管道清洁机器人毕业论文1.pdfVIP

管管道道清清洁洁机机器器⼈⼈毕毕业业论论⽂⽂1

⽬录

1绪论(1)

1.1本课题研究背景和研究意义(1)

1.2国内外发展状况(2)

1.3本计的主要内容(8)

2管道机器⼈总体计(9)

2.1管道机器⼈的总体结构计(9)

2.1.1移动⽅式选择(9)

2.1.2传动⽅案的选择(9)

2.2机器⼈变管径⾃适应性⽅案计(11)

2.3动⼒系统的计计算(15)

2.3.1管道机器⼈⾏驶阻⼒分析(15)

2.3.2减速器的选择(18)

2.4机器⼈的速度和驱动能⼒校核(19)

2.4.1运动速度校核(19)

2.4.2驱动能⼒校核(19)

3链传动的计计算(20)

3.1链轮计的初始条件(20)

3.2链轮计算结果(21)

3.3历史结果(21)

4蜗轮蜗杆的计计算(23)

4.1蜗轮蜗杆基本参数计(23)

4.1.1普通蜗杆计输⼊参数(23)

4.1.2材料及热处理(24)

4.1.3蜗杆蜗轮基本参数(24)

4.1.4蜗轮精度(25)

4.1.5强度刚度校核结果和参数(26)

4.1.6⾃然通风散热计算(26)

4.2蜗杆轴的结构计(27)

4.2.1轴的强度较核计算(27)

4.2.2轴的结构计(31)

4.2.3键的校核(32)

5过弯道能⼒和其他部件计(33)

5.1弹簧的计(33)

5.2过弯道能⼒的计(34)

5.2.1⼯作原理(34)

5.2.2过弯道能⼒的⼏何量计(34)

6管道机器⼈建模与仿真分析(38)

7总结和展望(41)

参考⽂献(43)

致谢(45)

1绪论

1.1本课题研究背景和研究意义

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，

备失效，发⽣安全事故。尽管通过添加化学剂，采⽤合理的⼯艺流程，进⾏⽔质处理措施可以在⼀定程度上改善这些情况，

但要完全避免污垢的产⽣是不可能的。我国的管道清洗⾏业长期以来80%采⽤的是化学⽅法以及⼿⼯清洗和机械清洗⽅法，成

本⾼、效率低、污染环境等，远远不能满⾜现代社会⽇益增长的要求。探索和开发⾼效的清洗⽅法成为⼯业⽣产和⼈民⽣活的

不可或缺的环节。

利⽤⾏星磨头清洗是⼀种新的清洗⽅法。与化学清洗及⼿⼯、机械清洗相⽐，具有清洗质量好、效率⾼、适应性强、成本低等

⼀系列优点，可达到返旧还新的效果。作为⼀种清洁、⾼效、对环境⽆污染的清洗技术，具有可观的经济和社会效益。

随着经济的发展、⼈们⽣活⽔平的提⾼，⼈们对于⾷品卫⽣、健康的要求越来越⾼，环保意识越来越强，如何实现油烟管道⾼

效率的清洗成了相关从业⼈员关注的问题。

本课题的研究⽬的是计⼀种应⽤于清洗油烟管道的机器⼈，解决单独靠⼈⼒很难完成，甚⾄不可能完成的油烟管道清洗任

务。本课题的研究主要有以下意义:

1、可提⾼机器⼈的清洗效率。现有油烟管道机器⼈由于机械执⾏机构只有⼀个⾃由度，清洗管道壁时，要通过不断调整机器

⼈的位姿来实现，使操作变得复杂，清洗效率较低。

2、可完成竖直油烟管道的清洗。宾馆饭店常常位于⾼层建筑物中，竖直烟道的清洗是管道清洗的重要任务。针对现有机器⼈

不能⽤于竖直管道清洗的缺点，我们计了链式履带⾏⾛、永磁吸附的机械⾏⾛机构，⽤于完成油烟管道的清洗爬壁任务。

3、可改善当前清洗油烟管道⼯⼈的⼯作环境、降低⼯⼈的劳动强度、节约清洗成本、消除油烟管道清洗的卫⽣死⾓、提⾼管

道使⽤寿命、提⾼油烟管道的清洗效率、减少⽕灾以及可避免化学清洗导致的污染和纯机械清洗对管道造成的损伤等。

4、应⽤于其它领域。通过更换机械执⾏机构、作业⼯具等可实现空调管道的清扫、船体表⾯的清洗、检测、喷漆等任务。

现代⼯农业及⽇常⽣活中使⽤着⼤量管道，⽯油、天然⽓、化⼯等领域也应⽤了⼤

第1页共45页

管道机器⼈的计与运动仿真

量管道，这些管道⼤多埋于地下或海底，输送距离近千⾥，它们的泄漏会造成严重的环境污染，甚⾄引起⽕灾，多数管道安装

环境⼈们不能直接到达或⼈们⽆法直接介⼊，另外，在⼀些⼯⼚⾥有⼤量的通风管道，在某些餐厅或饭店⾥装有⼤量的油烟管

道，这些管道或者架在空中，或者管道内径很⼩，在做质量检测、故障诊断、清洗时⽐较困难。这促使了管道机器⼈的诞

⽣。

管道机器⼈的迅速发展时期始于上个世纪80年代，它是⼀种可沿管道内部或外部⾃动⾏⾛，具有⼀种或多种传感器的操作机械

(如机械⼿