中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)2

1、中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)摘 要本次設(shè)計(jì)的機(jī)器人用于污染的中央空調(diào)管道的清潔,整體結(jié)構(gòu)主要由 行走機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)和監(jiān)視控制系統(tǒng)三部分組成,行走機(jī)構(gòu)又分為驅(qū)動機(jī) 構(gòu)、 導(dǎo)向輪系統(tǒng)兩部分。 驅(qū)動方式為單電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人前軸。 在清掃之前, 通過調(diào)整支撐臂上的螺釘來調(diào)節(jié)兩個(gè)導(dǎo)向輪的橫向距離,保證機(jī)器人處于 管道中央時(shí)導(dǎo)向輪兩端距管道壁各有約 20mm 。清潔工作主要由旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)完成, 旋轉(zhuǎn)刷由氣動馬達(dá)驅(qū)動 , 與氣動馬達(dá) 相連的刷桿采用伸縮式結(jié)構(gòu) , 可以進(jìn)行長度調(diào)節(jié) ; 旋轉(zhuǎn)刷頭可拆卸并且有不 同的材料和尺寸系列 , 整個(gè)裝置可以進(jìn)行俯仰調(diào)整 , 從而保證在管道都能徹 底清掃到管道的邊角和頂部。

2、在清掃過程中 , 利用氣動馬達(dá)吹出的高壓空氣 將掃落的灰塵吹向前方 , 便于抽風(fēng)機(jī)抽出。清潔過程中,通過監(jiān)視系統(tǒng)可以方便的對清掃情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,當(dāng) 出現(xiàn)清掃效果不理想時(shí)可以操縱機(jī)器人后退再清掃一次。目 錄第一章 概 述 . 11.1課題的背景及意義 . 1 1.2機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 . 2 1.2.1國內(nèi)領(lǐng)先水平的管道清潔機(jī)器人 . . 2 1.2.2中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人發(fā)展趨勢 . . 3 1.3本課題的設(shè)計(jì)任務(wù) . 3第二章 中央空調(diào)管道機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 32.1工作原理及組成 . 4 2.2機(jī)器人設(shè)計(jì)原則 . 5 2.3整體方案選擇 . . 5第三章 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 73.1機(jī)

3、器人驅(qū)動機(jī)構(gòu) . 7 3.1.1電機(jī)的選擇 . . 7 3.1.2傳動齒輪的設(shè)計(jì) . . 8 3.1.3傳動軸的設(shè)計(jì) . . 13 3.2導(dǎo)向輪系統(tǒng) . 16 3.2.1導(dǎo)向輪系統(tǒng)原理 . . 16 3.2.2電機(jī)的選取 . . 16 3.2.3傳動帶的選擇 . . 17 3.2.4導(dǎo)向輪的設(shè)計(jì) . . 19第四章 清掃機(jī)構(gòu) . 214.1清掃方案確定 . 22 4.2旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)主要構(gòu)件 . 22 4.3構(gòu)件的選擇 . 23 4.3.1氣動馬達(dá)的選擇 . . 23 4.3.2旋轉(zhuǎn)刷的設(shè)計(jì) . . 25第五章 監(jiān)視控制系統(tǒng) . 285.1攝像頭的選擇 . 28 5.2攝像頭的固定和調(diào)整 . 28

4、 5.3監(jiān)視器 . 29 5.4照明裝置 . 29 5.5灰塵收集裝置 . 30第六章 總 結(jié) . 32參 考 文 獻(xiàn) . 33第一章 概 述隨著當(dāng)今社會的發(fā)展,空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)在日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。中央 空調(diào)系統(tǒng)主宰著樓宇中空氣的新陳代謝, 被稱為 “建筑物之肺” 。 中央空調(diào)管道在長期使 用中會積累許多灰塵、病菌及放射物等,這些有害物質(zhì)在送風(fēng)過程中便污染了空氣,長 期被人體吸入,就會危害大眾的健康。因此人們在迫切要求提高生活質(zhì)量的同時(shí),要求 提高工作居住場所及其他公共場所環(huán)境質(zhì)量 (特別是空氣質(zhì)量 的呼聲也越來越急切。 國外發(fā)達(dá)國家由于很早以前便應(yīng)用了眾多的中央空調(diào)系統(tǒng),針對空氣

5、質(zhì)量對人身健 康的危害,國外民眾有比較深刻的認(rèn)識 (1976年美國費(fèi)城的軍團(tuán)菌大爆發(fā),事后認(rèn)定其 傳染源就是該市某會場內(nèi)的中央空調(diào) 。 國外衛(wèi)生機(jī)構(gòu)相繼出臺了較為嚴(yán)密的中央空調(diào)使 用及清洗法規(guī), 如 :美國國家風(fēng)管清洗協(xié)會制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 暖通空調(diào)系統(tǒng)的評估、 清洗 和修復(fù)標(biāo)準(zhǔn) C ACR2002版 和日本制定的日本風(fēng)道清洗協(xié)會技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) CI990版 及 芬蘭新頒布的法律要求賓館、飯店、洗衣房、工業(yè)加工產(chǎn)生粉塵物質(zhì)的通風(fēng)系統(tǒng),每年 清潔一次 ; 醫(yī)院、 學(xué)校等每 5年一次。 類似的法律可以預(yù)見將在世界各地實(shí)施。 目前發(fā)達(dá) 國家均成立有中央空調(diào)風(fēng)管清洗協(xié)會, 如 :國際通風(fēng)衛(wèi)生評議會 (TCVH、

