加弹机热箱清洗机器人的设计

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1、校代码：10255学号：2160765加弹机热箱清洗机器人的设计DESIGNOFTHECLEANINGROBOTFORHEATINGBOXOFTHEDRAW-TEXTURINGMACHINE作者姓名：夏文专业名称：机械工程导师姓名：丁彩红答辩日期：2018年5月东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注上海镕天信息科技有限冯天兵高级工程师答辩委员会主席公司彭倚天教授/博导答辩委员会委员东华大学机械工程学院戴惠良副教授答辩委员会委员东华大学机械工程学院陈入领副教授答辩委员会委员东华大学机械工程学院邹鲲副研究员答辩委员会委员东华大学机械工程学院邓

2、吉楠讲师答辩委员会秘书东华大学机械工程学院东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容实现，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华

3、大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：东华大学硕士学位论文摘要加弹机热箱清洗机器人的设计摘要目前，我国纺织行业中加弹机热箱的清洗主要依赖于人工，但人工操作存在工作量大、工作环境差、清洗效率低等一系列的问题。加弹机热箱清洗机器人具有高效、便捷、自动化、成本低、生产效率高等优点，能有效改善工人工作环境。热箱距离地面有一定高度且倾斜放置，热箱的结构为半封闭窄缝形式的凹槽，实现高空作业的窄

4、缝清洗是本文设计的重点与难点。本课题针对企业委托开发的实际工程项目，设计了加弹机热箱清洗机器人，主要研究内容如下。首先，调研国内外污渍清洗技术、清洗设备的研究现状及清洗机器人应用技术，对加弹机热箱清洗的操作工况、污垢特性、清洗介质、人工清洗的问题与难点进行分析，进而利用功能原理法得出加弹机热箱清洗机器人的总体功能及子功能模块，并据此展开本体与末端执行器的方案对比，提出总体方案布局。清洗机器人本体的设计。首先通过机构的分析来确立机器人的运动范围和运动参数，进而完成本体子功能模块的结构设计。然后设计空间补偿臂，完成高空作业所需的空间位置补偿，并与清洗行进臂组配合工作

5、，完成所需的清洗行程。设计定位与反馈机构，确保机器人运动的可靠性；通过侧方定位和移动系统实现机器人的行走与作业时的稳定。最后通过对空间补偿臂、清洗行进臂组、定位与反馈机构、I东华大学硕士学位论文摘要侧方定位和移动系统等子功能模块的整合，完成对加弹机热箱清洗机器人本体的设计。清洗机器人末端执行器的设计。首先，确定使用化学清洗与机械力清洗相结合的方式来去除热箱凹槽内的污垢。化学清洗方式是利用清洗液喷洒器将热箱清洗剂以高压喷射方式喷到待清洗凹槽的表面；机械力清洗是通过机械力附靠型的定位与导向机构，使清洗刷紧贴热箱凹槽，完成所需的刷洗运动。然后，组件驱动部件为杠杆刷洗机

6、构提供动力源，使杠杆刷洗机构完成清洗刷摆动行程。其次，将清洗液喷洒器、定位与导向机构、杠杆刷洗结构和组件驱动部件等安装定位于基座主板上，使末端执行器结构满足空间位置限制的要求。最终完成末端执行器的总体设计与建模。最后，在完成机器人机械结构的设计后，运用ANSYS软件建立有限元分析模型，进行单元网格的划分与边界条件的确定。通过结构的静态特性分析，验证结构设计的合理性；对气缸的结构进行动态特性分析，判断其自身振动频率与末端执行器清洗时是否发生共振，从而影响机器人的清洗效果。关键词：加弹机热箱；自动化清洗；结构设计；有限元分析。II东华大学硕士学位论文ABSTRACT

7、DESIGNOFTHECLEANINGROBOTFORHEATINGBOXOFTHEDRAW-TEXTURINGMACHINEABSTRACTAtpresent,inChina'stextileindustry,thecleaningoftheheatingboxindraw-texturingmachinereliesmainlyonmanualoperation.However,thereareaseriesofproblemsinmanualoperationsuchashugeworkload,poorworkingenvironment,lowclea

8、ningefficien