机械手-管道清洁机器人总体设计-说明书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 上海有中央空调的 1 万多栋大楼中，大多数空调机组的通风系统自运行以来，也从未做过清洗。未清洗的集中空调内可能有颗粒物、霉菌、螨虫、细菌、军团菌、藻类等各种污染物，会给人带来烦闷、乏力、嗜睡、不快感、肌肉痛、易感冒、咽痛、头晕等诸多健康危害。 因此，本设计设计了一个小型管道清洁机器人。管道清洁机器人的设计包括视觉系统，移动系统，清洁毛刷系统，吸尘系统和控制系统。 关键词： 管道，清洁，视觉，移动，清洁毛刷，吸尘，控制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 in 0,000 of of a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 1 绪论 1 中央空调的现状分析 1 管道清洁机器人的技术要求 1 2 机器人的视觉系统 2 摄像头 2 照明灯 3 3 机器人的运动系统 4 底板的设计 4 驱动电机的选择与设计 4 轮胎的选择 5 转向机构的设计 6 机器人移动的实现方法 7 4 机器人的清洁系统 9 清洁毛刷的设计分析 9 旋转刷的设计及材料选择 10 驱动电机的选择 10 手臂的设计 11 支撑架的设计 11 传动带的设计 13 带轮的设计 14 驱动轴的设计 16 联轴器的选择 17 承 、 轴套等零件的选择与设计 18 5 机器人的吸尘系统 19 吸尘系统的设计分析 19 电机的选择 19 叶片的设计 20 外壳的设计 21 其他零件的设计 22 6 机器人的控制系统 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 控制系统的设计概述 23 控制系统各硬件的介绍 24 电路板的设计 28 上位机的控制面板设计 30 单片机的编程 31 系统抗干扰措施 33 结论 34 参考文献 35 致谢 36 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 央空调的现状分析 “ 2009中国国际工业博览会科技论坛 公共场所卫生与标准化国际研讨会”在沪举行。会议披露：世博会召开前，上海将在全市范围内展开公共场所中央空调通风系统的清洗工作，有效提高中央空调通风系统的卫生质量。 而上海有中央空调的 1万多栋大楼中，大多数空调机组的通风系统自运行以来，也从未做过清洗。未清洗的集中空调内可能有颗粒物、霉菌、螨虫、细菌、军团菌、藻类等各种污染物，会给人带来烦闷、乏力、嗜睡、不快感、肌肉痛、易感冒、咽痛、头晕等诸多健康危害。世博会到来之际，给中央空调“洗个澡”，势在必行。 1 从 2002至 2009年，上海市室内环境净化协会针对上海市公共场所（如商务楼、图书馆等）的室内空气品质与集中式中央空调管道污染状况开展了多次调研，结果显示，申城商务楼办公环境的空气质量不容乐观。其中，不通风的达到 室 内空气“感觉不好”的达 60%；有让人不舒服气味的达 被动吸烟的达 60%；部分办公人员在工作时出现过头痛、缺氧、喉咙干燥、咳嗽、作呕、眼花等症状。同时，集中式空调送风管道内的细菌和真菌污染指数不合格率分别为 而且，楼龄越大，污染程度越严重。为此，在 2009年 8月 25日，在空气净化节能研讨及社会意见征询会上，市卫生局相关人士透露，上海市空调通风系统卫生管理办法修改草案正在拟订，将于年底颁布。 2 道清洁机器人的技术要求 外形尺寸： 400（长） * 416 （宽） * 250（高） 不含清扫工具） 重量：约 10控制方式： 有无线： 有线 行走速度： 8m/大行径距离： 50 m 清扫刷最高转速： 1200 r/道清洁机器人的清洗工作是通过皮带轮，带动清洁毛刷旋转。管道清洁机器人能够在风管中进行前进，后退，左转，右转等动作。移动速度平均在 8m/道清洁机器人可清洗宽 450 30000的最大控制距离为50m，并在机器人上 装有摄像头，能全程进行录像记录。管道清洁在清洗的同时，进行吸尘作业，将清洁毛刷扫落的灰尘吸入尘箱中。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 机器人的视觉系统 像头 摄像头是用于风管内部清扫时，操作者通过控制器与摄像头的连接，进行对管内工作的监视和检查。