6、 美國風(fēng)道清洗協(xié) 會 (NADCA 、歐洲風(fēng)道清洗協(xié)會 (EVHA、英國風(fēng)道清洗協(xié)會 (HVCA舊本風(fēng)道清洗協(xié)會 (JADCA等,國外的集中空調(diào)的風(fēng)道清洗己經(jīng)形成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)有超過 500萬個(gè)各類中央空調(diào)需要清洗保養(yǎng), 而且每年正在以 10%的速度遞增, 這些中央空調(diào)大部分運(yùn)行了 20年以上卻從未清洗。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 人們對室內(nèi)空 氣質(zhì)量所帶來的危害越來越重視, 尤其是 2003年 “非典” 疫情的傳播, 已使人們對中央 空調(diào)帶來的疾病隱患有了相當(dāng)深刻的認(rèn)識。為了保障公眾健康, 2006年 3月 1日,衛(wèi)生 部制定并實(shí)施了 公共場所集中空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)衛(wèi)生管理辦法 , 中央空調(diào)的

7、衛(wèi)生問題得到 了前所未有的關(guān)注,對空調(diào)管道進(jìn)行定期清洗勢在必行。因此,中央空調(diào)清洗行業(yè)將成為中國一個(gè)新興的有著巨大潛力的發(fā)展行業(yè),對中央 空調(diào)清潔機(jī)器人的研究與開發(fā)更是具有一定的社會價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。機(jī)器人有三個(gè)發(fā)展階段,那么也就是說,我們習(xí)慣于把機(jī)器人分成三類,一種是第 一代機(jī)器人,那么也叫示教再現(xiàn)型機(jī)器人,它是通過一個(gè)計(jì)算機(jī),來控制一個(gè)多自由度 的一個(gè)機(jī)械,通過示教存儲程序和信息,工作時(shí)把信息讀取出來,然后發(fā)出指令,這樣 的話機(jī)器人可以重復(fù)的根據(jù)人當(dāng)時(shí)示教的結(jié)果,再現(xiàn)出這種動作,比方說汽車的點(diǎn)焊機(jī) 器人,它只要把這個(gè)點(diǎn)焊的過程示教完以后,它總是重復(fù)這樣一種工作,它對于外界的 環(huán)境沒有感知,

8、這個(gè)力操作力的大小, 這個(gè)工件存在不存在, 焊的好與壞, 它并不知道, 那么實(shí)際上這種從第一代機(jī)器人, 也就存在它這種缺陷, 因此, 在 20世紀(jì) 70年代后期, 人們開始研究第二代機(jī)器人,叫帶感覺的機(jī)器人,這種帶感覺的機(jī)器人是類似人在某種 功能的感覺,比如說力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺和人進(jìn)行相類比,有了各種各樣的 感覺,比方說在機(jī)器人抓一個(gè)物體的時(shí)候,它實(shí)際上力的大小能感覺出來,它能夠通過 視覺,能夠去感受和識別它的形狀、大小、顏色。那么第三代機(jī)器人,也是我們機(jī)器人學(xué)中一個(gè)理想的所追求的最高級的階段,叫智 能機(jī)器人,那么只要告訴它做什么,不用告訴它怎么去做,它就能完成運(yùn)動,感知思維 和人機(jī)

9、通訊的這種功能和機(jī)能,那么這個(gè)目前的發(fā)展還是相對的只是在局部有這種智能 的概念和含義,但真正完整意義的這種智能機(jī)器人實(shí)際上并沒有存在,而只是隨著我們 不斷的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能的概念越來越豐富,它內(nèi)涵越來越寬。清華大學(xué)精儀系機(jī)器人及其自動化研究室與解放軍工程質(zhì)量監(jiān)督總站合作, 于 2004年成功解決了管道清污移動操作機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù),研制出通風(fēng)管道智能清污機(jī)器人 MDCR-I 。與國外同類清掃機(jī)器人相比, MDCR-I 集探測、清掃、吸塵、消毒噴霧多功能于 一體,具有基于多傳感器信息的手動遙操作控制和智能化自主行駛功能,可實(shí)現(xiàn)各種圓 形和矩形截面尺寸管道內(nèi)的智能化清潔與消毒作業(yè)。上海東華大學(xué)自行

10、研制的“自主變 位四履帶足機(jī)器人”在傳動上獨(dú)樹一幟,其在任何管道中的運(yùn)動性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了進(jìn)口 產(chǎn)品,并擁有了國家專利。中央空調(diào)清潔機(jī)器人比較常見的可分為輪式、腿式、履帶式清潔機(jī)器人,它們能清 潔掉管道內(nèi)的大部分贓物,但有些偏僻的死角依然無法解決,隨著科技工作們的深入研 究, 中央空調(diào)清潔機(jī)器人已經(jīng)擺脫了簡單的控制和清理工作, 控制系統(tǒng)將越來越智能化, 操作方法也越來越方便、簡單,朝著高自動化的方向發(fā)展。1.3 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人,要求機(jī)器人可以在管道內(nèi)實(shí) 現(xiàn)前進(jìn)、后退、按一定曲率半徑回轉(zhuǎn)及原地轉(zhuǎn)向等動作,能高效地完成管道內(nèi)的清污工 作。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容為

11、:(1 了解中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人的基本構(gòu)成及工作原理, 熟悉其設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)的基 本知識。(2進(jìn)行管道清潔機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)及其零部件設(shè)計(jì)。(3設(shè)計(jì)原始參數(shù):1 機(jī)器人可以在管道內(nèi)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、 后退、 按一定的曲率半徑回轉(zhuǎn)及原地轉(zhuǎn)向等動作。2機(jī)器人的尺寸大小:高度范圍:170 400mm長度范圍:310 780mm寬度范圍:300 800mm3機(jī)器人的運(yùn)動速度為 4 12m/min4可以實(shí)現(xiàn)局部最大爬坡能力 5管內(nèi)越障 2mm 6最大行程 150m第二章 中央空調(diào)管道機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的機(jī)器人 (如圖 2-1 用于污染的中央空調(diào)管道的清潔, 整體結(jié)構(gòu)主要由行 圖 2-1中央空調(diào)管道清潔機(jī)器

