小型管道清洁机器人行走机构设计

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1、小型管道清洁机器人行走机构设计目录1引言31.1论文背景、意义及要求31.2国外、国内研究概况41.3市场需求预测61.4设计的重点与难点62机器人行走机构的设计72.1空调管道系统介绍及清洗原理72.2机器人移动载体方案设计82.2.1总体方案设计82.2.2传动方案的设计92.3张紧机构的设计113.具体设计计算123.1移动载体传动计算123.1.1左右驱动轮传动计算123.1.2后万向轮传动计算10小型管道清洁机器人行走机构设计目录1引言31.1论文背景、意义及要求31.2国外、国内研究概况41.3市场需求预测61.4设计的重点与难点62机器人行走机构的设计72.1空调管道系统介

2、绍及清洗原理72.2机器人移动载体方案设计82.2.1总体方案设计82.2.2传动方案的设计92.3张紧机构的设计113.具体设计计算123.1移动载体传动计算123.1.1左右驱动轮传动计算123.1.2后万向轮传动计算10203.2张紧启动系统的设计计算243.2.1气缸的选择243.2.2启动辅助元件和回路的选择设计263.3传动齿轮﹑蜗轮蜗杆的尺寸计算273.4轴的设计﹑计算和校核273.5轴承的寿命计算324机器人转弯时的管道通过性分析334.1管道机器人在水平直角弯管的通过性分析334.2管道机器人在矩形管水平圆弧形弯头的通过性分析355结构设计361引言1.1论文背景、意义

3、及要求清洁机器人作为服务机器人领域中的一个新产品,尽管目前国内在这方面的研究开发方面已经取得一定的成果,但是仍有许多关键技术问题需要解决或提高,10行走机构就是其中的一个比较重要的技术。有的可在房间内随机移动，但要求有一定的动力和对地面有足够大的摩擦。事实上，虽然有一些公司推出了一些样品或产品，但却不能达到满意程度：清洁效果不佳，遍历时间长。随着当今社会的发展，空调通风系统在日常生活中发挥着越来越重要的作用。中央空调系统主宰着楼宇中空气的新陈代谢，被称为“建筑物之肺”。中央空调管道在长期使用中会积累许多灰尘、病菌及放射物等，这些有害物质在送风过程中便污染了空气，长期被人体吸入，就会危害大

4、众的健康。因此人们在迫切要求提高生活质量的同时，要求提高工作居住场所及其他公共场所环境质量(特别是空气质量)的呼声也越来越急切。国外发达国家由于很早以前便应用了众多的中央空调系统，针对空气质量对人身健康的危害，国外民众有比较深刻的认识(1976年美国费城的军团菌大爆发，事后认定其传染源就是该市某会场内的中央空调)。国外卫生机构相继出台了较为严密的中央空调使用及清洗法规，如:美国国家风管清洗协会制定的行业标准《暖通空调系统的评估、清洗和修复标准})CACR2002版)和日本制定的《日本风道清洗协会技术标准》CI990版)及芬兰新颁布的法律要求宾馆、饭店、洗衣房、工业加工产生粉尘物质的通风系

5、统，每年清洁一次;医院、学校等每5年一次。类似的法律可以预见将在世界各地实施。目前发达国家均成立有中央空调风管清洗协会，如:国际通风卫生评议会(TCVH)、美国风道清洗协会(NADCA)10、欧洲风道清洗协会(EVHA)、英国风道清洗协会(HVCA)旧本风道清洗协会(JADCA)等，国外的集中空调的风道清洗己经形成了一个巨大的产业。国内有超过500万个各类中央空调需要清洗保养，而且每年正在以10%的速度递增，这些中央空调大部分运行了20年以上却从未清洗。随着我国经济的发展，人们对室内空气质量所带来的危害越来越重视，尤其是2003年“非典”疫情的传播，已使人们对中央空调带来的疾病隐患有了相

6、当深刻的认识。为了保障公众健康，2006年3月1日，卫生部制定并实施了《公共场所集中空调通风系统卫生管理办法》，中央空调的卫生问题得到了前所未有的关注，对空调管道进行定期清洗势在必行。当前，人们已认识到中央空调风管内的灰尘是传播病毒的载体，10重视了中央空调的清洗，但是结果不尽人意。原因有三：一是我国大多数中央空调普遍使用粗效过滤器，最多只能过滤空气中40％的可悬浮颗粒物，近60％的颗粒物进入中央空调，依然为病毒载体，当通风时，仍有可能产生交叉感染；二是目前人们只注重中央空调机组的清洗和水处理，殊不知风管面积远远大于机组面积，而中央空调系统内95％以上的藏尘量在风管内，水洗仅降低机体内1

7、0％水垢的产生；三是没有机器人参与清洗，人进入风管清洗又存在二次污染。因此，加强中央空调通风管道的清洗，消除病毒的污染源，必须要求从事中央空调清洗的专业队伍技术先进，设备精良，这使管道清扫机器人步入了历史舞台。国外从20世纪70年代末80年代初开始重视中央空调的风道清洗，同时，随着计算机、传感器、现代控制理论和技术的发展，为管道机器人的研究应用提供了技术保证。自从1980年丹达克林发明了世界上第一台风管清洗机器人直到1990年前后，