:按预先要求的顺序及条件,依次控制机器人的机械动作。
示教再现型机器人:通过引导或其它方式,先教会机器人动作,输入工作程序,机器人则自动重复进行作业。
数控型机器人:不必使机器人动作,通过数值、语言等对机器人进行示教,机器人根据示教后的信息进行作业. 感觉控制型机器人:利用传感器获取的信息控制机器人的动作。
适应控制型机器人:机器人能适应环境的变化,控制其自身的行动。
学习控制型机器人:机器人能“体会”工作的经验,具有一定的学习功能,并将所“学”的经验用于工作中。
智能机器人:以人工智能决定其行动的机器人。
XX 1。
1。
2我国科学家对机器人的定义XX我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。
在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中,人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合.随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的**个领域渗透。
结合这些领域的应用特点,人们了**式**样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和**种智能机器,如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等.对不同任务和特殊环境的适应性,也是机器人与一般自动化装备的重要区别.这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和机器人所具有的形状,更加符合**种不同应用领域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增强,从而为机器人技术开辟出更加广阔的空间. **宋健指出:“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化”.机器人技术综合了多学科的成果,代表了高技术的前沿,它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。
履带式管道机器人方案
适用环境要求
适用管道形状:圆形; 适用管道直径、长度:管道直径500~800mm;管道长度不超过50m; 适用管道的布置:水平直管道和小于5度的倾斜直管道; 管道连接部分内壁错位高度不超过10mm; 管道内壁沉积粉尘可能为铁粉尘、铝镁粉尘或面粉; 适用于有水平或竖直分支口的管道,分支口直径为主管直径的3分之2。
通过弹簧压缩,可以减小上下履带间距,以跨越障碍,最大可跨越20mm障碍, 三轮腿结构相同,亦可以保证三条轮腿在管道截面不是标准圆形的情况下总能与管 壁保持良好接触。安装时绞牙减振器可以调节弹簧高度,使履带张紧。
属性
对于800mm管径,支管直径最大在500mm左右,两倍的履带接触长 度,可以使在轮腿刚好处于支管上时仍能直接通过,若支管直径小 于500或支管不处于特定位置时,可减小滤袋长度,使结构更加紧凑。
设计复杂
摩擦力大,对于平坦路面 能量利用率低 姿态和运动控制复杂,负 载能力差 步态规划复杂 控制困难,效率低 运动速度慢 工作效率较低
3
履带式
4
蛇形式
5
多足式
6
蠕动式
考虑到管 道壁较薄, 无法承载 较大压强, 采用履带 式结构, 并采用三 轮腿结构 以增强机 器人在管 道中行进 的稳定性
总装配图
履带结构
履带采用一体成型橡胶履带,外轮廓为圆弧形,直径500mm, 以适应最小500的管径,管径大于500时,两侧负重轮下压,改 变履带形状使其与管壁贴合,增大履带与管壁接触面积。
动力
由于管道内壁沉积粉尘可能 为铁粉尘、铝镁粉尘或面粉; 考虑防爆,采用气动或者软 轴驱动。本处设计采用阿特 拉斯· 科普柯公司的一款气动 马达作为驱动装置,若采用 软轴,则修改其中减速器及 部分连接件结构即可。
管道除尘机器人结构的设计
任务书一、题目及专题:1、题目管道除尘机器人结构设计的研究2、专题二、课题来源及选题依据1) 该课题为企业生产实际,目前,我国燃煤电厂输灰管道的除垢方法基本上可分为化学法和物理法。
经实践应用,上述方法均存在一定局限性,不能同时符合环保及技术性、经济性要求,多数不被电厂接受。
目前常用的是化学清洗法和人工振击法。
但这两种方法也各有缺点。
2) 本课题就是针对这一现状,对输灰管道清灰机器人进行初步探讨,以期能达到清洁环保等功能,完成该课题可对我们大学期间所学知识进行一次全面的专业训练,可以培养我们掌握如何运用过去所学知识去解决生产中实际问题的方法,增强从事本专业实际工作所必需的基本能力和开发研究能力,可以提高我们的专业素质,为今后走上工作岗位打下一个良好的基础。