在机器人的身上装有两个产自第一印象的 摄像头，两个摄像头背对背放置。此摄像头自带 黑暗的环境下，能够自动补足灯光的不足，以达到良好的摄像效果。图 图 一印象 S 此摄像头的主要参数如下： 传感器类型 ： 感器像素： 500万 最高分辨率 ： 1280 1024 摄像头分辨率： 2400 1960 最大帧数： 30帧 色彩位数： 24位 成像距离 ： 50对焦方式 /范围 ：手动式调焦 50对焦方式：手动 镜头：五层镀膜镜头 弱光补偿：带有 光灯，支持弱光补偿 摄像头压缩比 ： 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 兼容操作系统： 000/克风：内置麦克风 插即用：支持免驱 其他参数：智能人脸追踪功能， 并附带视频动态及像框功能；自动白平衡，曝光，亮度，对比度，色度，饱和度等均可调节。 由于机器人上装的摄像头需要背对背安装，所以对与这个摄像头，还需要进行一下外型的改造。首先将底座拆去，然后用强力的胶水，将两个摄像头的背面粘住。考虑到风管内部的灰尘，可能将摄像头的镜头沾上灰尘，造成镜头模糊，所以本设计在摄像头外，加一个透明的玻璃罩，以防止灰尘的进入，影响摄像头的成像。 在摄像头的安装时，还存在着另一个问题，就是数据线的长度。由于摄像头本身自带的数据线长度只有 1米左右，而机器人要工作的距离一般在 30法满足工作的要求。为了解决这个问题，需要采用 了达到数据上的高速传输，本设计选择 格的延长线，正好和摄像头的接口类型一致；而且 明灯 由于担心摄像头上的 设计在小车上安装了照明灯。照明灯的选择需要考虑到以下几个方面： 照明灯的灯光强度。由于灯光太亮，会导致观察到的是一片白色。太暗又无法正常观察清扫的情况。因此，需要在远程控制给予照明灯的电流大小，以保证正 常的发光。 照明等的安装问题。为了达到良好的灯光效果，本设计准备在小车的两个角上，各安装一个照明灯，这样能够达到范围大，光源强度大的效果。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 机器人的运动系统 机器人的运动系统是采用四轮驱动的方式，四个轮子成矩形放置。前轮为主动轮，装有两个直流电机进行驱动，后轮万向从动轮。 板的设计 机器人的主要部件采用不锈钢制造，底板采用厚度为 4不锈钢，其牌号为0要的化学成分及力学如下表： 表 化学成分 钢号 C n P S r N - 8- 20 5 - 表 力学性能 钢号 b, ,% ,% 550 275 35 50 217 0不仅耐锈性优良，而且对多数有机化学介质（如染料等）和很多无机化学介质都耐蚀，对于强酸类，耐硝酸性良好，在较小程度上的硫酸，而不耐卤 族酸的腐蚀。 由于管道的限制，以及设计的分析，底板的长和宽为 400 300度为 4 在底板上面，需要安装摄像头、清洁毛刷机构，以及电路板和照明灯。 动电机的选择与设计 驱动电机选用带减速器的齿轮减速直流电机。 （ 1）电机减速器输出转矩的估算 清洁机器人产品估计重量 100N，数据线和电缆的摩擦力约为 100N，清洁刷所产生的摩擦力为 20N，清洁机器人驱动阻力 20N。 由于采用双电机驱动，所以每个电机所承载的驱动阻力为 1021 。 而轮胎的半径为 R=45以电机减速器的输出转矩为 T=m。 （ 2）电机减速器输出功率的估算 因为机器人的行走速度 v=0速器输出的转速估算为 n=40r/ 所以，电机减速器输出功率 P 20W。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 3）电机减速器的选择 电机选用 列，该减速电机的型号为 45027，电机的主要参数如表 速器的主要参数如表 机的安装示意图如图 表 机的主要参数 型号 转矩 N m 转速 r/率 W 电压 V 电流 A 不大于 允许顺 逆转速差r/枢 磁励 电枢 磁励 4500 6000 25 24 2 00 表 速器的主要参数 减速比 100 减速级数 3 减速器长度 (L1)1 空载转速 r/0 额定转速 r/2 额定转矩 3 最大瞬间允许负载 图 机安装图 胎的选择 轮胎所选用的材料为工业橡胶，这种材料的优点为它与刚性 材料之间的摩擦系数大，其动摩擦系数可达 摩擦系数可达 了增加轮胎与管道之间的摩擦力，本设计选用轮胎的宽度为 45径为 90种类型的轮胎属于玩具类轮胎，可以从网上选购。