船體水下清潔機器人結構計算設計目錄1緒論 [7]。控制箱采用的是靜密封，也就是接觸密封。O形圈密封是電機密封的主要手段，O型圈的密封效果好，性能可靠，安裝更換都非常容易。對于船體水下清潔機器人的動密封，如下表3-1，有許多種。而對于船體水下清潔機器人電機的密封，則采用O形圈密封和組合密封相結合的方式。表3-1動密封比較表3.3船體水下清潔機器人吸附磁鐵的設計此機構是移動機構中的核心，它決定了機器人能否安穩(wěn)的吸附在船表面。圖3-4清潔機器人磁吸式履帶通過安裝在履帶鏈條上的磁鐵來實現(xiàn)水下清潔機器人的吸附能力。每個鏈節(jié)中間安放兩個永磁體塊。因為永磁鐵直接與船體表面接觸的話，永磁體會被不斷的磨損，因此將永磁鐵安放在鏈接的中間部位，這樣不但保證了永磁鐵不被磨損，也保證了足夠的吸力。在機器人開始移動的的時候，使兩條履帶處于相同的狀態(tài)，在電機的驅動下，船體水下清潔機器人可以實現(xiàn)船只表面的清潔工作。3.4本章小結本章主要介紹了清洗裝置和履帶吸附裝置的原理。詳細敘述了清潔裝置的機械結構和磁吸履帶的工作原理。最后介紹了機器人密封裝置的選擇。4主要部件的設計4.1設計原則（1）設計出的產品能夠滿足人們正常的使用要求。（2）保證安全性。由于船體水下清潔機器人在海水里工作，海水具有腐蝕性，容易被腐蝕損壞。因此在設計中，根據(jù)對實際零部件的關鍵部分受力分析與計算。選擇合適的防腐蝕性材料，從而提高船體水下清潔機器人的性能。4.2設計要求船體水下清洗機器人的清洗裝置是機器人的核心裝置，清洗裝置設計成功與否關乎著船體附著物清潔效果的好壞，所以清潔裝置要滿足如下的要求：設計的清潔裝置要具備容易操控的特點。清潔裝置設計不能太過沉重，裝置要簡單，輕便。清洗裝置的材料需要具備耐腐蝕的性能。清洗裝置要便于拆卸。4.3清潔工具動力學分析和刷盤半徑的確定4.3.1動力學分析（1）船體水下清潔機器人在水下工作的時候，攜帶的是軟毛圓盤刷，圓盤在水中會受到水中各個方向的阻力。圖4-1所示，軸向z、周向φ、和徑向r是三個方向的速度分量。這些分量分別用μ、υ和ω表示。圖4-1旋轉圓盤處流體運動水下清洗機器人在海水里工作的時候，機器人的刷盤需要承受產生的慣性阻力矩、海水粘滯的阻力矩以及與船身表面的摩擦阻力矩。根據(jù)計算，阻力矩為：畫出電機轉速和MV，Rp的關聯(lián)圖，如圖4圖4-2刷盤半徑與電機轉速，粘性阻力矩的關系曲線所產生的摩擦阻力矩為：畫出刷盤半徑Rp與電機轉速Mf之間的關系圖，如圖4-3。圖4-3刷盤半徑與電機轉速，摩擦阻力矩的聯(lián)系圖計算產生的慣性阻力矩：畫出Rp與電機轉速，MG之間的聯(lián)系圖，如圖4-4圖4-4刷盤半徑與電機轉速，慣性阻力矩的聯(lián)系圖清洗圓盤在清洗過程中需要克服力矩M是以上3種阻力矩的總和畫出Rp與電機轉速M之間的聯(lián)系圖。圖4-5刷盤半徑與輸出轉速、總阻力矩的關系曲線4.3鋼絲刷半徑的確定通過分析船體水下清洗機器人的大小以及刷盤在水中的阻力矩，計算出軟毛刷半徑的大小。根據(jù)上圖的關系，以及清洗的效率等因素，選定刷盤的半徑為0.1m。4.4電機及減速器的選擇4.4.1電機的選擇由刷盤半徑為0.1m，轉速為250r/min。計算出總阻力矩為18.3Nm。減速器選用蝸輪蝸桿減速器，η=0.7，P電為：最后，選用型號為YY7122的電機，它的轉速為2800r/min。而它的額定功率為0.605kw。4.4.2減速器的選擇選用蝸輪蝸桿減速器的類型為RV系列的。傳動比：i=n0/n=2800/200=14因此，選用的減速器的型號為040型。減速器工作系數(shù)為sf=1.25。減速器輸出軸徑向受力分析：可知，F(xiàn)3≤1665N因此，該型號減速器符合要求。綜上所述，選用減速器的型號為NMRV40-15-F1-YY0.55kw-2P。4.5彈簧技術參數(shù)的確定根據(jù)要求，彈簧的自由長度不能超過150mm，外徑最好小于40mm，剛度最好小于40N/mm。彈簧的剛度和中徑分別取30N/mm,25mm。選擇材料，確定許用應力彈簧的材料選用65Mn鋼絲。d=4.5mm。選用σB=1600MPa[τ]=0.5×1600=800Mpa計算彈簧鋼絲直徑取旋繞比C=6，根據(jù)公式（3.9）得：得K=1.25根據(jù)公式（3.10）得出：可得d≥3.12mm取d為4.5mm，C取5.6算出K的值為1.27，代入上式中得到d≥3.16，d的取值比較合理。得出D2=29.5mm計算彈簧圈數(shù)n，k=30N/mm，G=80000Mpa，根據(jù)下式，算出n=7.5彈簧自由高度取70mm。根據(jù)計算得出，彈簧的剛度，自由高度分別為30N/mm，70mm。它的中徑，直徑分別為25mm，45mm。它的材料為65Mn。4.6軸承的選擇與校核選用型號為6010的滾動軸承。所受的軸向力為0.其中P=960N,Cr=22000N由上式得C=4549N≤Cr=22000N，因此選用的軸承符合要求。4.7本章小結本章介紹了電機的選擇和一些參數(shù)的確定等。重點分析了清洗圓盤，為電機的減速器的選擇提供了理論依據(jù)。確定了刷盤和彈簧的參數(shù)大小。

結論本文詳細闡述了一個關于船體水下清潔的重要問題，通過研究設計產品機械系統(tǒng)，進行船體水下清掃機器人的設計。過程大致可總結如下：1、提出并闡述了現(xiàn)在已有清理船體附著物的方式，針對現(xiàn)有清潔裝置的優(yōu)劣進行分析。提出了理想的船體水下清掃船體機器人的設計方法。2、通過分析已有移動機構和清潔機構的設計，提出了自己的設計方案。3、對移動機構和清潔機構進行細致設計分析。并對一些重要零件進行校核。4、對機構進行簡化設計。本文通過論述了磁吸履帶吸附的可行性，并對船體水下清掃機器人的清掃裝置進行了具體設計。對未來船體水下清掃機器人發(fā)展具有非常重要的參考意義。

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