需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 論文題目： 管道爬行器的研究與設(shè)計 學(xué)生姓名： 所在院系： 機(jī)電學(xué)院 所學(xué)專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 導(dǎo)師姓名： 完成時間： 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 摘 要 本課題是在對管道爬行器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動研究分析的基礎(chǔ)上。本次設(shè)計在基礎(chǔ)上構(gòu)建管道爬行器的若干套三維造型，然后依據(jù)要求進(jìn)行選擇。最終方案采用列車連接結(jié)構(gòu) ,伸縮結(jié)構(gòu)和 “傘 ”型結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)管道內(nèi)部的彎道和大范圍內(nèi)徑變化管道。通過電氣控制，使各電機(jī)順序動作以完成通過十字型和丁字型等較復(fù)雜的管道 ,通過新 型吊環(huán)的調(diào)節(jié)始終保持?jǐn)z像裝置與水平面的平行。對管道爬行器的控制要求，采用常規(guī)的電氣控制分析方法 設(shè)計電氣部分的控制電路，最終方案采用人工控制電機(jī)的順序動作進(jìn)行管道內(nèi)的轉(zhuǎn)彎，里程計反饋信息與管道工程圖相結(jié)合的方法來進(jìn)行爬行器的定位。為研究管道爬行器打下了一定的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞： 自適應(yīng)性，伸縮結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑變化，新型吊環(huán)， 要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 of he on of to D by of in by of by of s s ew 要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 目 錄 1 緒論 . 1 2 設(shè)計方案初步分析 . 2 線控制與有線控制的選擇 . 2 線控制及拖拽 . 2 拖曳 . 2 動方式選擇 . 2 式爬行 . 2 帶爬行 . 3 態(tài)調(diào)整的選擇 . 3 傳感器的關(guān)節(jié)進(jìn)行調(diào)整 . 3 用吊籃方式進(jìn)行調(diào)整 . 4 用新式吊籃進(jìn)行調(diào)整 . 4 適應(yīng)分析 . 4 縮臂長和加彈簧方式 . 5 縮臂長和 “傘 ”型搖桿 . 5 案的基本確定 . 5 3 方案一的設(shè)計與分析 . 5 身的設(shè)計 . 6 腿的設(shè)計 . 6 縮單元 . 7 長單元 . 8 節(jié)單元 . 8 動輪的設(shè)計 . 8 案 一的分析 . 9 4 方案二的設(shè)計與分析 . 9 身的設(shè)計 . 9 身內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 9 給螺桿與螺母的設(shè)計 . 10 籃的設(shè)計 . 10 腿的設(shè)計 . 11 案二的分析 . 11 5 方案三的設(shè)計與分析 . 12 身的設(shè)計 . 12 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 身內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu) 的設(shè)計 . 13 給絲杠和螺母的設(shè)計 . 13 擇聯(lián)軸器 . 17 擇鍵 . 17 環(huán)的設(shè)計 . 18 承的設(shè)計 . 18 腿的設(shè)計 . 19 動輪的設(shè)計 . 19 道爬行的實現(xiàn) . 20 道內(nèi)路口轉(zhuǎn)彎的實現(xiàn) . 20 體裝 配體設(shè)計 . 21 6 管道爬行機(jī)器人的功能分析 . 21 7 管道爬行機(jī)器人的動作分析 . 22 8 電氣控制基本元器件的選取 . 22 機(jī)的參數(shù)計算與選取 . 22 動輪電機(jī)的參數(shù)計算 . 22 電機(jī)參數(shù)計算 . 23 器人動力源的選取 . 24 源的選取 . 24 機(jī)調(diào)速元件的選取 . 25 聯(lián)電阻調(diào)速方法的實現(xiàn) . 25 型調(diào)節(jié)脈寬 調(diào)速的實現(xiàn) . 26 機(jī)調(diào)速方法的確定及元件的確定 . 27 9 電路設(shè)計 . 