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1、履帶式管道自動(dòng)清灰機(jī)器人設(shè)計(jì)方案 適用環(huán)境要求適用管道形狀:圓形;適用管道直徑、長(zhǎng)度:管道直徑5 0 08 0 0 mm;管道長(zhǎng)度不超過5 0 m;適用管道的布置:水平直管道和小于5度的傾斜直管道;管道連接部分內(nèi)壁錯(cuò)位高度不超過1 0 mm;管道內(nèi)壁沉積粉塵可能為鐵粉塵、鋁鎂粉塵或面粉; 適用于有水平或豎直分支口的管道,分支口直徑為主管直徑的3分之2。 行走方式序號(hào)方式工作原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1輪式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制靈活,平坦路面性能優(yōu)越復(fù)雜管道通過性能差,越障能力不足2螺旋式驅(qū)動(dòng)效率高,牽引力大,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),運(yùn)動(dòng)速率較慢,清掃機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜 3履帶式牽引附著性能好,越障能力較強(qiáng)摩擦力大,對(duì)于平坦路面能量利用
2、率低4蛇形式越障能力好,彎道通過性能強(qiáng)姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)控制復(fù)雜,負(fù)載能力差5多足式越障能力優(yōu)越,適用于不平整管道步態(tài)規(guī)劃復(fù)雜控制困難,效率低6蠕動(dòng)式彎管,坡度較大或豎直管道通過能力強(qiáng)運(yùn)動(dòng)速度慢工作效率較低考慮到管道壁較薄,無法承載較大壓強(qiáng),采用履帶式結(jié)構(gòu),并采用三輪腿結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)機(jī)器人在管道中行進(jìn)的穩(wěn)定性 總裝配圖 履帶結(jié)構(gòu)履帶采用一體成型橡膠履帶,外輪廓為圓弧形,直徑5 0 0 mm,以適應(yīng)最小5 0 0的管徑,管徑大于5 0 0時(shí),兩側(cè)負(fù)重輪下壓,改變履帶形狀使其與管壁貼合,增大履帶與管壁接觸面積。 動(dòng)力 由于管道內(nèi)壁沉積粉塵可能為鐵粉塵、鋁鎂粉塵或面粉;考慮防爆,采用氣動(dòng)或者軟軸驅(qū)動(dòng)。本處設(shè)計(jì)采
3、用阿特拉斯科普柯公司的一款氣動(dòng)馬達(dá)作為驅(qū)動(dòng)裝置,若采用軟軸,則修改其中減速器及部分連接件結(jié)構(gòu)即可。 變徑機(jī)構(gòu)1蝸輪蝸桿調(diào)節(jié)方式2升降機(jī)調(diào)節(jié)方式3絲杠螺母副調(diào)節(jié)方式 參考上海交通大學(xué)顏國(guó)正等人的研究,本設(shè)計(jì)方案采用第三種調(diào)節(jié)方式。 變徑機(jī)構(gòu) 采用氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng),絲杠螺母與連桿機(jī)構(gòu)的組合,能適應(yīng)5 0 0 mm8 0 0 mm的管徑。 越障1驅(qū)動(dòng)輪;2行星減速器;3氣動(dòng)馬達(dá);4導(dǎo)輪;5絞牙減振器1;6絞牙減振器2 通過彈簧壓縮,可以減小上下履帶間距,以跨越障礙,最大可跨越2 0 mm障礙,三輪腿結(jié)構(gòu)相同,亦可以保證三條輪腿在管道截面不是標(biāo)準(zhǔn)圓形的情況下總能與管壁保持良好接觸。安裝時(shí)絞牙減振器可以調(diào)節(jié)彈簧高度,使履帶張緊。 屬性對(duì)于8 0 0 mm管徑,支管直徑最大在5 0 0 mm左右,兩倍的履帶接觸長(zhǎng)度,可以使在輪腿剛好處于支管上時(shí)仍能直接通過,若支管直徑小 于5 0 0或支管不處于特定位置時(shí),可減小濾袋長(zhǎng)度,使結(jié)構(gòu)更加緊湊。