12、人走機(jī)構(gòu)、清掃機(jī)構(gòu)和監(jiān)視控制系統(tǒng)三部分組成,行走機(jī)構(gòu)又分為驅(qū)動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪系統(tǒng) 兩部分。驅(qū)動機(jī)構(gòu)(如圖 2-2所示,驅(qū)動方式為單電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人前軸。在清掃之前, 通過調(diào)整支撐臂上的螺釘來調(diào)節(jié)兩個(gè)導(dǎo)向輪 (如圖 2-3 的橫向距離, 保證機(jī)器人處于管 道中央時(shí)導(dǎo)向輪兩端距管道壁各有約 20mm 。清掃工程中,兩導(dǎo)向輪分別以大小相同,方 向相反的速度旋轉(zhuǎn) (其中左導(dǎo)向輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn), 右導(dǎo)向輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn) , 其旋轉(zhuǎn)速度比機(jī) 器人前進(jìn)速度略大。 如左邊的導(dǎo)向輪碰到管道的左壁, 則導(dǎo)向輪的切向摩擦力 F 向機(jī)器人 中心偏移,簡化成牽引力 F ,及順時(shí)針的扭矩 M ,迫使機(jī)器人右轉(zhuǎn)。其左轉(zhuǎn)的原理相同。 清

13、潔工作主要由旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)完成,旋轉(zhuǎn)刷裝置是機(jī)器人清掃系統(tǒng)的核心工作部件之一, 旋轉(zhuǎn)刷由氣動馬達(dá)驅(qū)動 , 與氣動馬達(dá)相連的刷桿采用伸縮式結(jié)構(gòu) , 可以進(jìn)行長度調(diào)節(jié) ; 旋 轉(zhuǎn)刷頭可拆卸并且有不同的材料和尺寸系列 , 整個(gè)裝置可以進(jìn)行俯仰調(diào)整 , 從而保證在管 道都能徹底清掃到管道的邊角和頂部。 在清掃過程中 , 利用氣動馬達(dá)吹出的高壓空氣將掃 落的灰塵吹向前方 , 便于抽風(fēng)機(jī)抽出。設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)刷頭有四種材料系列 :尼龍刷、鋼刷、 不銹鋼刷和銅刷。尼龍刷適用于所有材質(zhì)的管道 , 不會對管道壁造成損傷 ; 鋼刷適用于各 種鋼管 ; 不銹鋼刷適用于鈦合金管道和銅鎳合金管道 ; 銅刷適用于材質(zhì)為有色金屬的管

14、道。清潔過程中,通過監(jiān)視系統(tǒng)可以方便的對清掃情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,當(dāng)出現(xiàn)清掃效果 不理想時(shí)可以操縱機(jī)器人后退再清掃一次。此外通過記錄清掃過程,也可避免一些經(jīng)濟(jì) 問題。目前全國共有上百萬臺中央空調(diào)亟待清洗保養(yǎng) , 空調(diào)清洗行業(yè)正在悄悄興起。 而國內(nèi) 市場上尚無管道清潔機(jī)器人產(chǎn)品 , 本文設(shè)計(jì)的中央空調(diào)管道清潔機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單 , 自 動化程度高 , 適用范圍廣 , 成本較低 , 對促進(jìn)我國中央空調(diào)管道清洗行業(yè)的發(fā)展、 改善室內(nèi) 空氣質(zhì)量、提高生活和健康水平等具有積極的意義。(1 最小運(yùn)動慣量原則:由于機(jī)器人運(yùn)動部件多, 運(yùn)動狀態(tài)經(jīng)常改變, 必然產(chǎn)生沖 擊和振動, 采用最小運(yùn)動慣量原則, 可增加機(jī)器

15、人運(yùn)動平穩(wěn)性, 提高機(jī)器人動力學(xué)特性。 為此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下,盡量減小運(yùn)動部件的質(zhì)量,并注意 運(yùn)動部件對轉(zhuǎn)軸的質(zhì)心裝配。(2尺度規(guī)劃優(yōu)化原則 :當(dāng)設(shè)計(jì)要求滿足一定工作空間要求時(shí),通過尺度優(yōu)化以 選定最小的臂桿尺寸,這將有利于機(jī)器人剛度的提高,使運(yùn)動慣量進(jìn)一步降低。(3 高強(qiáng)度材料選用原則:由于操作機(jī)從手腕、 小臂、 大臂到機(jī)座是依次作為負(fù)載 起作用的,選用高強(qiáng)度材料以減輕零部件的質(zhì)量是十分必要的。(4 剛度設(shè)計(jì)的原則:機(jī)器人設(shè)計(jì)中, 剛度是比強(qiáng)度更重要的問題, 要使剛度最大, 必須恰當(dāng)?shù)剡x擇桿件剖面形狀和尺寸,提高支承剛度和接觸剛度,合理地安排作用在臂 桿上的力和力矩,

16、盡量減少桿件的彎曲變形。(5可靠性原則:機(jī)器人因機(jī)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)節(jié)較多,可靠性問題顯得尤為重要。一般 來說,元器件的可靠性應(yīng)高于部件的可靠性,而部件的可靠性應(yīng)高于整機(jī)的可靠性。可 以通過概率設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出可靠度滿足要求的零件或結(jié)構(gòu),也可以通過系統(tǒng)可靠性綜合 方法評定機(jī)器人系統(tǒng)的可靠性。(6工藝性原則:機(jī)器人是一種高精度、高集成度的自動機(jī)械系統(tǒng),良好的加工和 裝配工藝性是設(shè)計(jì)時(shí)要體現(xiàn)的重要原則之一。僅有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而無良好的工藝性, 必然導(dǎo)致機(jī)器人性能的降低和成本的提高。2.3 整體方案選擇本次設(shè)計(jì)的主要難題是機(jī)器人的前進(jìn)后退及轉(zhuǎn)向控制,為此兩個(gè)比較成熟的方案:方案一:雙電機(jī)各驅(qū)動機(jī)器人兩個(gè)前輪,

