水下疏浚机器人（完整一套设计，有说明书:论文，图纸）

底盘.dwg

电机泵总成.DWG

马达驱动轮总成.dwg

内部装配图.dwg

前梁.dwg

前梁总图.dwg

驱动轮零件图.dwg

驱动轮轴.dwg

行走液压系统.dwg

右履带架.dwg

整机装配图.dwg

左履带架.dwg

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水下疏浚机器人

[摘 要] 近年来，由于泥沙淤积导致的水环境污染日益严重，有必要研究和开发适合我国国情的自动化疏浚机械。
我国已经拥有了适合大江大河等大范围水域疏浚工程的大中型挖泥船，但是可用于狭窄河道、农村沟渠、鱼塘等狭窄水域的疏浚机械还相当匮乏。大部分小型疏浚机械尚处于技术开发阶段。本文通过对国内外各种疏浚机械进行对比分析，并结合小型水域疏浚的功能需要，进行了水下疏浚机器人的设计开发。经过广泛的方案论证，采用了橡胶履带行走方式、绞刀松泥和泥浆泵排泥的设计方案。经过详细的设计，机器人的机械部分已经具备了水下自动松泥、吸泥、排泥和绞刀方位调整以及行走、转弯、壁障等功能。为水下疏浚机器人的最终开发成功打下了坚实的基础。
[关键词] 水下疏浚机器人   橡胶履带   底盘   绞刀   泥浆泵

[外文摘要] Recent years , Our country’s water pollution as a result of silt deposit is getting more serious .We loses billions of Yuan every year. This situation reminds us of the necessity of researching dredging machines fit to our country conditions.
We now have a lot of large dredgers which are suitable for large-scale rivers. On the contrary, the small-scale diving dredger products used in countryside pond, irrigation canals and ditches narrow small-scale are still quite deficient and their technology is still unripe. With analysis of existing products of dredging both home and abroad, combined the analyses of its wanted functions ,we put forward the study of Under-water Dredging Robot.It can dredging underwater itself with a Mud-sucking system and a wring sword.It can walk with rubber pedrail,and turn aside when it is facing with blocks. This paper includes the structure design of walking devices of the Under-water Dredging Robot and the and checking computations of some important parts .It describes the main function of the Under-water Dredging Robot.It’s the base of design .

[Keywords] Under-water Dredging Robot    rubber pedrail    wring sword    Mud-sucking system