28 足電機(jī)動作的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的電路設(shè)計 . 28 后傘足的張開閉合電路設(shè)計 . 28 機(jī)部分總電路設(shè)計 . 29 機(jī)順序動作的電路設(shè)計 . 30 為控制 . 30 輯控制 . 30 片機(jī) /行自動控制 . 31 明系統(tǒng)的電路設(shè)計 . 32 道內(nèi)機(jī)器人定位系統(tǒng)（ 設(shè)計 . 33 行器管道內(nèi)定位方案的提出與分析 . 33 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 器人定位系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計 . 35 10 結(jié)論 . 36 11 結(jié)束語 . 37 致謝 . 38 參考文獻(xiàn) . 38 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 1 緒論 隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，天然氣管道以及各種輸送管道的應(yīng)用越來越多。在我國及世界各個國家內(nèi)，由于地形的限制和土地資源的有限，在地下都埋設(shè)了很多的輸送管道，例如，一方面天然氣管道、石油管道等，在埋有管道的地面上都已經(jīng)建成了很多的建筑物、公路等，給管道的維修和維護(hù)造成了很大的困難。當(dāng)這些管道由于某些原因造成了泄露、堵塞等問題時，人們普通的做法是挖開道路進(jìn)行維修，有些時候如果不能準(zhǔn)確判斷泄露和堵塞的具體位置時，會浪費(fèi)很多的時間和精力，同時降低了工作效率 7。另一方面石油、天然氣、化工、電力、冶金等工 業(yè)的管道工程大多采用焊接管路。為了保證焊接管路的焊接質(zhì)量和運(yùn)行安全 ,管道工程都要對焊縫進(jìn)行檢測 ,檢測焊接部位是否存在虛焊、漏焊、傷痕等焊接缺陷。常用的焊縫檢測方法是采用無損檢測 ,如超聲、射線、渦流等。對于管路檢測 ,則大多采用管道內(nèi)爬行探傷檢驗設(shè)備 (簡稱爬行器 ) 對焊縫進(jìn)行射線檢測。這類爬行器由于受管道尺寸的限制 ,大多結(jié)構(gòu)十分緊湊。在檢測過程中 ,爬行器在其控制系統(tǒng)的控制下 ,可連續(xù)對同一管道不同位置上的焊縫質(zhì)量進(jìn)行檢驗?？紤]管道焊縫檢測的效率 ,常常當(dāng)管道焊接具有一定長度之后 ,才集中對管道進(jìn)行檢測。如果一次要檢測 的管道比較長 ,爬行器的控制系統(tǒng)應(yīng)采用車載式布置。使用時 ,通過外部的控制器對爬行器上的控制系統(tǒng)發(fā)出指令 ,決定爬行器的工作狀態(tài)。 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以及機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和管道測試等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，相互之間的滲透程度越來越深，管道爬行機(jī)器人是在狹窄空間中進(jìn)行精密操作、檢測或作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)。其中機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境一般是危險的。火力發(fā)電廠、核電廠、化工廠、民用建筑等用到各種各小管道，其安全使用需要定期檢修。但由于窄小空間的限制，自動維修存在一定難度。僅以核電站為例，檢查時工人勞動條件惡劣。因此管道內(nèi)機(jī)器人化 自動檢查技術(shù)的研究與應(yīng)用十分必要。人們不再為了維修、維護(hù)管道時挖開道路，節(jié)省了大量的人力，物力和財力。 目前的管道機(jī)器人都是以履帶、輪子等實現(xiàn)在管道中的移動，其技術(shù)有著或多或少的缺陷，市場尚不成熟。例如：不能適應(yīng)大范圍的管道內(nèi)徑變化，運(yùn)行中姿態(tài)的調(diào)整不夠理想，在十字型、丁字型等較復(fù)雜的管道內(nèi)徑中不能較平穩(wěn)的通過等等；結(jié)合目前管道機(jī)器人所存在的缺點(diǎn)，應(yīng)用機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)知識，設(shè)計出了新型管道爬行機(jī)器人。此機(jī)器人可實現(xiàn)大范圍內(nèi)的管道內(nèi)徑變化，順利通過十字型、丁字型等較復(fù)雜管道；在運(yùn)行中的姿態(tài)調(diào)整也得到了 較好的解決。