中央空调管道自动清洗机器人设计
中央空调管道清洗机器人是为了清洁中央空调管道而研发的。管道清洗机器人分为机械系统和控制系统两大部分，整套装置由三部分组成机器人小车，控制箱，集尘箱等部分组成，机器人小车是整套设备的主要核心。为了让机器人在狭长的管道中伸展自如，完成相关的工作要求，本文使用了弹簧机构的机器人的活动转向车轮，实现旋转运动的自适应，从而调整机器人的旋转角度来实现清洗的高效性。这样不仅可以让其在水平管道上行驶，而且还可以垂直移动。中央空调管道清洗机器人设备在实际生活中发挥了巨大的作用，节省了劳动力，同时提高了管道清洗的质量，实现了管道清洗机器人的真正价值，从而得到公司、企业、家庭的青睐。
目 录
引言 1
一、中央空调管道自动清洗机器人的背景分析与发展现状 2
（一）空调管道机器人研究背景 2
（二）空调管道清扫机器人国内外的研究现状 2
二、中央空调管道自动清洗机器人的总体设计 2
（一）管道机器人研究的主要内容 2
（二）中央空调管道清洗机器人机身材料的选择 3
（三）管道机器人的优缺点 3
三、机器人工作原理及装置组成 3
（一）机器人工作原理 3
（二）机器人装置组成 4
四、中央空管道清洗机器人的控制系统硬件设计 6
（一）控制器芯片的选择 6
（二）机器人机身控制系统的设计 6
五、中央空管道清洗机器人的控制系统软件设计 9
（一）控制系统软件设计的总体方案 9
（二）控制单元电路的设计 10
（三）上位机控制软件的设计 10
（四）清洗刷头信号采集程序的设计 11
七、创新点 11
总结 12
致谢 13
参考文献 14
引言
中央空调管道清洗机器人技术作为一个超前的技术，是工商业发展的一个重要指向标，同时也推进了工业4.0的进程。机器人技术在一些发达国家的发展表现尤为突出，日本和瑞典等国家生产的机器人在焊接、涂装、建筑领域应用极为广泛，形成了巨大的机器人产业；像美国、英国这样的国家所研发的智能机器人主要广泛应用在汽车装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
配等领域，其他智能技术的发展也是首屈一指的。最近几年，我国机器人技术取得了突飞猛进的进展，技术也不断在革新，开始了新时代的工业革命。各大机器人生产企业也紧跟新时代工业革命的脚步，不断探索与创新，其生产的机器人更便捷、实用性强，容易操作与维护，价格也会更加亲民。中央空调管道清洗机器人的发展将会与人们的生活息息相关，让家庭的生活环境更加美好。
一、中央空调管道自动清洗机器人的背景分析与发展现状
（一）空调管道机器人研究背景
中央空调与人们的日常息息相关，创造了舒适而又愉快的生活环境，同时也减少了占地面积。中国目前拥有中央空调达1000万套，每年仍以20％迅猛的数量增加，其室内空气的温度及湿度都是采用中央空调系统来调节。中央空调带来舒适环境的同时也给病菌繁殖提供了温床，中央空调管道长期不清洁成为病菌传播通道。缺少维护和管理的中央空调管道，换气的风管内隐藏着各种呼吸器疾病的细菌、病毒性流感细菌大量繁殖，严重危害人类的身体健康。近十年来以来，国家疾病预防控制中心对全国5000家酒店及办公写字楼进行管道环境检测，污染不达标的数量更是让人大跌镜框，达到了90％以上。随着国家质量监督检疫总局发布《中央空调通风系统清洗规范》的规章，公民对于这方面的自我防范意识也逐渐加强。中国管道清洗企业也在慢慢完善和改进，正为找到适合的清洁方案和设备而不断努力探索中。但是这些设备都有不可避免的限制和对空调的风管和其他外部环境的特殊要求，对互换性和环境的适应有比较的差异。同时，也需要能适应各种环境的兼容性和适应性强的清扫设备。
（二）空调管道清扫机器人国内外的研究现状
纵览国内外的机器人制造业已经成为了核心产业，特别是在发达国家表现的更为突出。机器人的种类有很多，不同种类的机器人其用途当然也不相同，其中中央空调管道清洗机器人是属于管道机器人中的一类产品。20世纪中叶以后，中央空调的迅速发展为管道清洗机器人提供了广阔的前景，同时也带动了电子电器产业的迅猛发展。中国的管道清洗机器人企业不断挖掘市场潜力，探索并研发更加高端的清洗机器人，建立更健全更完善的管道清洗体系，已经走在了中国创造的道路上。中央空调管道清洗机器人的成型产品如图11所示。
图 11 管道清洗机器人
二、中央空调管道自动清洗机器人的总体设计
（一）管道机器人研究的主要内容
中央空调配管系统弯长路多、清扫、清洁不净的现象，导致病菌长期不能根除而引起一系列疾病。为了实现中央空调管道系统的有效清洁，本文对比其他各类管道机器人，设计了中央的空调管道自动清洗管道机器人清洁设备，管道清洗机器人在弯型和垂直管道中工作而言，可能存在清扫不彻底等情况，本文所设计的管道清洗机器人针对这一缺陷，选用能自适应管道进行死角清扫的伞状举升机构和弹性转向装置。安装在清洗刷头上的接触式传感器器，将信号通过反馈调节的方式传送给控制器，控制器来调节清洗手臂机构达到自适应管道进行全面清洗。
（二）中央空调管道清洗机器人机身材料的选择