三、本设计(论文或其他)应达到的要求:1、能正确合理分析产品设计的具体要求和产品的功能实现;2、能合理根据产品的设计要求拟定多种解决方案,并进行多方案优化分析设计;3、合理选择和设计部件的传动方案,并能进行一些必要的设计计算;4、正确选择零部件中各零件,并能进行一定的校核计算和优化设计;5、绘制机器人行走部件装配图;6、设计绘制零件工作图若干;7、编制设计计算说明书1份;开题报告摘要基于利用行星磨头清洗技术对管道进行清洗的目的,在总结现有的管道机器人设计方案的基础上,根据现场的实际情况,论文首先对管道清洗机器人行走部分进行方案设计,经分析比较后确定了新型管道清洗机器人行走的较佳设计方案,并据此方案对机器人作了行走部分结构设计;对机器人的行走特性进行了研究,提出了使机器人在管道内能够保持稳定运行的方法.通过对机器人机构的设计和机器人在直管道内运动情况的思考研究,进一步验证了设计思想的可行性。
最后,研究了管道清洗机器人行走系统的安全性能,给出了在高压情况下保证行走系统安全的基本方案,为管道清洗机器人系统的实用化提供可靠的依据。
关键词: 管道机器人;安全防护;行走AbstractBased on the use of planetary grinding head cleaning technology for the purpose of cleaning pipes, at the conclusion of the existing pipeline robot design based on the actual situation at the scene, the first paper on the pipe cleaning robot to walk part of program design, by analysis and comparison a new pipeline after cleaning robot designed to walk a better program, and accordingly the program made a walk on part of the structure of robot design; characteristics of walking robots have been studied and put forward in the pipeline so that the robot was able to remain stable The method of operation. By the design of the robot body and the robot movement in the straight tube case study of thinking, and further verify the feasibility of the design idea.Finally, the research pipeline cleaning robot running the safety of the system performance, given the high-pressure circumstances to ensure that the basic operating system security program, for pipe cleaning robot system of the utility to provide a reliable basis.Key words: pipe robot; security; walk目录摘要........................................................................................................................................... I II ABSTRACT .................................................................................................................................. V I 绪论. (1)1 概述 (2)1.1管道清洗机器人常见问题分析 (2)1.2除垢机器人理念 (2)1.3基本设计任务 (3)1.4毕业设计的目的 (3)2.1管道射流清洗机器人的本体设计 (4)2.1.1 移动方式选择 (4)2.1.2 传动方案的选择 (4)2.2管道清洗机器人变管径自适应性方案设计 (6)2.3动力系统的设计计算 (9)2.3.1 管道机器人行驶阻力分析 (9)2.3.2 减速器的选择 (12)2.4机器人的速度和驱动能力校核 (13)2.4.1 运动速度校核 (13)2.4.2 驱动能力校核 (13)3 链轮传动的设计计算 (15)3.1链轮设计的初始条件 (15)3.2链轮计算结果 (15)3.3历史结果 (16)4 蜗轮蜗杆的设计计算 (18)4.1蜗轮蜗杆基本参数设计 (18)4.1.1 普通蜗杆设计输入参数 (18)4.1.2 材料及热处理 (19)4.1.3 蜗杆蜗轮基本参数 (20)4.1.4 蜗蜗轮精度 (21)4.1.5 强度刚度校核结果和参数 (22)4.1.6 自然通风散热计算 (22)4.2蜗杆轴的结构设计 (23)4.2.1 轴的强度较核计算 (23)4.2.2 轴的结构设计 (27)4.2.3 键的校核 (27)5 弹簧的设计计算 (29)6 安全性能 (31)结论 (32)参考文献 (34)致谢 (33)管道除尘机器人行星结构设计绪论1.1本课题研究的内容和意义用于石油、天然气乃至民用上下水等管道在传输液、气体过程中,因温度、压力不同及介质与管道之间的物理化学作用,常常会高温结焦,生成油垢、水垢,存留沉积物,腐蚀物等,使有效传输管径减少,效率下降,物耗、能耗增加,工艺流程中断,设备失效,发生安全事故。
自动化管道清洗机器人的设计及控制
自动化管道清洗机器人的设计及控制随着社会发展和工业生产的不断推进,生产过程中的管道清洗已成为大型企业、工厂常见的问题。
为了高效清洗管道,人们研发了自动化管道清洗机器人。
本文旨在介绍自动化管道清洗机器人的设计及控制。
一、机器人设计方案1. 结构设计自动化管道清洗机器人主要由机械及控制系统两部分组成。
机械系统包括机器人身体、运动轮、管道探头、清洗喷头等组件,保证机器人能够顺利在管道中行走,完成清洗工作。
控制系统则由微处理器、驱动器、传感器等组件构成。
2. 原理设计自动化管道清洗机器人的工作原理是采用压缩空气作为动力源,通过微处理器控制组件的运动控制,从而实现对机器人的移动和清洗工作。
利用该工作原理可以达到自动控制管道清洗的目的。
二、控制系统设计1. 微处理器微处理器是整个控制系统的核心。
其控制机器人的运动轨迹,在管道中实现自主巡航,完成清洗任务。
同时,微处理器也可根据不同的管道情况进行自适应控制,能处理管道的各种紧急情况。
2. 传感器传感器是检测机器人与管道间距离、机器人清洗的区域等信息的重要组件,为机器人提供最新的环境信息。
这些信息将被传输到微处理器中,微处理器根据这些信息对机器人的控制进行优化。
3. 无线控制同时,由于自动化管道清洗机器人多数作业场所十分狭小复杂,传统的有线控制方式无法运用。
基于这种情况,利用无线通信技术设计出适合机器人运作的无线控制模块,确保了管道清洗的稳定高效。
三、机器人的使用及维护使用机器人前,需要进行机器人故障的排查,检查清洗器材,确保机器人的安全运行。
在机器人运行过程中,需定期检查机器人的各项设备,如轮子、清洗喷头等。
如有发现故障,请立即采取措施避免损坏机器人。
以上是自动化管道清洗机器人的设计及控制相关内容,通过机械、控制系统和传感器等组件的运作协调,实现了对管道的自动化清洗。
相信随着科技的不断发展,自动化管道清洗机器人的表现也会更加出色。
管道除尘机器人结构设计
关键词:管道机器人;安全防护;行走
Abstract
Based on the use of planetary grinding head cleaning technology for the purpose of cleaning pipes, at the conclusion of the existing pipeline robot design based on the actual situation at the scene, the first paper on the pipe cleaning robot to walk part of program design, by analysis and comparison a new pipeline after cleaning robot designed to walk a better program, and accordingly the program made a walk on part of the structure of robot design; characteristics of walking robots have been studied and put forward in the pipeline so that the robot was able to remain stable The method of operation. By the design of the robot body and the robot movement in the straight tube case study of thinking, and further verify the feasibility of the design idea.