17、工作人員通過攝像頭觀察機(jī)器人在管道中 的運(yùn)行情況,適時(shí)調(diào)整兩電機(jī)的速度,對機(jī)器人進(jìn)項(xiàng)轉(zhuǎn)向控制。方案二:單電機(jī)驅(qū)動機(jī)器人的前軸, 在機(jī)器人前方左右兩端各安裝一個(gè)導(dǎo)向輪系統(tǒng), 兩個(gè)導(dǎo)向輪的角度可調(diào)。清掃管道之前,調(diào)整兩個(gè)導(dǎo)向輪之間的橫向距離比管道寬度略 窄,以大小相同方向相反的轉(zhuǎn)速與機(jī)器人驅(qū)動輪同時(shí)啟停,導(dǎo)向輪轉(zhuǎn)動線速度比驅(qū)動輪 線速度略大,當(dāng)某一導(dǎo)向輪碰到管壁時(shí),導(dǎo)向輪的切向力和電機(jī)的牽引力的合力會迫使 機(jī)器人轉(zhuǎn)向,從而保證機(jī)器人始終運(yùn)行在管道的中央并能完成自動轉(zhuǎn)向。相比較而言,方案一結(jié)構(gòu)簡單,控制靈活,但兩電機(jī)的速度差的控制不好把握,兩 電機(jī)啟動的同步度不好控制,而且對工作人員的技術(shù)要求較高,

18、工作人員的勞動強(qiáng)度較 大,機(jī)器人的自動化程度較低;方案二采用導(dǎo)向輪系統(tǒng),在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是個(gè)創(chuàng)新, 提高了機(jī)器人的智能化,大大減輕了工作人員的工作量,只是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及傳動系統(tǒng)稍微 復(fù)雜一些。綜合考慮這兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn),我決定采用方案二。另外本次設(shè)計(jì)采用輪式機(jī)構(gòu)傳輸,輪外部采用橡膠制履帶,工業(yè)橡膠與管道的摩擦 系數(shù)為 0.8,是普通塑料輪子與鋼管摩擦系數(shù)的 5.8倍,是鋁合金輪子與鋼管摩擦系數(shù) 的 4.7倍。 圖 2-2驅(qū)動機(jī)構(gòu)示意圖 圖 2-3導(dǎo)向輪結(jié)構(gòu)圖第三章 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)驅(qū)動機(jī)構(gòu)(如圖 2-2所示,根據(jù)任務(wù)書的要求機(jī)器人在管道中的前進(jìn)速度為 4 12m/min, 即速度在 0.067 0.2

19、m/s之間。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求初步估計(jì)機(jī)器人小車的尺寸:長 寬 高 =200300300(1根據(jù)外形尺寸,估計(jì)機(jī)器人的總質(zhì)量 MM=箱體質(zhì)量 +履帶機(jī)構(gòu)質(zhì)量 +機(jī)器人驅(qū)動機(jī)構(gòu)質(zhì)量 +旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)質(zhì)量 +導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)質(zhì)量+傳輸線質(zhì)量 +攝像頭系統(tǒng)質(zhì)量。大體估計(jì)總重為 15kg 。(2計(jì)算驅(qū)動機(jī)器人所需要的牽引力 FF=履帶輪摩擦力 +旋轉(zhuǎn)刷摩擦力,據(jù)估計(jì)牽引力大小在 125N 左右 (3電機(jī)的選取小型減速電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、輸出轉(zhuǎn)速低、輸出扭矩大等優(yōu)點(diǎn),比較符合 該機(jī)器人的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,因此優(yōu)先選用。初選減速交流電機(jī),型號:70YN15-2的減速單相電容可逆電動機(jī),生產(chǎn)廠家江蘇無 錫紅湖電機(jī)有限公司。

20、電動機(jī)的性能參數(shù)如下:輸出功率:P=20W;電壓:U=220V;頻率:f=50HZ; 電流:I=0.35A;輸出轉(zhuǎn)速:20r/min;允許負(fù)載:F=5Nm 外形尺寸如(圖 3-1 : 圖 3-1驅(qū)動電機(jī)的外形尺寸方案設(shè)計(jì)如下:初選車輪直徑 d=110mm,由車的前進(jìn)速度 0.1m/s得第二級齒輪轉(zhuǎn)速:2/( 0.29/N V d r s =則傳動比: u=12N N =(1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1由選定的傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動2管道清潔機(jī)器人速度和扭矩不大,故選用 7級精度(GB-10095-883材料選 擇:由參 考書 1表 10-1選擇 大小齒輪 皆為 40Cr 調(diào) 制

21、淬火 硬度為 241-256HBS 或 48-55HRC選用小齒輪數(shù) 1Z 和大齒輪數(shù) 2Z124Z =21.152427.6Z =取 228Z =(2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由參考書 1設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-9a 進(jìn)行試算,即11 (132. 2H Ed t t Z u式中:1t d . 小齒輪分度圓直徑; t K . 載荷系數(shù);1T . 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩; d . 齒寬系數(shù); u . 傳動比; E Z 彈性影響系數(shù); H 接觸疲勞許用應(yīng)力。1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 1.3t K =計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 5411195.510/1.9110T P n N m m = 由參考書 1表 1

22、0-7選取齒寬系數(shù) 0.5d =由參考書 1表 10-6查德材料的彈性影響系數(shù) 218. 189MPa Z E =由參考書 1圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1lim H ,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 2lim H 。其中:1lim H =1090MPa, 2lim H =1090MPa。由參考書 1式 10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 11160hnjL N n =, 21/N N u=711. 4410N =, 721.2510N =。由參考書 1圖 10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1H N K , 2H N K 1H N K =1.14, 2計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力11li