中央空调管道清洗机器人的工作环境是在狭长的管道内，所以机身材料的选择相当重要。不仅要注意材料的稳定性，也要注意材料的重量。我选择的是一种既结实又抵抗疲劳性被破坏的铝合金材料，铝合金的密度不大，结实又实用，很适合作为机器人的机身材料。在履带的选择上，我选择的是同步带。这种带轮传动平稳，不易打滑，传动效率高，维护简单等优点。为了增强机器人运行过程中与管壁之间的摩擦力，提高其越障能力，选用氯丁橡胶材料的双面齿弧齿形同步带，从而真正实现了机器人在不受环境限制下的高效率运作。
目 录
引言 1
一、中央空调管道自动清洗机器人的背景分析与发展现状 2
（一）空调管道机器人研究背景 2
（二）空调管道清扫机器人国内外的研究现状 2
二、中央空调管道自动清洗机器人的总体设计 2
（一）管道机器人研究的主要内容 2
（二）中央空调管道清洗机器人机身材料的选择 3
（三）管道机器人的优缺点 3
三、机器人工作原理及装置组成 3
（一）机器人工作原理 3
（二）机器人装置组成 4
四、中央空管道清洗机器人的控制系统硬件设计 6
（一）控制器芯片的选择 6
（二）机器人机身控制系统的设计 6
五、中央空管道清洗机器人的控制系统软件设计 9
（一）控制系统软件设计的总体方案 9
（二）控制单元电路的设计 10
（三）上位机控制软件的设计 10
（四）清洗刷头信号采集程序的设计 11
七、创新点 11
总结 12
致谢 13
参考文献 14
引言
中央空调管道清洗机器人技术作为一个超前的技术，是工商业发展的一个重要指向标，同时也推进了工业4.0的进程。机器人技术在一些发达国家的发展表现尤为突出，日本和瑞典等国家生产的机器人在焊接、涂装、建筑领域应用极为广泛，形成了巨大的机器人产业；像美国、英国这样的国家所研发的智能机器人主要广泛应用在汽车装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
配等领域，其他智能技术的发展也是首屈一指的。最近几年，我国机器人技术取得了突飞猛进的进展，技术也不断在革新，开始了新时代的工业革命。各大机器人生产企业也紧跟新时代工业革命的脚步，不断探索与创新，其生产的机器人更便捷、实用性强，容易操作与维护，价格也会更加亲民。中央空调管道清洗机器人的发展将会与人们的生活息息相关，让家庭的生活环境更加美好。
一、中央空调管道自动清洗机器人的背景分析与发展现状
（一）空调管道机器人研究背景
中央空调与人们的日常息息相关，创造了舒适而又愉快的生活环境，同时也减少了占地面积。中国目前拥有中央空调达1000万套，每年仍以20％迅猛的数量增加，其室内空气的温度及湿度都是采用中央空调系统来调节。中央空调带来舒适环境的同时也给病菌繁殖提供了温床，中央空调管道长期不清洁成为病菌传播通道。缺少维护和管理的中央空调管道，换气的风管内隐藏着各种呼吸器疾病的细菌、病毒性流感细菌大量繁殖，严重危害人类的身体健康。近十年来以来，国家疾病预防控制中心对全国5000家酒店及办公写字楼进行管道环境检测，污染不达标的数量更是让人大跌镜框，达到了90％以上。随着国家质量监督检疫总局发布《中央空调通风系统清洗规范》的规章，公民对于这方面的自我防范意识也逐渐加强。中国管道清洗企业也在慢慢完善和改进，正为找到适合的清洁方案和设备而不断努力探索中。但是这些设备都有不可避免的限制和对空调的风管和其他外部环境的特殊要求，对互换性和环境的适应有比较的差异。同时，也需要能适应各种环境的兼容性和适应性强的清扫设备。
（二）空调管道清扫机器人国内外的研究现状
纵览国内外的机器人制造业已经成为了核心产业，特别是在发达国家表现的更为突出。机器人的种类有很多，不同种类的机器人其用途当然也不相同，其中中央空调管道清洗机器人是属于管道机器人中的一类产品。20世纪中叶以后，中央空调的迅速发展为管道清洗机器人提供了广阔的前景，同时也带动了电子电器产业的迅猛发展。中国的管道清洗机器人企业不断挖掘市场潜力，探索并研发更加高端的清洗机器人，建立更健全更完善的管道清洗体系，已经走在了中国创造的道路上。中央空调管道清洗机器人的成型产品如图11所示。
图 11 管道清洗机器人
二、中央空调管道自动清洗机器人的总体设计
（一）管道机器人研究的主要内容
中央空调配管系统弯长路多、清扫、清洁不净的现象，导致病菌长期不能根除而引起一系列疾病。为了实现中央空调管道系统的有效清洁，本文对比其他各类管道机器人，设计了中央的空调管道自动清洗管道机器人清洁设备，管道清洗机器人在弯型和垂直管道中工作而言，可能存在清扫不彻底等情况，本文所设计的管道清洗机器人针对这一缺陷，选用能自适应管道进行死角清扫的伞状举升机构和弹性转向装置。安装在清洗刷头上的接触式传感器器，将信号通过反馈调节的方式传送给控制器，控制器来调节清洗手臂机构达到自适应管道进行全面清洗。
（二）中央空调管道清洗机器人机身材料的选择
中央空调管道清洗机器人的工作环境是在狭长的管道内，所以机身材料的选择相当重要。不仅要注意材料的稳定性，也要注意材料的重量。我选择的是一种既结实又抵抗疲劳性被破坏的铝合金材料，铝合金的密度不大，结实又实用，很适合作为机器人的机身材料。在履带的选择上，我选择的是同步带。这种带轮传动平稳，不易打滑，传动效率高，维护简单等优点。为了增强机器人运行过程中与管壁之间的摩擦力，提高其越障能力，选用氯丁橡胶材料的双面齿弧齿形同步带，从而真正实现了机器人在不受环境限制下的高效率运作。
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