排水管道清洗机器人设计与控制研究
排水管道清洗机器人设计与控制研究一、背景排水管道的清洗一直是城市环境卫生工作中的一项重要内容。
但是,传统的手动清洗方式存在着工作效率低、人工劳动强度大、清洗质量难以保证等问题。
为了提高管道清洗的效果和效率,降低清洗过程中的危险系数,科技人员设计和研发出了排水管道清洗机器人。
本文将详细介绍该机器人的设计和控制研究。
二、设计排水管道清洗机器人的设计主要包括机器人平台、传感器、清洗装置、控制系统等。
(一)机器人平台机器人平台是排水管道清洗机器人的核心部件。
其主要功能是运动定位和位置调整。
平台采用轮式平台,以提高机器人的移动灵活性和稳定性。
(二)传感器传感器是排水管道清洗机器人的感知器件。
由于排水管道中经常存在一些障碍物,如墙角、弯道等,为了保证机器人能够清洗到每个角落,需要在机器人上装配多个传感器,如激光传感器、超声波传感器、视觉传感器等。
(三)清洗装置清洗装置主要是为了对排水管道进行清洗。
清洗方式包括高压水冲洗、旋转刷洗等。
而各种清洗方式的实现,则需要不同的清洗装置。
比如,对于高压水冲洗,需要安装高压水泵和喷嘴;而对于旋转刷洗,则需要安装旋转刷子和电动机等。
(四)控制系统排水管道清洗机器人的控制系统是整个机器人的大脑。
它由核心控制器、模块控制器和执行器控制器组成。
核心控制器是整个系统的中央处理器,负责整个系统的任务调度和协调。
而模块控制器则是针对同一模块的多个控制器的管理器,负责模块之间的通信和协调。
三、控制研究排水管道清洗机器人的控制研究主要包括路径规划、避障控制和环境感知等。
(一)路径规划路径规划是指设定一条从出发点到目标点的合理路径。
对于排水管道清洗机器人,由于管道中存在较大的曲率和障碍物,路径规划显得尤为重要。
此处可以采用遗传算法等优化算法进行快速的路径规划。
(二)避障控制避障控制是指机器人避开障碍物的行为。
在清洗排水管道时,机器人需要能够感知周围的障碍物,并进行避障操作,以保证机器人可以顺利通过。
管道清灰机器人结构设计及运动学仿真
兰州型T大学工程颁{‘学位论文
第…章绪论
下,通过“七五”、“八五”科技攻关,目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造 技术、控制系统硬件和软件’最计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器 人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多 台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用, 弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看,我国的工业机器人技 术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,如:可靠性低于国外产品;机 器人应用工程起步较晚,应用领域窄,生产线系统技术与国外比有差距;在应用 规模上,我国已安装的国产工业机器人约200台,约占全球已安装台数的万分之 四。以上原因主要是没有形成机器人产业,当前我国的机器人生产都是应用户的 要求,“一客户,一次重新没计”,品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、 供货周期长、成本也不低,而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化 前期的关键技术,对产品进行全面规划,搞好系列化、通用化、模化设计,积极 推进产业化进程。
mechanical system dynamics simulation SOftware ADAMS. simulation on
organization and kinematics of the robot is run.And Real motion state of the robot is
gray tracked robot in the subject is put forward.
2 By utilizing Pro/E software,the clear舒ay based on characteristic parameter
推荐-机械手管道清洁机器人总体设计说明书全套图纸
摘要上海有中央空调的1万多栋大楼中,大多数空调机组的通风系统自运行以来,也从未做过清洗。
未清洗的集中空调内可能有颗粒物、霉菌、螨虫、细菌、军团菌、藻类等各种污染物,会给人带来烦闷、乏力、嗜睡、不快感、肌肉痛、易感冒、咽痛、头晕等诸多健康危害。
因此,本设计设计了一个小型管道清洁机器人。