其示意图如图 按减速器输出轴的大小配以适当的轮毂，就构成了所设计的轮胎部分。整个轮毂采用塑料制造，使其外完全与橡胶轮胎紧密配合，其中间买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 突出部分为紧固部分。考虑到风管中，清洁机器人的使用时间比较长，而且整个清洁机器人的重量达 10上，轮毂与轴之间仅以过盈配合产生的摩擦力可能达不到要求而产生打滑现象，或因为 长时间使用后产生打滑现象，使整个清洁机器人无法正常工作。所以在突出端上面开一个 螺纹孔，将与轮毂孔配合的轴铣出一个小平面。装配好后用一个螺钉将卡住，防止轮毂与轴之间出现相对运动。 图 胎实体图 向机构的设计 后轮的转向机构的三维设计图如图 件转向头的三维设计图如图 具体尺寸详见设计附图。 图 向机构示意图 图 向头 这个机构的工作原理是：连接轮毂的轴通过轴承与转向头连接，轴承安装时，先从买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 大口装入，再用轴承盖将其固定，使其 得到良好定位。转向头与支架装配时，先将较大端装入底板中，然后将较小端装入支架的孔中，通过焊接，将支架同底板固定。 与后轮轮毂所连接的轴的设计如图：所示。其中，与轴承和轮毂的配合均为过渡配合。 其中轴承因为与轴连接，基本不受轴向力，所以选择深沟球轴承，代号为 61800，主要参数为： 轴承代号 |60000型 :61800 基本尺寸 d|/0 基本尺寸 |/9 基本尺寸 B|/ 安装尺寸 da(|/装尺寸 Da(|/装尺寸 ra(|/他尺寸 |/他尺寸 |/他尺寸 /r(:本额定载荷 /r:本额定载荷 /0r:限转速 /(r/脂 :28000 极限转速 /(r/油 :36000 重量 W|/:轮支架的设计如图：所示 将电机通过螺母固 定在支架上，再通过焊接将其固定在底板上。 图 轮支架 前轮直接安装在电机减速器的输出轴上作为前轮传动轴。 器人移动的实现方法 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 清洁机器人是通过装在前轮上的两个电机进行驱动，转向时，通过两个电机的转速差，同后轮的转向轮配合，实现机器人的转向。两个电机可实现的运动有： 当两个驱动电机转速相同且方向相同时，清洁机器人直线前进或者后退。 当一个驱动电机运转，另一个驱动电机停止时，清洁机器人向左或向右进行转向运动。 当两个驱动电机转速相同且方向相反时，清洁机 器人在原地打转。这种驱动方式，转向半径最小，有利于在狭小的管道中进行作业。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 清洁毛刷的清洁系统 洁毛刷的设计分析 图 洁系统的二维图 清洁刷机构装置是管道清洁机器人清扫系统的核心工作部件之一 ,其二维实体模型于图 在图 1为大带轮轴， 2为大带轮， 3为清洁毛刷， 4为同步带， 5为手臂， 6为连接架， 7为横杆， 8 为支撑架， 9为联轴器， 10 为电机， 11为小带轮轴， 12为小带轮。 在设计过程中需要 考虑驱动电机如何放置以及如何与移动小车的连接问题。这直接影响到整个运动的传递，从而影响了清洁刷机构的结构。此外还需注意的就是清洁刷臂的平衡和手臂的自动调节问题。综合考虑以上问题，本设计设计了图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 此清洁系统由大带轮、同步带、支撑架部分、清洁毛刷、手臂、轴承座、套筒联轴器、直流电机、小带轮、大带轮轴、小带轮轴等主要零部件和轴承、轴承端盖、轴套、螺钉等辅助零件组成，整个装置可在 30度内调节。 该清洁刷机构有如下特点： 样布置电机的优点是可以充分利用小 车上面的空间，安装单片机控制箱和摄像头及照明灯； 代锥齿轮传动轴向力大的缺点。使电机的寿命延长，而且价格低廉，简单高效； 30度），这样可使该清洁刷机构适用于多种高度的空调管道，具有一定的通用性； 便快捷，可适用于绝大部分空调管道。 转刷的设计及材料选择 设计的旋转刷头有四种材料系列：尼龙刷、钢刷、不锈钢刷和铜刷。