作品名稱:城市管道疏通無人機設計
學校名稱:贛南科技學院
參賽隊伍:君不語
參賽學生:袁昊文 黃佳穎 傅晨明
指導老師:王忠鋒 黃偉玲
排水管道作為日常生活中是的基礎設施建設,己成為我們日常生活必不可少的一部分,但隨著生活節奏的加快,管道阻塞問題成為城市建設的難題,管道疏通機器人作為智能無人機的一種,它具有功能獨特,市場發展潛力大的特點,己經是世界性無人機研發熱點。
本課題根據排水管道的內部環境,提出了清淤機構和機身一體化的設計方案,運用先進的設計技術和力學理論展開設計與研究, 并用solidworks軟件對管道疏通機器人進行了仿真。對無人機設計的缺陷提出了修改意見,在理論上驗證其性能。本文主要內容如下:
1. 根據管道環境特點確定行走機構,行走機構又由驅動機構和移動機構構成。一般驅動方式有液壓驅動、氣動驅動、電動驅動,針對三種方式的成本適用范圍進行比較,最終選擇無刷電機驅動,無刷電機重量小,價格低,輸出功率滿足需求。移動機構有輪式行走機構、履帶式行走機構和腿式行走機構。排水管道環境復雜,經過比較。移動機構采用腿式行走機構,腿式行走機構可使機器人的四肢進行可自由開合,可適應不同直徑的管道。
2. 無人機的傳動方式使用了平行彈性聯軸器,為了不減弱承受糾正偏差能力的情況下使切槽變短,短的切槽可以使聯軸器的扭矩剛性增強并交疊在一起,使它能夠承受相當大的扭矩。
3.在清潔機構上,設計了多功能配置的機械臂清潔結構,實現一臂多用,方便迅速,該機器人采用多功能配置機械臂,通過驅動無刷電機使機械臂旋轉,當鉆頭將難清理的硬物打碎,伸縮裝置實現機械爪進行夾取,方便將碎物夾出。
通過了解管道堵塞的形式和危害,分析各種無人機的特點,總結管道環境對作業機械的影響,提出了管道疏通的設計要求,用機械系統三維設計軟件 SolidWorks建立了管道疏通無人機的模型。