管道清洁机器人的设计包括视觉系统,移动系统,清洁毛刷系统,吸尘系统和控制系统。
关键词:管道,清洁,视觉,移动,清洁毛刷,吸尘,控制ABSTRACTShanghai has central air conditioning in buildings more than 10,000 buildings. Most of the ventilation system air conditioning units from using has never cleanned. Uncleaning of central air conditioning maybe particulate, mold, mites, bacteria, Legionella, algae and other pollutants, which will bring boredom, fatigue, sleepiness, displeasure, muscle pain, mon cold, sore throat, head corona, and many other health risks. Therefore, the design designed a small duct cleaning robot. Duct cleaning robot design includes the visual system, mobile system, cleaning brush system, vacuum system and control system.Key words: pipe, cleaning, visual, moving, cleaning brush, cleaning, control目录1绪论 (1)1.1 中央空调的现状分析 (1)1.2 管道清洁机器人的技术要求 (1)2机器人的视觉系统 (2)2.1 摄像头 (2)2.2 照明灯 (3)3机器人的运动系统 (4)3.1 底板的设计 (4)3.2 驱动电机的选择与设计 (4)3.3 轮胎的选择 (5)3.4 转向机构的设计 (6)3.5 机器人移动的实现方法 (7)4机器人的清洁系统 (9)4.1清洁毛刷的设计分析 (9)4.2 旋转刷的设计及材料选择 (10)4.3 驱动电机的选择 (10)4.4 手臂的设计 (11)4.5 支撑架的设计 (11)4.6 传动带的设计 (13)4.7 带轮的设计 (14)4.8 驱动轴的设计 (16)4.9 联轴器的选择 (17)4.10 轴承、轴套等零件的选择与设计 (18)5机器人的吸尘系统 (19)5.1 吸尘系统的设计分析 (19)5.2 电机的选择 (19)5.3 叶片的设计 (20)5.4 外壳的设计 (21)5.5 其他零件的设计 (22)6机器人的控制系统 (23)6.1 控制系统的设计概述 (23)6.2 控制系统各硬件的介绍 (24)6.3 电路板的设计 (28)6.4 上位机的控制面板设计 (30)6.5 单片机的编程 (31)6.6 系统抗干扰措施 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)1 绪论1.1 中央空调的现状分析“20XX中国国际工业博览会科技论坛——公共场所卫生与标准化国际研讨会”在沪举行。
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管道清灰机器人的设计摘要本设计内容为管道清灰机器人,主要对管道清灰机器人结构系统的设计,机器人的末端操作器即手指是可替换夹具,操作臂有四个自由度,可实现在工作空间范围内的物体的转移,旋转角可达360度,手爪一次可载荷5kg。
操作臂的动力源为舵机,总共有5个舵机,它们分别控制腰部旋转,大臂、小臂、手腕的摆动,以及手爪张合,本文设计的管道清灰机器人可用于小工作空间内完成对小质量物体的转移工作达到管道清灰的目的,同时也可以做为搬运机器人使用。
关键词:四自由度;操作臂;舵机In pipe clearing ash robot designABSTRACTThis design content for pipeline cleaning robot, mainly of in pipe clearing ash robot system design, the robot end-effector which fingers are replaceable fixture, manipulator with four degrees of freedom, can be realized in work space objects within the range of