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 2 設(shè)計方案初步分析 線控制與有線控制的選擇 線控制及拖拽 該方式采用機(jī)器人尾部裝夾電纜、信號線、安全繩、其他電路等等，這樣會造成機(jī)器人的牽引力增大，對爬行器的負(fù)載力和足輪的摩擦力提出了更高的要求，尤其是隨著機(jī)器人的深入，牽引繩會成為機(jī)器人的累贅和枷鎖。牽引繩的長短禁錮著機(jī)器人的爬行深度。其優(yōu)缺點(diǎn)如下： 缺點(diǎn)：附著力會不斷增大，爬行器負(fù)載變化大，不利于長距離爬行。 優(yōu)點(diǎn)：爬行器本身初始載重小（本身不需攜帶能源等），信息反饋及時清晰，利于后期觀察，也利于實 現(xiàn)在線監(jiān)控。觀察結(jié)束時，可人工使用安全繩退出。 拖曳 該方式不需跟隨電纜線，本身有拍攝存儲功能，并且本身攜帶電源等，其優(yōu)缺點(diǎn)如下： 缺點(diǎn)：爬行器本身載重加大，需設(shè)計爬行器退出管道方式等。 優(yōu)點(diǎn)：爬行器載重恒定，便于爬行器爬行。其在管道內(nèi)行進(jìn)方便，尤其在彎道時，拖曳式的過大的牽引力會使爬行器驅(qū)動輪打滑，不易通過。 根據(jù)要求，非拖曳雖有自己強(qiáng)大優(yōu)點(diǎn)，但爬行器在管道內(nèi)出現(xiàn)問題而不能移動時，需要花費(fèi)很大力氣將爬行器取出。 可以選擇有線拖拽式。 動方式選擇 根據(jù)設(shè)計要求現(xiàn)擬訂 2 種爬行器驅(qū)動設(shè)計 方案（如圖 1， 2）： 圖 1 輪式爬行 圖 2 履帶式爬行 式爬行 設(shè)計制造簡便，成本低廉。但其穿越障礙能力差，只能穿越高度小于其本身半徑的障礙物。如圖 3。 圖 3 輪式爬行越障 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 帶爬行 越障礙能力高于輪式爬行，但本身設(shè)計制造較復(fù)雜，成本相應(yīng)提高（一個支點(diǎn)最少需 4 輪才可以爬行） 3。 根據(jù)設(shè)計要求本機(jī)器人是在管道內(nèi)行走的機(jī)器人，無需考慮臺階等障礙物的問 題，盡量降低成本，在不影響設(shè)計本身功能時，盡可能采用制造工藝簡單，成本低的設(shè)計方案。 可以采用輪式爬行。 態(tài)調(diào)整的選擇 根據(jù)要求結(jié)合可行性，可以擬定 3 種方案如下： 傳感器的關(guān)節(jié)進(jìn)行調(diào)整 在管道爬行時會出現(xiàn)爬行器偏移原來軌道，可用傾斜傳感器進(jìn)行控制?，F(xiàn)擬訂采用改變輪子（履帶）前進(jìn)方向一定角度來進(jìn)行矯正（加關(guān)節(jié)）。 其原理為：通過電磁鐵的吸合，從而控制爬行器的爬行軌跡。關(guān)節(jié)單元裝配圖如圖 4： 圖 4 關(guān)節(jié)調(diào)節(jié) 通過關(guān)節(jié)調(diào)整可實現(xiàn)如圖 5： 圖 5 關(guān)節(jié) 調(diào)節(jié)的實現(xiàn) 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 用吊籃方式進(jìn)行調(diào)整 在爬行器內(nèi)安裝吊籃（內(nèi)置攝像觀察裝置）。當(dāng)爬行器偏斜時，吊蘭因為和機(jī)座為鉸鏈連接，保留一個自由度，由于重力的原因不會隨著爬行器偏斜而偏斜，而是在任何時候都垂直與地面。其在爬行器內(nèi)遇到傾斜時的自動調(diào)節(jié)如圖 6。 通過吊籃式調(diào)節(jié)，攝像裝置始終保持與水平面平行 圖 6 吊籃式的實現(xiàn) 用新式吊籃進(jìn)行調(diào)整 根據(jù)吊籃的原理，結(jié)合魯班的榫卯結(jié)構(gòu)，可以采用 2 個偏心圓環(huán)相扣，進(jìn)行重力自由調(diào)節(jié)，其原理如圖 7 如圖 7 小環(huán)直徑為 150環(huán)直徑為 250環(huán)與小環(huán)相切，小環(huán)的轉(zhuǎn)動并不能帶動大環(huán)的轉(zhuǎn)動，并且大環(huán)會由于重力的作用始終與地面保持 平 行 。 可 以 在 大 環(huán) 上 安 裝 照 明器件和信號采集器件，是它們能夠與地面保持平行。根據(jù)這種思路，可以3D 造型，進(jìn)行新式吊籃調(diào)節(jié)如圖 8,圖9。 適應(yīng)分析 圖 7 吊環(huán)原理圖 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 縮臂長和加彈簧方式 大范圍內(nèi)徑變化（ 400支撐臂上添加變長桿，小范圍內(nèi)在支撐臂上添加彈簧。 縮臂長和 “傘 ”型搖桿 在 4001100 大范圍內(nèi)的管道中爬行，可通過使支架伸縮來改變。