管道除塵機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計【輪式】

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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; walkIV目錄目錄摘 要.IIIABSTRACT.IV緒論.11 概述.21.1 管道清洗機器人常見問題分析.21.2 除垢機器人理念.21.3 基本設(shè)計任務(wù).31.4 畢業(yè)設(shè)計的目的.32.1 管道射流清洗機器人的本體設(shè)計.42.1.1 移動方式選擇.42.1.2 傳動方案的選擇.42.2 管道清洗機器人變管徑自適應(yīng)性方案設(shè)計.62.3 動力系統(tǒng)的設(shè)計計算.92.3.1 管道機器人行駛阻力分析.92.3.2 減速器的選擇.122.4 機器人的速度和驅(qū)動能力校核.132.4.1 運動速度校核.132.4.2 驅(qū)動能力校核.133 鏈輪傳動的設(shè)計計算.143.1 鏈輪設(shè)計的初始條件.153.2 鏈輪計算結(jié)果.153.3 歷史結(jié)果.164 蝸輪蝸桿的設(shè)計計算.184.1 蝸輪蝸桿基本參數(shù)設(shè)計.184.1.1 普通蝸桿設(shè)計輸入?yún)?shù).184.1.2 材料及熱處理.194.1.3 蝸桿蝸輪基本參數(shù).204.1.4 蝸蝸輪精度.214.1.5 強度剛度校核結(jié)果和參數(shù).224.1.6 自然通風(fēng)散熱計算.224.2 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.234.2.1 軸的強度較核計算.234.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.244.2.3 鍵的校核.255 彈簧的設(shè)計計算.25I6 安全性能.26結(jié)論.27參考文獻.28致謝.300 緒論緒論1.1 本課題研究的內(nèi)容和意義本課題研究的內(nèi)容和意義用于石油、天然氣乃至民用上下水等管道在傳輸液、氣體過程中，因溫度、壓力不同及介質(zhì)與管道之間的物理化學(xué)作用，常常會高溫結(jié)焦，生成油垢、水垢，存留沉積物，腐蝕物等，使有效傳輸管徑減少，效率下降，物耗、能耗增加，工藝流程中斷，設(shè)備失效，發(fā)生安全事故。盡管通過添加化學(xué)劑，采用合理的工藝參數(shù)，進行水質(zhì)處理措施可以在一定程度上改善這些情況，但要完全避免污垢的產(chǎn)生是不可能的。我國的管道清洗行業(yè)長期以來 80%采用的是化學(xué)方法以及手工清洗和機械清洗方法，成本高、效率低、污染環(huán)境等，遠遠不能滿足現(xiàn)代社會日益增長的要求。探索和開發(fā)高效的清洗方法成為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活的不可或缺的環(huán)節(jié)。利用行星磨頭清洗是一種新的清洗方法。與化學(xué)清洗及手工、機械清洗相比，具有清洗質(zhì)量好、效率高、適應(yīng)性強、成本低等一系列優(yōu)點，可達到返舊還新的效果。作為一種清潔、高效、對環(huán)境無污染的清洗技術(shù)，具有可觀的經(jīng)濟和社會效益。1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況國內(nèi)外發(fā)展狀況目前在管道清洗過程中，清洗設(shè)備絕大部分是采用無動力纜繩拖拉行走方式來進行清洗，無法根據(jù)管道的內(nèi)部情況進行清洗參數(shù)的動態(tài)調(diào)整，管徑的適應(yīng)能力較差。為了解決這個問題，著眼于管道行走清洗機器人的研究開發(fā)，而在國內(nèi)這方面研究尚少。為了較好地解決管道(束)的清洗難題，開發(fā)和研制管道清洗機器人勢在必行。我們設(shè)計管道清洗機器人是把行星磨頭清洗技術(shù)與機器人技術(shù)結(jié)合起來，進行綜合設(shè)計開發(fā)，因此它的深入研究也將推動管道清洗技術(shù)的發(fā)展。1.3 本課題應(yīng)達到的要求本課題應(yīng)達到的要求作為高壓水和化學(xué)清洗的有效補充手段，行走式管路清洗方法具有一定的獨特性：如成本低廉、安全性好、無任何環(huán)境污染、水電消耗非常小。尤其是在化學(xué)清洗和高壓水清洗方法無法應(yīng)用或成本不允許的情況下,利用除垢機器人清洗能夠發(fā)揮獨特的作用,并取得良好的效果。我們采用的是壓縮空氣噴洗機器人。除垢機器人的首要要解決的問題就是行走問題，怎樣使機器人在管道中行走是除垢機器人能否成功完成的重要環(huán)節(jié)之一。目前管內(nèi)機器人的驅(qū)動方式有自驅(qū)動 (自帶動力源)、利用流體推力、通過彈性桿外加推力三種方式。根據(jù)輸灰管道和回水管道內(nèi)的實際情況，管道除垢機器人宜采用 自驅(qū)動方式。采用雙步進電機驅(qū)動，通過諧波減速器將動力傳遞給行走裝置。盡管自驅(qū)動管內(nèi)機器人行走可以采用的輪式、腳式爬行式、蠕動式，履帶式等多種形式，但因管道內(nèi)有灰、灰垢和其他雜物，環(huán)境惡劣，附著能力差采用履帶式方式比較合適，可以增大行走機構(gòu)和管道內(nèi)表面的接觸面積，提高行走時機器人的附著能力 。