下水道垃圾清理机器人设计（SW+CAD+说明书）

摘要

本次设计分析了市政下水道清理机器人的研究发展现状，总结了几种适合管道机器人的行走机构，并对每种的运动性能进行了分析对比，从而选出了最优的行走机构，而且对机器人在管道内的通过性进行了数学建模，确定了机器人的尺寸范围，并展望了市政下水道垃圾清理机器人的发展方向。论文的主要完成的工作有以下两点:
(1)在进行查阅并掌握大量管道垃圾清理机器人相关文献和资料的基础上，并进一步结合管道环境特点及作业需求，通过综合对比分析，设计了市政下水道垃圾清理机器人的本体结构，最后基于SolidWorks软件对机器人进行了参数化建模。
2)详细的分析研究了所设计的管道垃圾清理机器人的具体相关问题，包括机器人在管内的所受的行进阻力、足部步态、三连杆机械臂、机械爪抓取结构等内容。本文提出的下水道垃圾清理机器人虽已取得阶段性成果，还需要进一步研究和完善。关键词:管道清理机器人;SolidWorks参数化建模;行走机构;三连杆机械臂

1 绪论
1.1 课题背景及意义
1.1.1 课题研究的背景
1.1.2 课题研究的意义
1.2 市政下水道清理机器人的研究现状
1.2.1 国外管道清理机器人的研究现状
1.2.2 国内管道清理机器人的研究现状
1.2.3 国内外研究综述及发展
2 市政下水道清理机器人的总体方案设计
2.1 引言
2.2 机器人性能指标和设计要求
2.3 机器人管内运动方式对比分析
2.4 机器人人足腿式移动机构的设计原理
2.4.1 脚部避震系统
2.4.2 脚部贴合
2.5 足部步态
2.5.1 步态规划方法
2.5.2 步态分析
2.5.3 步态规划原理
2.6 机械臂系统的概述
2.6.1 机器人机械臂系统的设计
2.6.2 肩部设计
2.6.3 臂部设计
2.6.4 手部设计
2.7 高压水枪和旋转切割头设计
3 主要部件的设计选型及计算校核
3.1 电机的选择
3.1.1 腿部电机的选择
3.1.2 臂部电机的选择
3.2 手爪设计
3.3 三连杆机械臂
3.3.1 中间支撑螺杆的设计
3.4 液压缸设计
3.4.1 液压缸内径 D 的计算
3.4.2 缸筒壁厚和外径计算
3.4.3 液压杆的设计与计算
3.4.4 最小导向长度 H 的确定
4 电路与软件设计
4.1 模块化设计
4.1.1 模块化设计的优点
4.1.2 模块化部分
4.2 主核微处理器芯片控制
4.3 电源模块
5 清理机器人的有限元分析
5.1 水腔筒壁应力有限元分析
5.2 中间支撑螺杆有限元分析
6 技术经济性分析
6.1 技术分析
6.1.1 技术难点
6.1.2 解决办法
6.2 经济性分析
7 总结与展望
致谢
参考文献
附录 A
附录 B