尼龙刷适用于所有材质的管道，不会对管道壁造成损伤；钢刷适用于各种钢管；不锈钢刷适用于钛合金 管道和铜镍合金管道；铜刷适用于材质为有色金属的管道。所以本设计选择尼龙作为清洁刷 66的材料。 旋转刷是由 24步带安装在一个手臂上，便于手臂的安装。而且手臂的一头支撑轴和旋转刷的直流驱动电机轴为同一根轴。旋转刷可拆卸并且有不同的材料和尺寸系列 ,整个装置可以进行俯仰 30 度的调整 ,从而保证在宽度 4001000度 300600矩形管道都能彻底清扫到管道的边角和顶部。装置中通过安装在手臂上的弹簧，可以使清洁机器人在不同管道内进行小幅度的自动调节，而且弹 簧起到了固定手臂的作用。这种装置和采用传感器便宜得多了。在清扫过程中 ,利用 24V 直流电机作为动力，容易控制。通过旋转刷的高速旋转使灰尘落下来，便于吸尘系统进行收集。 动电机的选择 选择电机前，需要先对输出转矩进行估计。 清扫刷与管壁静摩擦系数为 摩擦系数为 与管道之间的压力为 过试验空气对清扫刷的阻力可以忽略不计，转动时轴承与轴之间产生的力大约估计为 2N 摩擦系数为 子最大的半径为 300 清扫刷所受的摩擦力为 10=为清扫刷的驱动模式为单电机通过同步带驱动，同步带的效益可以达到 98%所以驱动电机所承受的驱动阻力 为 F=清扫刷刷子的最大的半径为 d=300 所以输出的转矩为 T=m 电机输出功率的估算： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 同步带减速机构减速比为 2，刷子最大的转速为 600r/以选用电机的转速为1200r/输入轴上的转矩为 =m 所以电机减速器的输出功率 P： 99550 (4故选用驱动的电机为 列，该系列电机参数如表 示，这种减速电机的型号为 90于在该系列转速没有 1200r/以选择 1500r/0机。 表 机的主要参数 型号 转矩 N m 转速 r/率 W 电压 V 电流 A 不大于 允许顺 逆转速差r/枢 磁励 电枢 磁励 90200 1500 80 24 5 1 100 臂的设计 手臂在清洁系统中，起着连接和调节高度的作用，而且此手臂的质量较轻，承受的力大，便于安装拆卸。手臂的两端与轴相连，上端与支撑架的弹簧相连，通过手动调节起上下空间中的角度。在不是很大的管道高度之间的变化，可以通过弹簧的自动调节，避免了要把机器人拿下来再调节的麻烦。 下图 图 臂 撑架的设计 支撑架的三维结构图如 图 示。此支撑架由 2 根硬氯乙烯层压板材、厚 5度为 165间连接着支撑板，厚度为 15中，中央的螺纹孔直径为 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 撑架 该支撑架通过安装带有弹簧的螺纹杆，通过调节螺纹杆伸出的长度，从而使手臂可以在一定角度内进行调节。而且安装的螺纹杆的支撑板可以进行 360度的旋转，这样可以使在不同的角度下，弹簧只受轴向的拉力和压力。不会让弹簧受径向力，并延长弹簧的寿命。 因为支撑架高 165臂与支撑板之间的距离为 90簧长 30柱的长度为 40以手臂可以调节 30度左右。弹簧能在 50 弹簧基本参数： 材料名称弹簧用不锈钢丝 钢丝直径 d=1.2(弹簧中径 D=10(旋绕比 C=5 曲度系数 K=际刚度 k=) 有效圈数 n=10 工作行程 h=1 最小变形比 f1/大变形比 f2/由长度 2(装长度 2.2(工作长度 4(验长度 5(节距 p=1.2(旋角 =3 02 弹簧材料展开长度 L=439.6(买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动带的设计 同步带 传动具有带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带传动由于带与带轮是靠啮合传递运动和动力，故带与带轮间无相对滑动，能保证准确的传动比。同步带通常以钢丝绳或玻璃纤维绳为抗拉体，氯丁橡胶或聚氨酯为基体 ,这种带薄而且轻，故可用于较高速度。传动时的线速度可达 50m/s，传动比可达 10，效率可达 98。传动噪音比带传动、链传动和齿轮传动小，耐磨性好，不需油润滑，寿命比摩擦带长。其主要缺点是制造和安装精度要求较高，中心距要求较严格。所以同步带广泛应用于要求传动比准确的中、小功率传动中，如家用电器、计算机、仪器及机床、化工、石油等机械。 