免费毕业论文--管道清灰机器人设计

行，它具有如下功能:
    1.在组合件内自动替换零件(交替式)
    2.规则排列的组合(支持组合件子集)
    3.组装模式下的零件生成(考虑组件内己存在的零件来产生一个新的零件)
    4. Pro/ASSEMBLY里有一个Pro/Program模块，.它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可。
    5.组件特征(绘零件与组件组成的组件附加特征值。如:在两种零件之间加一个焊接特征等)。
四、Pro/MANUFACTURING
    Pro/MANUFACTURING将产生生产过程规划，刀路轨迹并能根据用户需要产生的生产规划做出时间上及价格成本上的估计。Pro/MANUFACTURING将生产过程生产规划与设计造型连接起来，所以任何在设计上的改变，软件也能自动地将己做过的生产上的程序和资料也自动地重新产生过，而无需用户自行修改。它将具备完整关联性的Pro/ENGINEER产品线延伸至加工制造的工作环境里。它容许用户采用参数化的方法去定义数值控制((NC)工具路径，才可将Pro/ENGINEER生成的模型进行加工。这些信息接着作后期处理，产生驱动NC器件所需的编码。
Pro/MANUFACTURING为下列机器操作产生自动化的工具路径:
    1.铣削加工(Miffing)
    2.车削加工(Turning)
    3.线体电子释放机械技术
    4.钻床加工(Dritting)
五、Pro/NC-CHECK
    1. Pro/NC-CHECK提供图形工具。用以对铣削加工及钻床加工操作所产生的物料，作模拟清除。Pro/NC-CHECK内选定的工具。会依照Pro/MANUFACTURING定义的切割路径移动，用户亦可以清楚看到物料清除的进度。加工制造组件以阴影显示，组装线上各个组件可以由用户设定不同的颜色。它亦让用户可以在整个加工制造过程，定义夹层平面(Clipping Plane)特定的深度。夹层平面(Clipping Plane)对物料清除摸拟过程提供纵切面的阅视功能。再加上颜色的设定，选定工具路径、内置参考模型、工具及任何夹具(Fixture)均能二目了然，不生混淆。此外，Pro/NC-CHECK能让用户对工具及夹具任ixture)进行快速验证及评估，从而防止严重的损失。
    2. Pro/NC-CHECK与Pro/MANUFACTURING一并使用时，用户可用以仔细检定切割零件的每一部份，节省了用户不必要地在机器上试用及操作的时间。因此，将这些产品合并使用，不仅体现了材料节省的好处，亦提供了一个加工制造的良好方案。
2.2   管道清灰机器人本体结构三维模型的建立
管道清灰机器人由移动装置和操作臂组成，移动装置为履带式移动机构，可在松软的砂状灰上走动。操作臂主要由铲斗、大臂、摇臂、拉杆、转斗油缸、举升油缸等组成。铲斗来铲装灰物，动臂和举升油缸用来提升铲斗，转斗油缸通过摇臂、拉杆使铲斗转动。操作臂具有2个自由度，可实现臂旋转、抬高运动。操作臂如图2-1所示。该机器人主要完成对700- 1000mm管道内砂状沉积物的清理。机器人行走机构由三个呈的履带轮组成，与管壁底部接触的两个呈的履带为固定履带，上面与管壁顶部接触的履带为可伸缩式的，履带支撑用弹簧装置（如图所示）保证三个履带全部接触到管壁，增加管道机器人在不同管径管道内行走的稳定性。
顶部支撑装置剖视图：

操作臂结构如图所示：

其它主要零部件：
铲斗：

传动装置：

大臂：

弹簧：

拉杆：

履带：

轮：

螺母：

箱体：

液压装置1：

液压装置2：

支撑架：

传动轴：

顶起轴：

深沟球轴承（GB/T276-1994）mm：

轴承代号基本尺寸/mm 安装尺寸/mm 基本额动动载荷基本额定动载荷极限转速/（r/min）原轴承代号
d D B
/kN 脂润滑油润滑
6214 70 125 24 1.5 79 116 1.5 60.8 45.0 4800 6000 214

轴承端盖：

换向装置：

管道清灰机器人总体装配图：

3.    管道清灰机器人运动学分析
机器人运动学分析是研究机器人运动的几何关系、速度、加速度等。管道清灰机器人是由操作臂和移动装置组成。操作臂简化后为一平面闭环连杆机构，其上的末端操作器—铲斗的运动为平面运动。因此，对该机器人的位姿(位置和姿势)分析可简化为平面位姿分析。操作臂安装在移动装置上，在分析管道机器人的位置时，将移动装置设为一动坐标系，首先分析操作臂相对于移动装置的位置和姿势，然后分析机械手连同移动装置在定坐标系中的位置、速度、加速度，可得到机器人的位置和姿势。
3.1   机器人操作臂类型选择
    该机器人操作臂简化后为一平面机构。按杆数划分的连杆机构中，四连杆机构结构简单，但因动臂前端须装有自重较大的框架，减少了铲斗的载重量，且影响摄像机的视线；八连杆机构结构较复杂，铲起力变化平缓；六杆机构结构较简单，容易布置，一般能较好地满足作业要求，因此在这里铲斗抬起运动采用六杆机构。按机构运动状态可将操作臂运动装置分为正转连杆和反转连杆。正转连杆机构主动构件与从动构件转向相同，如图3-1所示;反转连杆机构主动构件与从动构件转向相反，如图3-2所示。

图3-1 正转机构

图3-2反转机构

1)正转机构具有以下特点:如图3-3所示
    ①发出最大铲起力在<0时，如图所示，即铲斗有利于地面挖掘；
    ②在铲斗卸料时，角速度较大，易于抖落物料，但冲击较大；
    ③作业过程中各构件不易发生干涉，工作装置易于布置在同一平面内，使杆
件支撑和受力好。
2)反转连杆机构:
①发

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