產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書模板

1、項(xiàng)目編號(hào)：工程編號(hào)：版本號(hào):保密級(jí)別:機(jī)密絕密產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書產(chǎn)品名稱:產(chǎn)品型號(hào):工程編號(hào):設(shè)計(jì):編寫:校核:審核:專業(yè)資料錯(cuò)誤!未指定書簽。XXX產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書目錄1 .背景及意義12 .設(shè)計(jì)需求分析12.1 需求表12.2 需求分析23 概念設(shè)計(jì)33.1 功能設(shè)計(jì)33.1.1 總功能模型圖33.1.2 功能結(jié)構(gòu)模型圖33.2 功能原理映射矩陣33.3 原理方案分析6XXX產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書1 .背景及意義根據(jù)我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定，根據(jù)基礎(chǔ)情況，每隔2-6年需對(duì)大型球罐或圓柱形儲(chǔ)罐檢測(cè)一次，每隔2年需對(duì)使用5年以上的管線進(jìn)行檢測(cè)（通常，在低洼、潮濕的地方挖開數(shù)處檢查）。各項(xiàng)檢測(cè)之前，都必須進(jìn)行罐體的清

2、洗打磨。目前國傳統(tǒng)的清洗和打磨方法主要利用人工手持打磨設(shè)備進(jìn)行打磨，存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工周期長(zhǎng)、安全性差等問題。隨著我國大型石油儲(chǔ)罐的大量建設(shè)，以及人類對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的日益重視，人工作業(yè)已不符合環(huán)境和發(fā)展的客觀要求，淘汰人工作業(yè)是歷史的必然。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，以及檢測(cè)人員自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，使得機(jī)器人代替人工進(jìn)行罐壁打磨作業(yè)成為迫切任務(wù)。本項(xiàng)目開發(fā)的能攜帶自動(dòng)化打磨裝備的爬壁機(jī)器人，可以大大降低大型容器打磨作業(yè)的成本，提高工作效率，特別是把檢測(cè)人員從危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境中解脫出來。因此，大型容器壁面打磨機(jī)器人的研制具有重要的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)意義和廣闊的應(yīng)用前景。2 .設(shè)計(jì)需求分析2.1 需求表匯

3、總表2.1XXX產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求表名稱容基小車最大尺寸本焊縫打磨寬度需越障高度求自重和承載能量要求吸附功能移動(dòng)轉(zhuǎn)向功能機(jī)器人在罐壁工作時(shí)，應(yīng)可靠地吸附在球罐、外表面，且吸附力不能過大。功能需求性能需求名稱03m/min機(jī)器人移動(dòng)速率打磨力大小打磨后表面要求運(yùn)動(dòng)精度要求2.2 基本需求依據(jù)2.2.1 儲(chǔ)罐打磨的基本要求根據(jù)GB/T17261-1998鋼制球形儲(chǔ)罐型式與基本參數(shù)，現(xiàn)有的球罐直徑在4600mm到26800mm之間。根據(jù)GB12337-1998鋼制球形儲(chǔ)罐中制造球罐的鋼板厚度在6mm到120mm之間。根據(jù)球罐焊接工藝，焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡，對(duì)接焊縫的余高尺寸為0-3mm,考慮裕量，取打磨機(jī)

4、器人的越障高度為5mm;球罐必須開設(shè)人孔，且人孔直徑大于等于500mm。2.2.2 打磨工具及打磨工藝分析1.打磨工具2.2.3機(jī)器人自重和承載要求2.3功能需求分析1.吸附要求機(jī)器人在罐壁表面爬行時(shí)應(yīng)該保證其可以可靠的吸附在罐壁面上，但吸附力不宜過大，否則需要的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力過大，也不容易轉(zhuǎn)向；打磨時(shí)，機(jī)器人應(yīng)該要增大吸附力使其可以牢牢吸附在罐壁表面，以免打磨過程中力的作用導(dǎo)致機(jī)器人滑落。2.4性能需求分析1 .機(jī)器人移動(dòng)速率和打磨速率的估算2 .打磨力和打磨質(zhì)量要求3.運(yùn)動(dòng)精度要求3.概念設(shè)計(jì)3.1功能設(shè)計(jì)3.1.1總功能模型圖E球罐焊縫（表面是鐵銹、油漆）S打磨球罐焊縫及其兩側(cè)各150m成右

5、范圍露出金屬光澤的打磨區(qū)域殘屑A物質(zhì)能量4信號(hào)功能圖3.1大型容器壁面打磨機(jī)器人總功能模型圖3.1.2功能結(jié)構(gòu)模型圖待打磨球 罐焊縫及 兩側(cè)各150mmE 圍信號(hào)電能電能物質(zhì) 能量 信號(hào)主功能電能電能能量固定機(jī)器人控制打磨力吸附罐壁觀看打磨機(jī)械能I電能電能轉(zhuǎn)換電能為I 機(jī)械能I轉(zhuǎn)換電能為 機(jī)械能相曲彘巧"I機(jī)械能 移動(dòng)打磨工 具改變移動(dòng)方 向II轉(zhuǎn)換電能為 ! 機(jī)械能移動(dòng)打磨工具照亮現(xiàn)場(chǎng)I電能驅(qū)動(dòng)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)砂輪輔助功能無銹干凈的焊縫及兩側(cè)各150mm范圍殘?jiān)鼒D3.2大型容器壁面打磨機(jī)器人功能結(jié)構(gòu)圖3.2 功能一原理映射矩陣功能一原理映射矩陣如表3.1。表3.1大型容器壁面打磨機(jī)器人功

6、能一原理映射矩陣原理方案能名稱機(jī)人動(dòng)器人向器轉(zhuǎn)現(xiàn)鐵S伸縮桿定機(jī)器人動(dòng)打磨頭磨壁面制打磨力控打磨亮現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)功能原理間的優(yōu)缺點(diǎn):(1)吸附方式比較永磁吸附結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維持吸附力不需要能耗，安全壁壁面離合較難，要求壁面是鐵磁性材料維持磁力需要能耗，重量大，突然斷電磁吸附跟壁面離合容易，吸附力易調(diào)整電會(huì)造成吸附力消失，要求壁面是鐵磁性材料真空吸附不受空向材料的影晌，空向材料都口容易漏氣，控制較難，需要維持干活(2)驅(qū)動(dòng)方式比較驅(qū)動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)輪式履帶式移動(dòng)速度快，便于控制著地面積小，跟壁面離合難，需要較大驅(qū)動(dòng)力，轉(zhuǎn)向易,(3)固定方式比較固定方式優(yōu)點(diǎn)電磁式磁力座式吸附力大，重量小，與壁面離合間單1需要持續(xù)消耗能量，需要要與壁面接觸才產(chǎn)生吸附力重量大，與壁面離合難(4)移動(dòng)打磨頭方式比較頭方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)龍門直線模組式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單占用空間大1結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制復(fù)雜3.3 原理方案分析3.3.1 方案1分析1 .原理方案描述方案1采用：三維結(jié)構(gòu)圖工作原理：2 .設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)變量及評(píng)價(jià)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)變量：評(píng)價(jià)參數(shù)：總質(zhì)量，總成本；3 .概念設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算(a)(b)考慮圖(a)情況，為了保證小車可以牢牢吸住壁面，要求：FAfFfnngGFa900N其中，f為橡膠履帶和壁面之間摩擦系數(shù)，其值為f0.5;n為安全系數(shù)，取n1.5;ng為瞬間加速度系數(shù)，取42。，,152150因