23、m 1( /H HN H K S = 1(1.141090 /112.42.6H M Pa = 22lim 2( /H HN H K S = 2M Pa =2計(jì)算計(jì)算小齒輪分度圓直徑 1t d ,代入 H 中較小的值 1t d 計(jì)算圓周速度 v11/(601000 3.143020/(60100 0.0314/t v d n v m s =計(jì)算齒寬 b 已知 1d t b d = 可得 0.53015b m m = 計(jì) 算 齒 寬 與 齒 高 之 比 /d h :已 知 模 數(shù) 11/30/241.25t m t d z =, 齒 高2. 252. 251. 252. 81h m t m m

24、=得:/d h =15/2.8125=5.33 計(jì)算載荷系數(shù):根據(jù) v=0.314m/s, 7級精度,由參考書 1圖 10-8查得動載系數(shù) 1.0V K = 直齒輪,假設(shè) /100/a t K F b N m m 。由參考書 1表 10.3查得 1.1H a Fa K K = 由參考書 1表 10-2查得使用系數(shù) 1.0A K =由參考書 1表 10-4查得 7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時(shí):223H d d K d-=+將數(shù)據(jù)代入后得:H K =由參考書 1圖 10-13查得 1.15F K =則有載荷系數(shù)1.3684A V H H K K K K K =按實(shí)際載荷系數(shù)校正所得的分度圓直

25、徑由參考書 1式(10-10a 得:1311(/ t d d K Vt =30131.3684(計(jì)算模數(shù) m=(3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì):由參考書 1式(10-5得彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式:m (3.3 式中:m. 代表齒輪模數(shù) k. 代表載荷系數(shù) 1T 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 d 齒寬系數(shù) 1 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值由參考書 1圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1590FE M Pa =大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限2590F E M P a =由參考書 1圖 10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù):FN K = 20.98FN K =計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4,由參考書 1式 10-12得

26、=222/0.98590/1.4413F FN FE K S M P a =計(jì)算載荷系數(shù) K1.001.001.11.151.266A V H H K K K K K =查得齒形系數(shù)由參考書 1表 10-5查得:12.50Fa Y = 22.62F a Y =查得應(yīng)力校正系數(shù)由參考書 1表 10-5查得:11.55Sa Y = 21.59Sa Y =計(jì)算大小齒輪的F a SaF Y Y 并加以比較1112.801.55/408.790.01062Fa Sa F Y Y =2222.721.57/424.30.01009Fa Sa F Y Y =可知小齒輪的數(shù)值大。 2設(shè)計(jì)計(jì)算對此計(jì)算結(jié)果, 由

27、于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算 模數(shù)的數(shù)值, 由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力, 而齒面接 觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力, 僅與齒面直徑 (即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān), 可取由彎 曲強(qiáng)度所 算得的 模數(shù) 1.213, 可就近 圓正為 1.3,按 接觸強(qiáng) 度算得 的分度 圓直徑mm d 517. 301=, 算 出 小 齒 輪 齒 數(shù) 34. 20/11=m d Z 取 20, 大 齒 輪 齒 數(shù)252. 242021. 112=Z u Z 。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動, 既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度, 又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度, 并做到了結(jié)構(gòu)緊湊,避免

28、浪費(fèi)。 (4計(jì)算幾何尺寸 1計(jì)算分度圓直徑: mm m Z d 263. 12011= mm m Z d 5. 3222= 2計(jì)算中心距mm d d a 25. 292/ 3426(2/ (21=+=+= 3計(jì)算齒輪寬度 15305. 01=d b d 取 mm B mm b 70, 1512= (5演算:N d T F t 33. 127330/1091. 12/2411=mm N mm N b F K t A =10089. 8415/33. 12731/ ,合適。通過以上方案設(shè)計(jì)初選車輪直徑 d=110mm,第二級齒輪轉(zhuǎn)速 N 2=0.29r/s,傳動比u=1.15。(1求出輸出軸上的功

29、率 P 轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T扭矩 T=9550000mmN n P =106487. 106476029. 00194. 09550000/(2求作用在齒輪上的力因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為 5. 32253. 122=Z m d t 圓周力 Nd T F t 26. 6555. 32106482/22=徑向力 N F F t a 5. 23820tan 26. 655tan = (3初步確定軸的最小直徑:先按參考書 1 式(15-2初步估算軸的最小直徑選軸的材料 , 由參考書 1表(15-1 選35SiMn調(diào) 質(zhì) 處 理 , 毛 坯 直 徑 mm 100此 種 材 料 的 機(jī) 械 特 性

30、800=b 570=s 3551=-2051=-硬度 299-286HBS 。 根據(jù)參考書 1表(15-3取 A 1000=則 24. 7 4. 17/0194. 0(100 /(31310min =n T A d 又軸端安裝車輪需用鍵槽應(yīng)擴(kuò)大 7%-8% 故 %81(24. 7min +=d =7.83,圓正為 8mm 。 軸的具體尺寸設(shè)計(jì)見(圖 3-2 。 圖 3-2齒輪軸(4按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 1計(jì)算各力的大小 由估算的車的重量和阻力得N F F NH NH 5. 4321=, N F F NV NV 5. 2721=, N F F NV NV 89. 443=。由力矩平衡得N

31、F t 2. 139=, N F F t r 23. 4520tan = 2畫彎矩 , 扭矩圖(如圖 3-3所示。 3校核軸的強(qiáng)度已知軸的彎矩和扭矩后,可針對某些危險(xiǎn)截面做彎矩合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng) 度理論計(jì)算應(yīng)力,其公式為 224+=ca 。通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 是對稱循環(huán)變應(yīng)力,而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常不是對稱循環(huán)便應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響,引入折合系數(shù) ,則計(jì)算應(yīng)力為 22 (4+=ca (式中 1=PNH1 Fr 圖 3-3軸彎矩、扭矩圖對于直徑為 d 的圓周, 彎曲應(yīng)力 W M /=, 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T W T /=, 將 和 代入上 式,則軸的彎矩合成強(qiáng)度