在管道直徑改變不大處爬行，十字型、丁字型等較復(fù)雜管道內(nèi)徑時可通過 “傘 ”型搖桿閉合控制支撐臂移動以適應(yīng)，通過 “傘 ”型搖桿與伸縮桿的結(jié)合就可以變換出很多適應(yīng)不同管道內(nèi)徑的條件。 以上 2 方案各有其優(yōu)點(diǎn)，相比較下，第 2 種方案更符合要求，但其需要獨(dú)立的驅(qū)動單元，因此制造成本遠(yuǎn)高于第 1 種方案。在普通情況下，第 1 種方案足可以適應(yīng)。故再做出三維造型后進(jìn)一步進(jìn)行運(yùn)動分析。 案的基本確定 通過以上分析，初步確定采用有線拖拽式， 但姿態(tài)調(diào)整和自適應(yīng)均存在 3種不同的方案可供選擇，故設(shè)計 3 種總體方案再進(jìn)一步分析。 方案一：姿態(tài)調(diào)整采用關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)，自適應(yīng)采用變長桿和彈簧。 方案二：姿態(tài)調(diào)整采用吊籃方式，自適應(yīng)采用伸縮臂和 “傘 ”型張合結(jié)構(gòu)。 方案三：姿態(tài)調(diào)整采用新式榫卯吊籃方式，自適應(yīng)采用伸縮臂和 “傘 ”型合構(gòu)。 3 方案一的設(shè)計與分析 綜合設(shè)計方案一如圖 9. 圖 8 吊籃分裝圖 圖 9 吊籃裝配圖 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 本方案基本有 3 部分組成， 1 機(jī)身、 2 機(jī)腿、 3 驅(qū)動輪。 圖 9 方案一的三維效果圖 身的設(shè)計 可裝載各種探測設(shè)備等，如圖 10。 圖 10 機(jī)身 腿的設(shè)計 由 9部分組成，其三維圖與爆炸圖如圖 11。機(jī)腿可分為 3個單元：伸縮單元（ 1變長單元（ 6）、關(guān)節(jié)單元（ 7通過螺紋連接。其爆炸圖如圖 11。三維轉(zhuǎn)配圖如圖 12。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 圖 11 機(jī)腿的爆炸圖 縮單元 1分組成的伸縮單元依靠彈簧的彈性變形以適應(yīng)小范圍內(nèi)的管道直徑變化和越障。 其三維圖如圖 13。 圖 12 機(jī)腿裝配圖 圖 13 伸縮單元三維圖 圖 14 變長桿 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 長單元 6 為變長桿，可以人為的更換（增長或縮短）以適應(yīng)管道直徑的大范圍變化。其三維圖如圖 14。 節(jié)單元 7分組成關(guān)節(jié)單元， 7、 9 上均裝有電磁鐵， 7、 8， 8、 9 之間用螺母和繞簧固定。各部 位三維圖如圖 15。 關(guān)節(jié)單元用于爬行器的姿態(tài)調(diào)整。其原理為 通過傾斜傳感器對爬行器進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)爬行器偏移其原軌道，傾斜傳感器發(fā)出電信號，此時 7 或 9 上的電磁鐵得電，吸合 8，促使輪子向左或右傾斜，以校正爬行器。在爬行器被校正后，傾斜傳感器發(fā)出信號，使電磁鐵斷電，在繞簧的作用力下，使關(guān)節(jié)各部位復(fù)位。 圖 15 關(guān)節(jié)單元零件圖 爬行器正常前進(jìn)。 7、 9 分別用于爬行器的左、右校正。 動輪的設(shè)計 驅(qū)動輪由 5 部分組成，如圖 16 圖 16 驅(qū)動輪三維圖與爆炸圖 (1)聯(lián)接塊用于與驅(qū)動輪與關(guān)節(jié)單元的聯(lián)接。 (2)電動機(jī)箱安裝步進(jìn)電動機(jī)或勵磁電動機(jī)。用以驅(qū)動輪子。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 案一的分析 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低廉，對管道內(nèi)徑變化不大和彎道較少時基本能滿足設(shè)計要求。 缺點(diǎn)：該爬行器在爬行器由于機(jī)身是長方體，在管道內(nèi)轉(zhuǎn)彎時，會出現(xiàn)卡殼現(xiàn)象，在爬行十字型、丁字型管道內(nèi)徑時會出現(xiàn)在機(jī)腿卡在管道中，驅(qū)動輪懸空等情況；但該種情況，一般當(dāng)輪子半徑大于管道壁厚，也能順利通過。 4 方案二的設(shè)計與分析 根據(jù)方案一的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，增加必要改良元素，現(xiàn)設(shè)計出 方案二，如圖17。 本方案由 3 部分組成： 1 機(jī)身， 2 機(jī)腿， 3 驅(qū)動輪。 圖 17 方案二的三維圖 身的設(shè)計 機(jī)身設(shè)計成筒狀機(jī)身和其他部件組成。