shift, rotation angle can reach 360 degrees, the gripper once can load 5kg.The operating arm of the power source for the steering gear, a total of 5 steering gear, which respectively control the rotating arm, waist, arm, wrist swing, and the gripper opening and closing, this design of in pipe clearing ash robot can be used in small working space to complete small mass transfer work to achieve the pipeline cleaning purposes, while at the same time can be used as a carrying robot.Key words: four degrees of freedom; manipulator; servo目录第1章概述 (4)1.1机器人概述 (4)1.2 管道机器人概述 (6)1.3 国内外管道机器人的发展 (6)1.3.1 国内管道机器人的发展 (6)1.3.2 国外管道机器人的发展 (8)1.4 机器人的发展前景 (10)第2章总体方案的制定及比较 (11)2.1 管道机器人的设计参数和技术指标 (11)2.2 总体结构的设计和比较 (11)第3章部件的设计和计算 (15)3.1 管道机器人工作量计算 (15)3.2 行走机构的设计和计算 (16)3.3 撑开机构和放大杆组的设计 (23)3.4 操作臂的设计 (24)第4章控制原理设计 (26)4.1 控制原理的分析和设计 (26)4.2 主要控制流程图 (27)第5章其它 (29)5.1 大小锥齿轮的设计和校核 (29)5.2 轴Ⅰ的设计和校核 (32)5.3 键的校核 (40)谢辞 (41)参考文献 (42)第1章概述1.1机器人概述机器人----这一词最早使用始于1920年至1930年期间在捷克作家凯勒尔*凯佩克(Karel capek)的名为"罗莎姆的万能机器人"的幻想剧中,一些小的人造的和拟人的傀儡绝对地服从其主人的命令。
这些傀儡被称为“机器人”。
该单词起源于捷克语“robota”。
意思是“强制的劳动”。
机器人的组成与人类相似。
举例说,人搬运某一物体的运动过程可用图(a)所示的方块图来说明。
首先,人听到外部的命令或用眼睛看到外部的指令,并由眼睛测量出距离。
感受到这两种信息经过感觉神经送到大脑中,大脑经过分析计算,然后通过运动神经发出指令,手臂用最好的方式伸向物体,并将物体抓住,手上的感觉神经,感觉物体已经抓牢了,把信息传给大脑。
大脑命令手抓起物体,同时指令脚移动到所要求到达的地点,最后放下物体。
一般包括以下几个部分见图(b):1.控制中枢(相当于人的大脑);2.操作装置(相当于人的手);3.行走装置(相当于人的脚);4.有感觉的机器人还必须有感觉装置以及与外界环境联系的装置(相当于人的口、耳、眼、鼻以及皮肤上的感觉神经)。
实际的机器人在不同的程度上具有两种特有的属性:对环境的通用性和自动适应性。
①通用性:具有完成各种任务以及以不同的方式完成相同的结构或机械能力。
这意味着机器人的机械结构具有可变的机械形状。
②自动适应性:是指一个机器人必须被设计成由其自己去完成任务,尽管难以预知,但却可以有限的知道在完成任务期间环境的变化,通过改变路径、姿态等来处理所面对的问题,最终完成任务。
为了对机器人进行分类,必须能够定义和区分不同的类型,因此根据不同的定义就有不同的分类方法。
现在使用的有很多种。
以下介绍日本工业机器人协会(JIRA)的分类方法:第一类:手工操作装置:一种由操作人员操作的具有若干个自由度(DOF)的装置;第二类:固定程序的机器人:依照预定的不变的方法按部就班执行任务的操作装置,对任务的执行顺序很难进行修改;第三类:可变程序的机器人:与第二类是同一种类型的操作装置,但其执行步骤可以修改;第四类:再现式机器人:操作人员通过手动方式引导或控制机器人完成任务,而机器人控制装置则记录其运动轨迹,需要时可以重新调出记录的轨迹信息,机器人就能以自动的方式完成任务;第五类:数值控制机器人:由操作人员给机器人提供运动程序,而不是用手动方式教导机器人完成指定的作业任务;第六类:智能机器人:通过对环境变化的感知,改变其运动轨迹、姿态等措施圆满的完成任务。
机器人的诞生和机器人学的建立无疑是20世纪人类科学技术的重大成就。