32、條件為12222(2(4 (-+=+=WT MWT W M W式中: ca 軸的計(jì)算應(yīng)力,單位為 MPa M 軸所受的彎矩,單位為 Nmm T 軸所受的扭矩,單位為 NmmW 軸的抗彎截面系數(shù),單位為 mm 3,計(jì)算公式見參考書 1表 15-4 1-對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力,其值可按參考書 1表 15-1選用經(jīng)計(jì)算得 7095. 21=-ca 。故經(jīng)校核該設(shè)計(jì)可用。前軸和后軸相比除沒有齒輪外可選用相同的尺寸, 因?yàn)楹筝S承受了主要的彎矩力矩, 軸經(jīng)校核符合要求,前軸也應(yīng)符合要求。4軸承的選擇由于滾動軸承與滑動軸承相比,具有摩擦阻力矩較小;徑向有隙較小、運(yùn)轉(zhuǎn)精 度較高;結(jié)構(gòu)緊湊簡單等優(yōu)點(diǎn),

33、而軸承主要須傳遞徑向載荷,所以選用應(yīng)用廣泛的深 溝球軸承。根據(jù)軸徑選取型號:兩對型號為 100的深溝球軸承。為控制機(jī)器人在管道中前進(jìn)方向, 在機(jī)器人前方左右兩端各安裝一個(gè)導(dǎo)向輪。 在清 掃之前,調(diào)整支撐臂上的螺釘來控制兩個(gè)導(dǎo)向輪的橫向距離,保證機(jī)器人處于管道中央 時(shí)導(dǎo)向輪兩端距管道壁各有約 20mm 。清掃工程中,兩導(dǎo)向輪分別以大小相同,方向相反 的速度旋轉(zhuǎn) (其中左導(dǎo)向輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn), 右導(dǎo)向輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn) , 其旋轉(zhuǎn)速度比機(jī)器人前 進(jìn)速度略大(如圖 3-4 。如左邊的導(dǎo)向輪碰到管道的左壁,則導(dǎo)向輪的切向摩擦力 F 向 機(jī)器人中心偏移, 簡化成牽引力 F , 及順時(shí)針的扭矩 M , 迫使機(jī)器人右

34、轉(zhuǎn)。 其左轉(zhuǎn)的原理 相同。在此處可以仿照汽車的機(jī)構(gòu)后輪采用差動裝置,這樣可以更方便的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。 但考慮到這樣會使結(jié)構(gòu)更復(fù)雜,同時(shí)增加車重,會帶來一系列的問題。最重要的是,設(shè) 計(jì)的機(jī)器人質(zhì)量較輕,并且行進(jìn)速度不高。這樣完全可以旨在導(dǎo)向輪的輔助作用下即可 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。因已知導(dǎo)向輪輸出線速度比驅(qū)動輪線速度 0.1m/s稍大, 暫定 0.12m/s, 導(dǎo)向輪直徑 暫定 66mm ,帶的傳動比為 2,則電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速為 86.86r/min。在此選用小型交流減速電機(jī),因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)緊湊,體積小,價(jià)格低,且購買方便。通 過網(wǎng)上查詢并對它的輸出轉(zhuǎn)距,輸出轉(zhuǎn)速,以及安裝尺寸進(jìn)行比較,再次用北京臺立偉 成機(jī)電有限公司

35、的電機(jī),型號為 2IK6A-C 。電動機(jī)的性能參數(shù)和尺寸如表 3-1:表 3-1電機(jī)性能參數(shù) 圖 3-4機(jī)器人在管道中前進(jìn)示意圖由于驅(qū)動電機(jī)與導(dǎo)向輪是遠(yuǎn)距離傳動, 所以采用傳動帶, 并且?guī)鲃泳哂薪Y(jié)構(gòu)簡單, 傳動平穩(wěn),能緩沖吸振,且造價(jià)低廉,不需要潤滑,維護(hù)容易等特點(diǎn)。平帶雖然結(jié)構(gòu)簡單, 但是尺寸較大, 最小尺寸系列的平帶的最小帶輪直徑為 112mm , 所以不合適。雖然輕型 V 帶系列,尺寸小,傳動功率大,但是它適合傳動中高速轉(zhuǎn)速,即小帶輪 轉(zhuǎn)速在 100 5000r/min之間。 而所設(shè)計(jì)的減速電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為 50r/min, 雖然傳遞功率 并不大, 但是由于轉(zhuǎn)速太低, 帶所傳遞的力就很大

36、, 那么所選帶的型號就大, 根數(shù)也多, 所以也不合適。因此選擇了圓弧齒同步帶(HTD , 它能在低速下傳遞較大功率,預(yù)緊力小,結(jié)構(gòu)緊18由參考書 2中表 36.1-71同步帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算過程如下:(1設(shè)計(jì)功率 PdPd=KAP=1.00.006kw=0.006kw, 其中工況系數(shù) KA=1.0 2 選帶型和節(jié)距 Pb根據(jù)設(shè)計(jì)功率 Pb 和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=50r/min, 由參考書 2圖 36.1-22選帶型 5M 節(jié)距 Pb=5mm3 小帶輪齒數(shù) Z1和節(jié)圓直徑 dP 1由 Z112min =Z (由參考書 2表 36.1-81查得 ,選取 Z1=15 dP 1=bP Z 1=mmmm 8

37、9. 23515=4 確定大齒輪齒數(shù) Z2和節(jié)圓直徑 dP 2 Z 2=iZ=12mm mm P Z dP b77. 47530, 301522=5 帶速 vs m V s m s m n dP v /40/00625. 0/10000605089. 231000060max 11=6 初定軸間距 a 0 a 0=182mm7 帶長 L 0及其齒數(shù) Z21221004dP dP ( dP dP (22a a L -+=mm 182489. 2377. 47( 77. 4789. 23(218222-+= mm 29. 477=查表取標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長 480mm, 齒數(shù) Z=30 8實(shí)際軸間距 a 當(dāng)

