污水管道清洁机器人设计（附SolidWorks模型、CAD图纸、PLC程序、ANSYS仿真、答辩PPT）

摘要

传统的污水管道清理方式多依赖于人工，不仅效率低下，而且存在一定的安全隐患。因此，开发一种高效、安全、自动化的城市污水管道清理装置，已成为当前城市环境治理领域亟待解决的问题。本研究旨在设计一种新型的污水管道清理装置，通过结构创新和技术优化，实现对污水管道的快速、高效清理，提升城市污水治理效率，为城市环境的可持续发展提供有力支持。
本研究主要围绕城市污水管道清理装置的结构设计展开。首先，通过深入分析城市污水管道的特点和清理需求，确定了装置的整体设计方案，进行了装置的关键部件设计，以确保装置在复杂多变的管道环境中能够稳定、高效地工作。

关键词：污水管道清理；机器人；结构设计；履带机器人

摘要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 机器人发展趋势 3
1.4 管道清洗工艺 4
1.5 本文主要研究内容 4
2 总体方案设计 6
2.1 清洗形式方案论证 6
2.2 高压喷头结构论证 6
2.3 行走系统方案论证 7
2.4 控制形式方案论证 8
2.5 总体结构设计 9
3行走系统设计 10
3.1 行走机构设计 10
3.1.1行走机构电机选择 10
3.1.2行走机构履带选型 10
3.1.3行走机构结构设计 11
3.1.4履带轮设计 11
3.1.5锥齿轮设计 13
3.1.6直齿轮设计 15
3.2 轴的设计与校核 16
3.3 键的设计与校核 24
4伸缩机构设计 25
4.1 伸缩机构的作用及工作原理 25
4.2伸缩机构连杆结构计算 25
5 控制系统设计 27
5.1控制系统设计原则 27
5.2控制功能要求 27
5.3控制器选择 28
5.4 PLC工作原理 29
5.5控制系统方案 31
5.6图像回传技术方案 31
5.7 I/O地址分配 33
5.8 梯形图编写 33
6 关键零部件有限元分析 36
6.1有限元分析技术及ANSYS WORKBENCH概述 36
6.2伸缩机构有限元分析 36
6.2.1仿真准备 36
6.2.2网格划分 37
6.2.3边界条件与载荷施加 37
6.2.4求解与后处理 38
6.2.5仿真结果分析 38
6.2.6设计优化建议 39
7 技术经济性分析 40
7.1 技术成本 40
7.2 经济效益 40
7.3 社会效益 40
7.4 环境效益 40
8 结论 42