智能化清洗机器人的结构设计structuredesignofintelligentcleaningrobot(附件)【字
摘 要摘 要在机械现场装配的过程中，对部分零件必须要进行清洗工作后才能装配。其目的是（1）除去零件表面的防锈油层，从而保证零件测量精确；（2）防止在装配过程中表面积附灰尘，便于观察零件表面在库存中是否发生腐蚀点；（3）除掉防锈油变质形成的渣子，还可以避免油污块带入机器之中。本课题主要是对具有复杂表面的零件进行清洗的时候所需要使用到的智能清洗机器人的结构设计。由于零件便面复杂，所以一般的工业清洗机难以满足该零件的清洗要求。本课题针对上述问题为此设计高自由度的清洗机器人，以便于进行全方位的清洗。并且要达到结构简单、工作可靠、造价低廉的实用意义。总体方案，清洗机械手构设计，包括传输的决心，齿轮的设计，轴的设计，清洗机器人的设计应用人力为动力，无二次污染，无废液排放，使用效率高，坚固耐用，最大限度的符合各种清洁场地要求。关键词清洗机器人，机构设计，机械设计
目录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 国内外清洗机械手的发展状况及发展前景 1
1.2.1国外研究现状 1
1.2.2国内研究现状 3
1.3 清洗机械手介绍 6
1.4用于清洗的机械手的功用 6
1.5清洗机械手器人的发展 6
1.6清洗机械手的特点 7
第二章 机械手的机构的设计 8
2.1组成机械手的零件 8
2.2方案论证 8
2.2.1液压机构 8
2.2.2纯机电机构 8
2.3分析设计的方案与选型 9
第三章 机械手参数设计 10
3.1 底座部分设计计算 10
3.1.1联轴器的设计 10
3.1.2涡杆传动设计 11
3.1.3涡杆轴上的轴承 13
3.1.4带动臂部升降的电机（底盘电机） 15
3.1.5腰身滚子轴承的设计计算 15
3.1.6腰身轴向轴承的设计计算 16
3.2 手臂部分设计计算 17
3.2.1大臂伸缩液压缸的计算： 17
3.2.2小臂伸缩驱动机构的计算： 19
3.3 手指手 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
腕部分设计计算 22
3.3.1手指夹紧螺柱的设计与校核 22
3.3.2驱动手指的电机 22
3.3.3驱动手腕转动的电 机计算 22
第四章 主要零件的UG三维建模 25
4.1 UG三维建模技术 25
4.2 UG软件概述 25
4.3 部分零件的三维建模 25
4.3.1涡杆轴建模 25
4.3.2手指轴建模 26
4.3.3手腕轴建模 27
4.3.4机身座建模 28
4.3.5机身活塞建模 29
4.3.6底盘轴建模 30
4.4机械手三维模形的组装 31
总结 34
致谢 36
参考文献 37
第1章 绪论
1.1 选题背景
清洗机械手的基本机构包括四部分。随着计算机技术的迅速发展，人工智能技术，传感技术，清洁的研究和移动机械手，检测系统，控制系统，移动机构的发展为机械手打下坚定的基础。该机械手控制系统清洗，放了坚实的理论基础和未来技术路线;传感器系统是按照不同的传感器：CCD相机，超声波传感器，红外线传感器，接近传感器，震动传感器等，来感测外部测量环境的信息。移动机构用于清洗机械手本体，一般机构：可拆卸的，爬虫类，步进。履带式在平地上移动，道路状况差适合步进式。清洗系统包括：喷水器，刷子和吸尘器。喷水器喷水，刷子和吸尘器对地板进行强力清洗。近年来迅速发展，对清洗机械手影响的关键技术有：平等路径规划技术，传感器技术，真空技术，控制技术，电源技术。目前，也有一些爬壁机械手加入到工作中。
1.2 国内外清洗机械手的发展状况及发展前景
1.2.1国外研究现状
目前市面上所见到清洗设备为：超声波清洗、高压喷淋清洗、激光清洗、蒸汽清洗、干冰清洗及复合型清洗设备等；其中应用领域最广泛的当属喷淋清洗和超声波清洗；在工业生产及电子产品的生产过程中，随着对产品部件表面清洁度的提高，超声波精密清洗方式正越来越多的人们所关注和认可。