38、軸間距不可調(diào)整時(shí), 根據(jù)已知條件:a=, 97. 3772cos2112=-dP dP 可算出193. 57180121-=adP dP =3. 5718289. 2377. 47180-9帶寬 bs已知各種帶型的基準(zhǔn)寬度如表 3-2所示:表 3-2各種帶型的基準(zhǔn)寬度 0S 由參考書 2公式 36.1-7計(jì)算得, bs=9mm由由參考書 2表 36.1-90知圓弧齒同步帶帶輪尺寸如(表 3-3 :(單位:mm 20表 3-3圓弧齒同步帶帶輪尺寸 為了方便加工,導(dǎo)向輪應(yīng)該是簡單的圓柱形。同時(shí)為了增大摩擦力,適當(dāng)增大其高 度(15mm 及直徑(5mm ,加工好之后再在導(dǎo)向輪外面纏上一層工業(yè)橡膠。為

39、了減輕尺寸及重量,可以選擇軸的材料選用 40Cr 。 (1初選軸徑由于軸為傳動軸,主要受轉(zhuǎn)距,受很小的彎矩,所以利用根據(jù)按轉(zhuǎn)距計(jì)算軸徑的計(jì) 算公式,由參考書 2中表 20-10知:對于實(shí)心軸:dN式中: P軸的輸出功率 N軸的轉(zhuǎn)速A與軸材料及其相應(yīng)的許用扭剪應(yīng)力有關(guān)的設(shè)計(jì)系數(shù),選取 A=1058(由 參考書 2表 20-11查得 ,計(jì)算得:d mm 525. 6。取 d=14mm(由下面軸承安裝尺寸 dmin=12.4mm求得 (2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于傳動軸較短,帶輪尺寸很小,帶輪的軸向及周向固定很不方便,所以決定將帶 輪、導(dǎo)向輪及軸作成一體,如圖 3-5。 21圖 3-5傳動軸尺寸根據(jù)軸徑 d mm

40、 525. 6 選取軸承號為 6000的深溝球軸承,其中軸承內(nèi)圈通過軸向固 定,軸向固定通過與軸過盈配合。外圈與軸承孔過盈配合進(jìn)行軸向固定,軸向固定通過 端蓋實(shí)現(xiàn)。第四章 清掃機(jī)構(gòu)清潔工作主要由旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)完成,旋轉(zhuǎn)刷裝置是機(jī)器人清掃機(jī)構(gòu)的核心工作部件之 一, 旋轉(zhuǎn)刷由氣動馬達(dá)驅(qū)動 , 與氣動馬達(dá)相連的刷桿采用伸縮式結(jié)構(gòu) , 可以進(jìn)行長度調(diào)節(jié) ;旋轉(zhuǎn)刷頭可拆卸并且有不同的材料和尺寸系列 , 整個(gè)裝置可以進(jìn)行俯仰調(diào)整 , 從而保證在 管道都能徹底清掃到管道的邊角和頂部。 在清掃過程中 , 利用氣動馬達(dá)吹出的高壓空氣將 掃落的灰塵吹向前方 , 便于抽風(fēng)機(jī)抽出。 設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)刷頭有四種材料系列 :尼龍刷

41、、 鋼刷、 不銹鋼刷和銅刷。尼龍刷適用于所有材質(zhì)的管道 , 不會對管道壁造成損傷 ; 鋼刷適用于各 種鋼管 ; 不銹鋼刷適用于鈦合金管道和銅鎳合金管道 ; 銅刷適用于材質(zhì)為有色金屬的管 道。此外應(yīng)注意的一個(gè)問題是:旋轉(zhuǎn)刷在轉(zhuǎn)動時(shí),管道上部的灰塵會在旋轉(zhuǎn)刷的的帶動 下飛向前方,而管道下方的灰塵則會飛向機(jī)器人本身。為此可以在機(jī)器人的下部安裝一 臺吹風(fēng)機(jī)將灰塵吹向前方,但考慮到這樣會使機(jī)器人的重量加大,這樣會帶來一系列問 題,比如:會增大驅(qū)動氣動馬達(dá)的功率,從而加大了車重和車的尺寸,這樣做。是得不 償失的, 因此我決定在管道的另一端裝上灰塵收集裝置 (即一個(gè)大的抽風(fēng)機(jī) , 這樣就可 以將灰塵都吸走。

42、從而解決了以上的問題。為了提高清掃的質(zhì)量,系統(tǒng)可以采用左右擺動或上下擺動。當(dāng)采用上下擺動時(shí),可 以采用四桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)或不完全齒。當(dāng)采用左右擺動時(shí),則須在支撐桿上加上一個(gè)支桿,并須用球鉸鏈聯(lián)接,結(jié)構(gòu)較復(fù) 雜。同時(shí)在支撐桿上鉆孔安裝鉸鏈會對桿產(chǎn)生削弱。此外如想改變旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)的高度也 不易實(shí)現(xiàn),故不采用此結(jié)構(gòu)。此兩種方案設(shè)計(jì)出來的旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜,鑒于目前所學(xué)知識限制,我設(shè) 計(jì)了一個(gè)比較簡單的清掃方案,即在氣動馬達(dá)的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)刷實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動,對管道進(jìn)行清 洗。旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)的主要構(gòu)件有氣動馬達(dá)、旋轉(zhuǎn)刷、支架、夾具、螺管等。結(jié)構(gòu)簡圖如圖 4-1所示:22 圖 4-1旋轉(zhuǎn)刷系統(tǒng)簡圖氣動馬達(dá)是以壓縮空