如圖 18. 圖 18 機(jī)壁三維圖 身內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計 機(jī)身內(nèi)部主要完成 “傘 ”足的張合傳動，以及吊籃的安裝。如圖 19。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 圖 19 機(jī)身內(nèi)部三維圖 給螺桿與螺母的設(shè)計 為使機(jī)腿伸縮，采用螺旋傳動，該類型傳動是利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時傳遞運(yùn)動和動力。在爬行器中其工作原理為：進(jìn)給螺桿在電動機(jī)的驅(qū)動下，進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動。從而使螺母進(jìn)行水平移動。螺母用來推動機(jī)腿的伸縮，使爬行器進(jìn)行自適應(yīng)伸縮如圖 20。 圖 20 絲杠螺母運(yùn)動簡圖 籃的設(shè)計 吊籃的活動關(guān)節(jié)采用圓柱銷，采用間隙配合，以保證吊籃的左右移動。其機(jī)構(gòu)圖如圖 21， 22。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 其工作原理為，在重力的作用下。吊籃通過活動關(guān)節(jié)始終保持與地面的水平?；顒雨P(guān)節(jié)由一活動銷聯(lián)結(jié)。吊籃通過螺母固定在機(jī)身上。 圖 21 吊籃三維圖 圖 22 吊籃示意圖 腿的設(shè)計 機(jī)腿的三維造型如圖 23 圖 23 機(jī)腿三維圖 機(jī)腿通過關(guān)節(jié) 1、 2、 3 的伸縮進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。連接桿與推動盤連結(jié)。連接桿與關(guān)節(jié) 3 采用鉸接。為適應(yīng)管道最大內(nèi)徑 1100調(diào)節(jié)，關(guān)節(jié) 1 尺寸為200節(jié) 2 尺寸為 150節(jié) 3 尺寸為 100 案二的分析 優(yōu)點(diǎn)：能夠采用伸縮桿適應(yīng)大范圍管道內(nèi)壁直徑變化， “傘 ”型結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)管道內(nèi)一定范圍的轉(zhuǎn)彎，牽引力大，結(jié)構(gòu)緊湊，控制簡單。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 缺點(diǎn)：由于機(jī)身 為一個圓筒（整體，過長），不能完全適應(yīng)彎道的轉(zhuǎn)彎。吊籃安裝在機(jī)身內(nèi)部，安裝復(fù)雜，并且吊籃在內(nèi)部，不能采用攝像頭觀察管道內(nèi)壁的情況。機(jī)身的制造復(fù)雜，孔系較多。 5 方案三的設(shè)計與分析 根據(jù)方案一，二的優(yōu)缺點(diǎn)，綜合整理資料，經(jīng)過反復(fù)修改，提出新的設(shè)計思路，先設(shè)計出方案三，如圖 24。本方案有 3 部分組成， 1 機(jī)身、 2 機(jī)腿、 3 驅(qū)動輪。 圖 24 方案三的三維圖 身的設(shè)計 機(jī)身主要有兩部分構(gòu)成，即前機(jī)身和后機(jī)身，對于管道內(nèi)轉(zhuǎn)彎的為題，我們可以借鑒火車的節(jié)裝結(jié)構(gòu)，設(shè)計出有兩節(jié)機(jī)身組成的機(jī)車型爬行器，減小 機(jī)身長度，有利于機(jī)器人順利通過彎道，為減輕重量，機(jī)身材料選用硬鋁。 身組成結(jié)構(gòu) 爬行器爬行最小內(nèi)徑為 450行最大內(nèi)徑 1100計機(jī)身內(nèi)徑為150徑為 200壁厚度最小處為 10壁與機(jī)腿之間只是做簡單的伸縮動作，前后機(jī)身可以采用旋轉(zhuǎn)鉸鏈連接故采用 5用間隙配合。其前后機(jī)身三維圖如圖 25 ，圖 26。 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 圖 25 前主體三維圖 圖 26 后主體三維圖 身內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計 機(jī)身內(nèi)部結(jié)構(gòu)為機(jī)腿運(yùn)動的傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計，在這里運(yùn)用絲杠和螺母結(jié)構(gòu)完成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的實現(xiàn)。并推動機(jī)腿的張合。