目录
1 可行性研究…………………………………………………………………………………1
1.1 绪论…………………………………………………………………………………………1
1.2 疏浚机在国内外的发展概况………………………………………………………………2
1.2.1 国外产品：新型水下疏浚机………………………………………………………4
1.2.2 国内产品之一：佛欣水下环保清淤机……………………………………………6
1.2.3 国内产品之二：具有水力推进器的水下清淤机…………………………………7
1.3 水下疏浚机器人设计内容…………………………………………………………………8
1.3.1 设计要求……………………………………………………………………………8
1.3.2 设计指导思想………………………………………………………………………8
2 方案设计……………………………………………………………………………………9
2.1 工作部分方案设计…………………………………………………………………………9
2.1.1 松泥方案设计………………………………………………………………………9
2.1.2 吸、排泥方案设计…………………………………………………………………11
2.1.3 泥浆处理方案………………………………………………………………………11
2.2 行走部分方案设计…………………………………………………………………………12
2.2.1 方案一：变形履带轮式行走方式…………………………………………………12
2.2.2 方案二：步进式行走方式…………………………………………………………14
2.2.3 普通履带式行走方式………………………………………………………………18
2.3 整机方案论述………………………………………………………………………………20
2.3.1 绞泥装置……………………………………………………………………………20
2.3.2 吸泥装置……………………………………………………………………………21
2.3.3 行走机构……………………………………………………………………………21
2.3.4 检测装置……………………………………………………………………………21
2.3.5 定位装置……………………………………………………………………………22
2.3.6 动力装置……………………………………………………………………………22
2.4 水下疏浚机器人的工作循环………………………………………………………………22
2.4.1 下水…………………………………………………………………………………22
2.4.2 绞、吸泥……………………………………………………………………………22
2.4.3 行走…………………………………………………………………………………23
2.4.4 水下机构的排障原理………………………………………………………………23
2.4.5 浮起…………………………………………………………………………………23
3 水下疏浚机器人行走机构的设计计算………………………………………………23
3.1 行走机构各部件结构型式的选择…………………………………………………………23
3.1.1 动力…………………………………………………………………………………23
3.1.2 传动…………………………………………………………………………………23
3.1.3 悬架…………………………………………………………………………………23
3.1.4 四轮一带……………………………………………………………………………24
3.2 行走装置的主要尺寸计算…………………………………………………………………24
3.2.1 四轮一带……………………………………………………………………………24
3.2.2 履带接地长度及履带宽度…………………………………………………………25
3.2.3 履带中心距…………………………………………………………………………26
3.2.4 离地间隙……………………………………………………………………………26
3.2.5 机器人总体布置……………………………………………………………………26
3.2.6 疏浚机器人重心位置的布置………………………………………………………27
3.3 行走力的计算………………………………………………………………………………27
3.3.1 土壤可提供的的切线牵引力………………………………………………………27
3.3.2 机器人在坡度为 的坡上行驶时的行驶阻力……………………………………27
3.4 典型零件设计………………………………………………………………………………27
3.4.1驱动轮轴的结构设计………………………………………………………………27
3.4.2 轴的尺寸计算………………………………………………………………………28
3.5 行走装置典型零部件的校核………………………………………………………………29
3.5.1 验算导向轮轴承……………………………………………………………………29
3.5.2 驱动轮轴的有限元分析……………………………………………………………31
3.5.3机器人底盘后梁的有限元分析……………………………………………………31
4 行走部分液压系统设计……………………………………………………………………32
4.1 液压系统的设计要求………………………………………………………………………32
4.2 液压行走系统的设计………………………………………………………………………32
4.2.1 液压系统的选择……………………………………………………………………32
4.2.2 工作过程分析………………………………………………………………………32
4.2.3 主要参数的确定……………………………………………………………………33
4.2.4 液压元件的选择……………………………………………………………………35
4.2.5 选择液压辅助元件…………………………………………………………………38
4.3 液压系统性能验算…………………………………………………………………………38
4.3.1 液压系统压力损失的验算…………………………………………………………38
4.3.2 确定溢流阀的调整压力……………………………………………………………38
4.4 整机液压系统图……………………………………………………………………………39
5 水下疏浚机器人控制部分设计…………………………………………………………41
5.1 水下疏浚机器人控制部分应实现的功能…………………………………………………41
5.2 控制方案……………………………………………………………………………………41
5.2.1 工作部分……………………………………………………………………………41
5.2.2 行走部分……………………………………………………………………………42
5.3 水下疏浚机器人的控制框图………………………………………………………………42
5.4 控制软件……………………………………………………………………………………42
6 总结……………………………………………………………………………………………43
7 谢辞……………………………………………………………………………………………43
主要参考文献…………………………………………………………………………………44

主要参考文献
[1] 濮良贵主编.《机械设计》.北京：高等教育出版社，1989
[2] 吴宗泽主编.《机械设计使用手册》.北京：化学工业出版社，2000
[3] 徐灏主编.《机械设计手册》.北京：机械工出版社，1988
[4] 李青云主编.《疏浚工程》.北京：人民交通出版社，2000
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[6] [美]约翰.哈斯顿著，交通部天津航道局设计研究所译.《水利疏浚理论与实践》，1982
[7] 曹刈主编.《航道疏浚》.北京：人民交通出版社，1987
[8] 日本机器人学会编.《机器人技术手册》.北京：科学出版社，1992
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[11] 郭重庆主审，洪钟德主编.《简明机械设计手册》.上海：同济大学出版社，2002
[12] 黄宗益主审，归正编.《工程机械底盘设计》.上海：同济大学机械工程机械教研室，1996