43、氣為工作介質(zhì)的原動機(jī),它是采用壓縮氣體的膨脹作用,把壓 力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動力裝置。各類型式的氣馬達(dá)盡管結(jié)構(gòu)不同, 工作原理有區(qū)別, 但大多數(shù)氣馬達(dá)具有以下特點(diǎn): (1 可以無級調(diào)速。 只要控制進(jìn)氣閥或排氣閥的開度, 即控制壓縮空氣的流量, 就 能調(diào)節(jié)馬達(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速。便可達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和功率的目的。(2 能夠正轉(zhuǎn)也能反轉(zhuǎn)。 大多數(shù)氣馬達(dá)只要簡單地用操縱閥來改變馬達(dá)進(jìn)、 排氣方 向,即能實(shí)現(xiàn)氣馬達(dá)輸出軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),并且可以瞬時(shí)換向。在正反向轉(zhuǎn)換時(shí),沖擊 很小。氣馬達(dá)換向工作的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它具有幾乎在瞬時(shí)可升到全速的能力。葉片式 氣馬達(dá)可在一轉(zhuǎn)半的時(shí)間內(nèi)升至全速; 活塞式氣馬達(dá)可以在不到一

44、秒的時(shí)間內(nèi)升至全速。 利用操縱閥改變進(jìn)氣方向, 便可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時(shí)間短, 速度快, 沖擊性小, 而且不需卸負(fù)荷。(3工作安全,不受振動、高溫、電磁、輻射等影響,適用于惡劣的工作環(huán)境,在 易燃、易爆、高溫、振動、潮濕、粉塵等不利條件下均能正常工作。(4 有過載保護(hù)作用, 不會因過載而發(fā)生故障。 過載時(shí), 馬達(dá)只是轉(zhuǎn)速降低或停止, 當(dāng)過載解除,立即可以重新正常運(yùn)轉(zhuǎn),并不產(chǎn)生機(jī)件損壞等故障?？梢蚤L時(shí)間滿載連續(xù) 運(yùn)轉(zhuǎn),溫升較小。(5具有較高的起動力矩,可以直接帶載荷起動。起動、停止均迅速?？梢詭ж?fù)荷 啟動。啟動、停止迅速。(6 功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍較寬。 功率小至幾百瓦, 大至幾萬瓦; 轉(zhuǎn)

45、速可從零一直到每分鐘萬轉(zhuǎn)。(7操縱方便,維護(hù)檢修較容易 氣馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,馬力大, 操縱容易,維修方便。(8 使用空氣作為介質(zhì), 無供應(yīng)上的困難, 用過的空氣不需處理, 放到大氣中無污 染 壓縮空氣可以集中供應(yīng),遠(yuǎn)距離輸送由于氣馬達(dá)具有以上諸多特點(diǎn), 故它可在潮濕、 高溫、 高粉塵等惡劣的環(huán)境下工作。 除被用于礦山機(jī)械中的鑿巖、鉆采、裝載等設(shè)備中作動力外,船舶、冶金、化工、造紙 等行業(yè)也廣泛地采用。因?yàn)闅鈩玉R達(dá)結(jié)構(gòu)比較簡單,使用氣動馬達(dá)可以使機(jī)器人旋轉(zhuǎn)刷結(jié)構(gòu)簡化,經(jīng)過選 擇比較,我決定選取葉片式氣動馬達(dá)。葉片式氣動馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn):(1保證迅速的啟動;(2非常簡單的調(diào)節(jié)輸出扭矩和轉(zhuǎn)

46、速;(3過載停轉(zhuǎn)不會被損壞;(4設(shè)計(jì)簡單,長壽命,低價(jià)格;(5 瞬時(shí)逆轉(zhuǎn);(6可以無油操作經(jīng)過網(wǎng)上查詢,我決定選取溫州博泰機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的氣動馬達(dá),他們生產(chǎn) 的氣動馬達(dá)主要有以下幾種型號 :表 4-1氣動馬達(dá)型號 圖 4-2氣動馬達(dá)設(shè)計(jì)的清掃刷的示意圖如圖 4-3所示。 圖 4-3清掃刷的示意圖圖中表示了清掃刷的左右兩半部分,中間空的地方是連接氣動馬達(dá)的。其中,刷子的兩個(gè)端面部分的刷毛做成弧狀是為了能夠更徹底的清掃,此外,在兩端刷子對應(yīng)氣動 馬達(dá)伸出軸上圓周的位置可設(shè)計(jì)出對應(yīng)的安裝開口銷的銷釘口以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)刷與氣動馬達(dá) 的連接。第五章 監(jiān)視控制系統(tǒng)(1目前,市場上的主流攝像頭使用的感光元件

47、主要有 CCD 和 CMOS 兩種。 CCD 是應(yīng)用在攝影、攝像方面的高端元素技術(shù),采用 CCD 感光元件的攝像頭在各方面的性 能都不錯(cuò),具有成像靈敏度高、抗震動、體積小等優(yōu)點(diǎn),但價(jià)格較貴。 CMOS 則主要應(yīng) 用于較低影像品質(zhì)的產(chǎn)品中,具有價(jià)格低、響應(yīng)速度快、功耗低等優(yōu)點(diǎn),但 CMOS 攝像 頭對光源要求高。(2現(xiàn)在市場上數(shù)碼攝像頭的連接方式有接口卡、并口和 USB 接口三種。 通過對工作環(huán)境、圖像要求以及經(jīng)濟(jì)性的綜合考慮,決定采用 GS-388彩色數(shù)碼攝 像機(jī),由于管道內(nèi)光線較暗,所以另外安裝燈光照明系統(tǒng)。由于所清掃管道的高度變化范圍很大,所以需要方便的調(diào)整攝像頭的高度。本設(shè) 計(jì)采用攝像頭螺管與機(jī)器人基座螺紋連接,并用緊定螺釘壓緊,根據(jù)需要靈活可靠的 調(diào)整攝像頭及照明系統(tǒng)的高度。另外攝像頭、照明系統(tǒng)、