自60年代初机器人问世以来,作为20世纪人类最伟大发明之一的机器人技术,经历了近半个世纪的发展,已取得了长足的进步。
特别是到了20世纪90年代,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速发展。
除了用于工业生产中从事焊接、喷漆、搬运和装配等作业的工业机器人的水平不断提高之外,各种用于非制造业的特种、智能机器人系统也有了长足的进展。
工业机器人在经历了诞生-成长-成熟期后,已成为现代先进制造业中必不可少的核心装备,当今世界上约有上百万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。
非制造业中的仿人性机器人、农业机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人、服务机器人等各种用途的特种机器人也正以飞快的速度向实用化迈进。
1.2 管道机器人概述20世纪70年代以来, 石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展, 各种管道作为一种重要的物料输送设施, 得到了广泛应用。
由于腐蚀、重压等作用, 管道不可避免地会出现漏孔、裂纹等现象。
同时多数管道安装环境人们不能直接到达或不允许人们直接进入, 为进行质量检测和故障诊断, 采用传统的全面挖掘法、随机抽样法工程量大, 准确率低, 管道机器人就是为解决这一实际问题产生的。
它是由可沿管道内部或外部自动行走装置、携有一种或多种传感器及操作装置如:机械手、喷枪、焊枪、刷子。
管道机器人的工作空间是复杂、封闭的各种管道, 包括水平直管、各角度弯管、斜坡管、垂直管以及变径管接口等, 所以需要在操作人员的遥控操作或计算机自动控制下, 进行一系列管道作业。
管道机器人可完成的管道作业有以下几类:1.生产、安装过程中的管内外质量检测。
2.恶劣环境下管道清扫、喷涂、焊接、内部抛光等维护。
3.使用过程中焊缝情况、表面腐蚀、裂缝破损等故障诊断。
4.对埋地旧管道的修复。
5.管道内外器材运送、抢救等其它用用途。
1.3 国内外管道机器人的发展1.3.1 国内管道机器人的发展国内在管道机器人方面的研究起步较晚, 而且多数停留在实验室阶段。
哈尔滨工业大学邓宗全教授在国家“863”计划课题“X射线检测实时成像管道机器人的研制”的支持下, 开展了轮式行走方式的管道机器人研制, 实现了管内外机构同步运动作业无缆操作技术, 并研制了链式和钢带式两种新型管外旋转机构。
该系统由六大部分组成(1)移动载体(2)视觉定位(3)收放线装置(4)X射线机(5)检测控制,系统控制(6)防护系统1----能源2----控制系统3----收放线装置4----X射线控制5----驱动装置6----X射线机7----视觉定位装置8----防护罩9----管道壁上海交通大学研发了小口径管道内蠕动式移动机构。
它是模仿昆虫在地面上爬行时蠕动前进与后退的动作设计的。
其主要机构由撑脚机构、三个气缸(前气缸、中气缸、后气缸)、软轴、弹簧片、法兰盘组成。
针对微小空间、微小管道实时探测的要求,研制成电磁驱动微小型管道机器人样机。
微小管道机器人由四个电磁驱动单元组成。
其驱动机理模拟生物体的蠕动爬行。
它是通过给线圈加一系列的时序脉冲进行控制,依次使各单元动作,达到蠕动爬行的运动。
西安交通大学设计制作了蠕动式微动直线自行走机构。
这种行走机构以电致伸缩微位移器做驱动器,以电磁铁机构作为可吸附于行走表面的保持器。
广州工业大学借用仿生学原理,研制成结构独特的,像蠕虫一样的微管道机器人的运动由电磁力驱动。
机器人由前后两个电磁线圈和前后两个驱动器组成。
当分别通电时,机器人的两个驱动器相互吸合收缩。
当后电磁线圈断电时,后部突然放松,由此产生的推力将机器人前部(前驱动器)向前推进一段距离;反向运动依次类推。
1.3.2 国外管道机器人的发展国外关于燃气管道机器人的研究始于20世纪40年代, 由于70年代的微电子技术、计算机技术、自动化技术的发展, 管道检测机器人技术于90 年代初,得到了迅猛发展并接近于应用水平。
日本机器人的发展经过了60年代的摇篮期, 70年代的实用期, 到80年代进入普及提高期, 开始在各个领域内广泛推广使用机器人。
日本管道机器人众多, 东京工业大学于1993年开始研究管道机器人, 并且成功研制出Thes系列的机器人,以下介绍Thes2Ⅲ型管道机器人,如图(1)所示:其采用“电机- 蜗轮蜗杆- 驱动轮”的驱动方案, 同时每个驱动轮都有一个倾斜角度测量轮, 通过测量轮探测机器人的倾斜角度, 并反馈给电机从而保证管道机器人的驱动轮以垂直的姿态运动。
该管道机器人系统通过CCD摄像头实现信息的采集, 整个系统采用拖缆控制方式, 检测距离超过100m。