工业清洗基本按照零件材质，工艺要求来决定选用水基清洗还是溶剂清洗。一般清洗洁净度要求不高的话，就选用水基清洗。如果对于清洗洁净度要求很高，并且零件有很多细缝和盲孔的复杂几何体的话，应该需要使用溶剂清洗。溶剂清洗的话，需要选用环保的全封闭金属零件清洗机，不管是四氯乙烯溶剂还是碳氢溶剂都是VOC溶剂，也就是都是挥发性有机溶剂，按照环保标准，都必须使用单槽的全封闭设备。目前市场上的多槽式的设备都是开放式系统，因为在槽缸之间转换时是充分暴露在大气中的，这是不安全和环保的设备，并且设备的智能化程度不高，对生产速度与降低工人劳动强度的意义不大。
中国经济的快速发展和城市环境卫生的要求，不断提高质量，加快中国的清洗机械手的发展步伐。清洁设备最常见的是清洁的清除剂设备，它可以节省了人力和物力，可以清理大面积的范围。但是，干净的院子，小巷仍然需要清洁工具的传统，它需要的是人力浪费和物力。
清洗机械手是一种新的产品，全面的功能机构不成熟，很难找到相关的信息。所以清洗功能的实现是设计中的一大难点。
清洗范围的大小决定需要采用哪种类型的机器人，和整体设计以及相关的构成形式。该机构的工作效率太小会减少，清洗的范围小，清洗的要求不能符合地面清洁的要求。
国外洗车后几十年的发展历史，除了最基本的组件和高可靠性，为了开发一个智能清洁机器人，如日立，松下在世界上，三星等知名企业已经取得了一定的成绩。
清洗路车已被用于在国外几十年。真空清洗帚和刷子是按照工作形式分的两种种类。一种吸尘清洗帚是利用负压垃圾收集器；由一个圆柱形刷轮你会拒绝跟随在带式输送机刷。然后到垃圾箱，或者直接扔进垃圾桶。
清洁的紧凑特点是内部组件的机构。内部空液压力件，传动件不仅节省了空间，还减少了传输损耗。
1966年，意大利RAVO清洗车被发明。率先使用了一种常见的机箱，机箱一般是清洗车的模形，然后改变汽车底盘，最终是要建立一个明确的清洗车。发挥使用一个公共的底盘清洗车将经受一定的限制。出于这个原因，许多国外著名的清洗车制造商，以实际工作情况制造清洗车，比较适合全液压清洗路车底盘的工作。
该车应用清洁工程，结合简单的紧凑型轿车，扩压器的体积，而非人工电源，“干净”到一个小的清洁车。功率为3 ~ 5倍手动清洗能力和小吸尘器从3 ~增加5倍，汽车清洗设备，实现了“电”，这辆车的特点：它将有助于为老清洗，推广和使用摩托车方便灵活，容易操作。这也降低了清洁工人的劳动强度。
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第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 国内外清洗机械手的发展状况及发展前景 1
1.2.1国外研究现状 1
1.2.2国内研究现状 3
1.3 清洗机械手介绍 6
1.4用于清洗的机械手的功用 6
1.5清洗机械手器人的发展 6
1.6清洗机械手的特点 7
第二章 机械手的机构的设计 8
2.1组成机械手的零件 8
2.2方案论证 8
2.2.1液压机构 8
2.2.2纯机电机构 8
2.3分析设计的方案与选型 9
第三章 机械手参数设计 10
3.1 底座部分设计计算 10
3.1.1联轴器的设计 10
3.1.2涡杆传动设计 11
3.1.3涡杆轴上的轴承 13
3.1.4带动臂部升降的电机（底盘电机） 15
3.1.5腰身滚子轴承的设计计算 15
3.1.6腰身轴向轴承的设计计算 16
3.2 手臂部分设计计算 17
3.2.1大臂伸缩液压缸的计算： 17
3.2.2小臂伸缩驱动机构的计算： 19
3.3 手指手 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
腕部分设计计算 22
3.3.1手指夹紧螺柱的设计与校核 22
3.3.2驱动手指的电机 22
3.3.3驱动手腕转动的电 机计算 22
第四章 主要零件的UG三维建模 25
4.1 UG三维建模技术 25
4.2 UG软件概述 25
4.3 部分零件的三维建模 25
