内容发布更新时间 : 2024/5/22 4:28:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

一. T H-1管道机器人工作要求和技术指标…………………………4 二. 元器件和配件选择说明………………………………………….5-6

三. 机架部分设计和计算……………………………………………7-34 四. 履带部分设计和计算………………………………………… 35-72 五. 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： 10min m 自重: 5 kg 净载重： 10 kg

机身尺寸： 351mm ?155mm ?155mm 自适应管道半径范围： 200mm 300mm 越障能力： 2mm 5mm 爬坡能力： 150 工作电压： 12V

一次性行走距离： 2500m 牵引力: 300N 400N

密封性能： 履带密封，机架半开放

工作环境： 中性液体环境，液面高度不得高于30mm 工作温度：元器件选用

00 500

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 ，所用电动机直径大约20mm 。同时作为履带机构的动力来源，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。

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，经过多方查阅资料。我们决定采用一下型号的电动机：

型号： SG-27ZYJ 额定功率： 10W 12V DC 额定转速度：400rpm 额定转矩： 300Nmm