一种多姿态爬杆机器人的三维设计.docx

摘要：简单阐述了目前不同种类爬杆机器人的工作原理与结构特点，在对国内外爬杆机器人研究的基础上，设计了一种能沿杆件直行，又能绕杆件旋转的多姿态爬杆机器人。并对该机器人进行了总体方案设计，该机器人由支撑模块、爬行模块和导向换向模块等组成，并能在一定范围内适应不同直径的导杆。详细地阐述了该机器人各种部件的工作原理及特点，并给出了不同部件的设计结果和重要零件的强度校核。对重要零件进行了三维建模，该机器人整体模型在Solidwoks中进行仿真，进行了不同运动形式的展示。该机器人可应用于管道、电线杆、路灯杆等杆状物进行的清洗、喷涂、检修等工作。

关键词：多姿态；爬杆；机器人；仿真

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 爬杆机器人技术的发展概况-1

1.1.1 机器人技术简介-1

1.1.2 爬杆机器人的发展现状-1

1.1.3爬杆机器人的分类-2

1.2 爬杆机器人的研究价值-2

1.3 本章小结-3

第二章  整体设计-4

2.1 技术要求-4

2.2 爬杆机器人关键机构设计-4

2.2.1总体方案设计-4

2.2.2 爬行机构设计-4

2.2.3 换向机构的设计-5

2.2.4 直径可调机构设计-6

2.2.5 楔块的设计-7

2.3 本章小结-8

第三章  爬杆机器人的设计计算-9

3.1 机器人的静止条件-9

3.1.1 机架材料的选择-9

3.1.2 弹力的计算以及弹簧的选型-9

3.2 齿轮齿条传动设计-11

3.2.1齿轮转矩计算-11

3.2.2 齿根弯曲疲劳强度验算-13

3.3 同步带传动设计-14

3.3.1 同步带设计计算-14

3.3.2 爬行机构轴的校核-16

3.4 爬杆机器人电机选型-17

3.5 轴承的计算与校核-18

3.5.1 直行机构轴承的计算-18

3.5.1 旋转机构轴承的计算-18

3.6 本章小结-19

第四章 三维建模与运动仿真-20

4.1主要零件三维建模-20

4.2运动仿真-22

第五章 设计小结-23

参考文献-24

致  谢-26