4.3.1涡杆轴建模 25
4.3.2手指轴建模 26
4.3.3手腕轴建模 27
4.3.4机身座建模 28
4.3.5机身活塞建模 29
4.3.6底盘轴建模 30
4.4机械手三维模形的组装 31
总结 34
致谢 36
参考文献 37
第1章 绪论
1.1 选题背景
清洗机械手的基本机构包括四部分。随着计算机技术的迅速发展，人工智能技术，传感技术，清洁的研究和移动机械手，检测系统，控制系统，移动机构的发展为机械手打下坚定的基础。该机械手控制系统清洗，放了坚实的理论基础和未来技术路线;传感器系统是按照不同的传感器：CCD相机，超声波传感器，红外线传感器，接近传感器，震动传感器等，来感测外部测量环境的信息。移动机构用于清洗机械手本体，一般机构：可拆卸的，爬虫类，步进。履带式在平地上移动，道路状况差适合步进式。清洗系统包括：喷水器，刷子和吸尘器。喷水器喷水，刷子和吸尘器对地板进行强力清洗。近年来迅速发展，对清洗机械手影响的关键技术有：平等路径规划技术，传感器技术，真空技术，控制技术，电源技术。目前，也有一些爬壁机械手加入到工作中。
1.2 国内外清洗机械手的发展状况及发展前景
1.2.1国外研究现状
目前市面上所见到清洗设备为：超声波清洗、高压喷淋清洗、激光清洗、蒸汽清洗、干冰清洗及复合型清洗设备等；其中应用领域最广泛的当属喷淋清洗和超声波清洗；在工业生产及电子产品的生产过程中，随着对产品部件表面清洁度的提高，超声波精密清洗方式正越来越多的人们所关注和认可。
工业清洗基本按照零件材质，工艺要求来决定选用水基清洗还是溶剂清洗。一般清洗洁净度要求不高的话，就选用水基清洗。如果对于清洗洁净度要求很高，并且零件有很多细缝和盲孔的复杂几何体的话，应该需要使用溶剂清洗。溶剂清洗的话，需要选用环保的全封闭金属零件清洗机，不管是四氯乙烯溶剂还是碳氢溶剂都是VOC溶剂，也就是都是挥发性有机溶剂，按照环保标准，都必须使用单槽的全封闭设备。目前市场上的多槽式的设备都是开放式系统，因为在槽缸之间转换时是充分暴露在大气中的，这是不安全和环保的设备，并且设备的智能化程度不高，对生产速度与降低工人劳动强度的意义不大。
中国经济的快速发展和城市环境卫生的要求，不断提高质量，加快中国的清洗机械手的发展步伐。清洁设备最常见的是清洁的清除剂设备，它可以节省了人力和物力，可以清理大面积的范围。但是，干净的院子，小巷仍然需要清洁工具的传统，它需要的是人力浪费和物力。
清洗机械手是一种新的产品，全面的功能机构不成熟，很难找到相关的信息。所以清洗功能的实现是设计中的一大难点。
清洗范围的大小决定需要采用哪种类型的机器人，和整体设计以及相关的构成形式。该机构的工作效率太小会减少，清洗的范围小，清洗的要求不能符合地面清洁的要求。
国外洗车后几十年的发展历史，除了最基本的组件和高可靠性，为了开发一个智能清洁机器人，如日立，松下在世界上，三星等知名企业已经取得了一定的成绩。
清洗路车已被用于在国外几十年。真空清洗帚和刷子是按照工作形式分的两种种类。一种吸尘清洗帚是利用负压垃圾收集器；由一个圆柱形刷轮你会拒绝跟随在带式输送机刷。然后到垃圾箱，或者直接扔进垃圾桶。
清洁的紧凑特点是内部组件的机构。内部空液压力件，传动件不仅节省了空间，还减少了传输损耗。
1966年，意大利RAVO清洗车被发明。率先使用了一种常见的机箱，机箱一般是清洗车的模形，然后改变汽车底盘，最终是要建立一个明确的清洗车。发挥使用一个公共的底盘清洗车将经受一定的限制。出于这个原因，许多国外著名的清洗车制造商，以实际工作情况制造清洗车，比较适合全液压清洗路车底盘的工作。
该车应用清洁工程，结合简单的紧凑型轿车，扩压器的体积，而非人工电源，“干净”到一个小的清洁车。功率为3 ~ 5倍手动清洗能力和小吸尘器从3 ~增加5倍，汽车清洗设备，实现了“电”，这辆车的特点：它将有助于为老清洗，推广和使用摩托车方便灵活，容易操作。这也降低了清洁工人的劳动强度。
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