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 27 給絲杠和螺母的設(shè)計 為使機(jī)腿伸縮，采用螺旋傳動，該類型傳動是利用螺桿（絲杠）和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動，同時傳遞運(yùn)動和動力。 在爬行器中其工作原理為：進(jìn)給螺 桿在電動機(jī)的驅(qū)動下，進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動 。 從而使螺母進(jìn)行水平移動。螺母用來推動機(jī)腿的張合，使爬行器進(jìn)行自適應(yīng)張合。 A 初步確定螺桿桿軸的最小軸徑 按機(jī)械設(shè)計式 15步估算絲桿軸的最小軸徑，選取材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計表 15 12 初步設(shè)定螺桿轉(zhuǎn)速為 30r/0 11238930= (1) 式中， P 可根據(jù)主體電機(jī)取 P=89W n=30r/圖 27 絲 杠螺母裝配圖 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 B 求取軸 向力 按照自鎖條件先求出當(dāng)量摩擦角，查機(jī)械設(shè)表 5螺旋副材料中鋼對鋼的摩擦系數(shù) 0 0 s ，取中間值 當(dāng)量摩擦角 則 4 0 0 0 t a n 8 . 8 6 2 0F N N 軸在此按最大值計算，取 620C 耐磨性計算 滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大，螺旋副間越容易形成磨損。因此，滑動螺旋的耐磨性 計算，主要是限制螺紋工作面上的壓力 p，使其小于材料的許用壓力 p 。 假設(shè)作用于螺桿的軸向力為 F（單位為 N)，螺紋的承壓面積（指螺紋工作表面投影到垂直于軸向力的平面上的面積）為 A（單位為 2，螺紋中徑為2d（單位為 螺紋工作高度為 h（單位為 螺紋螺距為 P（單位為 螺母高度為 H（單位為 螺紋工作圈數(shù)為 /u H P ，則螺紋工作面上的耐磨性條件為 上式可作為校核計算用。將 / 代入上式整理后得 a 計算螺桿中徑 查機(jī)械設(shè)計第 97 頁，由于工作圈數(shù)不多，故取 查機(jī)械設(shè)計第 97 頁表 5 則 因為按剪切強(qiáng)度計算的最小直徑為 由 6據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選取螺紋公稱直徑 d=30P=螺紋。 b 螺母高度 0 . 1 5 a r c t a n a r c t a n 8 . 830c o s c o s 22F F F d h u d h H 2 2 0 d P 10P 26200 . 8 4 . 51 . 5 1 0d m m m m 2(2) (3) (4) (5) 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 H=26=39mm c 旋合圈數(shù) 39 5 7Z m m故 旋合圈數(shù)合理 d 螺紋工作高度 0 . 5 0 . 5 7 3 . 5h p m m (7) e 驗算工作壓強(qiáng) 620 0 . 3 6 6 1 1 02 6 3 . 5 6 . 4 2P M P a M P a D 驗算自鎖 自鎖條件2a r c t a n ( / ) ，對于單線螺紋 7L P ， 為當(dāng)量摩擦角等于 。 則： 007a r c t a n 5 . 3 0 6 8 . 826 自鎖條件滿足。 E 螺桿強(qiáng)度計算 螺桿工作時承受軸向壓力（或拉力） F 和扭轉(zhuǎn) T 的作用。螺桿危險截面上既有壓縮（或拉伸）應(yīng)力，又有切應(yīng)力。因此，校核螺桿強(qiáng)度時應(yīng)根據(jù)第四強(qiáng)度理論求出危險截面的計算應(yīng)力其強(qiáng)度條件為 21143 ( ) (9) 214 1 23d 中： F 螺桿所受的軸向壓力（或拉力），單位為 N； 1d螺桿螺紋小徑，單位為 T 螺桿所受的扭矩； 螺桿材料的許用應(yīng)力，單位為 則： 12 2h z(6) (8) 需要購買對應(yīng) 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 14951605 或 1304139763 221 4 2 8 3 2 8 . 76 2 0 3 ( ) 2 0 . 6 0 3 54 1 5 . 2 6 5 2 3 P a 螺桿材料 的許用應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計手冊表 =80，故螺桿強(qiáng)度滿足。 F 螺紋牙強(qiáng)度 (1)螺紋牙寬度 0 . 6 5 0 . 6