TH1管道机器人设计说明书.doc

TH1管道机器人设计说明书
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设计成员：
柴思敏 　 F03０200４ 　 　503１5190４1
　 朱翼凌 　 F0302００4 ５03020９393
　 巴振宇 　 　F０302０１2 　 503０２0９335
　 柳宁　 F030200３ 　 ５03020９３76
指导老师:
高雪官
上海交通大学机械动力学院
目录
TH-1管道机器人工作要求和技术指标…………………………４
元器件和配件选择说明…………………………………………．5—6
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机架部分设计和计算……………………………………………7－34
履带部分设计和计算…………………………………………　35－７2
参考文献…………………………………………………………。７3
六．组员分工……………………………………………………………74
TH－1管道机器人技术指标
行走速度:　 　　　 1０
自重：　　 　　 　 5 ｋg
净载重:　 　 　 10 kｇ　
机身尺寸: 　　 　 3５1ｍm15５ｍm155mm
自适应管道半径范围： ２00ｍｍ300mm
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越障能力： 　 2ｍm５ｍｍ
爬坡能力： 　 　 15
工作电压: 　 　 12V
一次性行走距离:　　 2５00m
牵引力：　 　 　 ３00N40０N
密封性能：　　 　 　 履带密封,机架半开放
ＴH—1 管道机器人工作指标
工作环境: 　　 中性液体环境，液面高度不得高于３0ｍm
工作温度:ﻩ ﻩﻩ0５0
元器件选用
本设计采用圆周三点限位支架，三个履带行走构件相互独立,因而需要提供三个相同的电动机分别驱动各个履带。另外,管径自适应结构由丝杠螺母传动，也需要一个电动机作为驱动，于是整个机器人需要４个电动机。
考虑到整个机构适用于2０0~3０0mm管径的管道内部探伤，因而整体尺寸受到严格限制，进而限定了电动机的尺寸。以最小管径2０0mm作为尺寸控制的参数，履带行走机构的高度５0ｍm，,此电动机亦应当达到足够的功率输出，否则将必然无法与设计要求匹配.
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出于零件之间相互通用的设计理念,我们希望4个电机都是统一规格、同种型号。但是控制管径自适应部分涉及到丝杠螺母传动的动力分配，设计中压力传感器发出控制信号，以单片机实现电机的正反转控制,这就要求电动机的扭矩输出平稳。
最后由于设计要求中规定了每分钟的行程,所以电动机应该转速适中，既与整个电机的功率和扭矩相匹配，又能满足行进速度的要求.
综合以上几点，： ﻩﻩ ﻩ
型号： 　　SG—2７ZＹＪ
额定功率： １０Ｗ 12V DC
额定转速度：4０0rｐｍ
额定转矩： 　３00Nmｍ
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　　　 　 　 　 　 　 　 (上图为电动机实物参考图）
配件选用
ﻩ电池: 1２V， 9000mＡｈ
摄象头：CCD探头，具体尺寸可选。１2０范围内可以探视。双头白光二级管探照光源.
机架部分的设计计算
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机架部分的功能和