同步带有单面有齿和双面有齿两种，简称单面带和双面带。双面带又有对称齿型（ 交错齿型（ 分。同步带齿有梯形齿和弧形齿两类。同步带型号分为最轻型 轻型 轻型 型 L、重型 H、特重型 重型 种。 在规 定张紧力下，相邻两齿中心线的直线距离称为节距，以 距是同步带传动最基本的参数。当同步带垂直其底边弯曲时，在带中保持原长度不变的周线，称为节线，节线长以 同步带带轮的齿形推荐采用渐开线齿形，可用范成法加工而成。也可以使用直边齿形。 同步带传动的主要失效形式是同步带疲劳断裂，带齿的剪切和压溃以及同步带两侧边、带齿的磨损。保证同步带一定的疲劳强度和使用寿命是设计同步带传动的主要依据。因此同步带传动设计时主要是限制单位齿宽的拉力，必要时才校核工作齿面的压力。 同步带的设计： 首先设 计同步带的功率，由于选择的电机的功率 P=80W，查“载荷修正系数 荷修正系数 以 d (4选定带型节距根据 清洁刷转速 n=1500r/小带轮的转速 50r/设计选择带型为 L，宽度为 同步带。 根据带型 L，宽度 以确定小带轮的齿数和节圆半径： 小带轮齿数 6； 小带轮节圆直径 定带轮的传动比 i=2，所以根据传动比和小带轮齿数，得出大带轮齿数为： 3216212 (4由表“标准同步带轮的直径”查得： 大带轮的节圆直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 带速 50/m a (4（查表得，带型 L的 0m/s。） 初定轴间距根据结构要求定为： 00长及齿数 2212100 a (4根据表“梯形齿同步带的节线长系列及极限偏差”选取标准节线长 ： 标准节线 节上的齿数 Z=128； 代号为 480。 实际轴间距 7 7 42 00 (4小带轮啮合齿数 722 122 11 n tZ (4基本额定功率 a (4其中， m 是宽度为 ，根据表“基准宽度同步带的许用工作拉力 单位长度的质量”得， m= 带宽根据表“梯形齿同步带宽度 取标准值，取 作用在轴上的力 F 2 6 31 0 0 0 (4综上所述，带轮的齿数和节圆直径分别为： 小带轮： 6； 带轮： 2； 轮的设计 带轮的形状分为双边挡圈，单边挡圈和无挡圈三种。而本设计选择的是无挡圈型。根据带型 L，带宽 表“同步带的宽度”得：带轮的最小宽度为 以本设计取大带轮和小带轮的宽度为 轮的尺寸图如图 查表“直边齿带轮的尺寸”得： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 轮的尺寸图 小带轮的参数如下： 槽型 :L 齿数： 16 节圆直径 d： 轮宽度： 槽底宽 高 ,槽半角 :20 齿根圆角半径 顶圆角半径 ) 节顶距 2 :圆直径 圆节距 da/z=z带轮齿数 ) 根圆直径 带轮的参数如下： 槽型 :L 齿数： 32 节圆直径 d： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 带轮宽度： 槽底宽 高 ,槽半角 :20 齿根圆角半径 顶圆角半径 ) 节顶距 2 :圆直径 圆节距 da/z=z带轮齿数 ) 根圆直径 动轴的设计 小带轮轴的设计图如图 图 带轮轴的二维 图 小带轮轴选择的材料为 40机械设计手册查得材料力学性能参数为： 20035055075011于材料为 40择 A=100，而 45 ， T=m，得： (4大带轮轴的材料同大带轮一样，选择 40径 87.4d 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴器的选择 套筒联轴器分为圆锥销套筒联轴器、平键套筒联轴器和半圆键套筒联轴器。本设计选择圆锥销套筒联轴器。其联轴器的参数如图 示： 图 锥销套筒联轴器 轴直径 d(10 许用转矩 /(N m):0:18 L:35 :8 C:1:锥销 11718 选用此联轴器，由于工作转矩小于许用值，且结构简单。 套等零件的选择与设计 (1)轴承 在清洁毛刷的系统中共有三组轴承，考虑到所受的径向力很小和使结构更简单，均采用深沟球轴承。其中有两组直接安装在手臂上，选用型号为 61902的轴承，其基本的参数如下： 轴承代号 |60000型 :61902 基本尺寸 d|/5 基本尺寸 |/8 基本尺寸 B|/ 安装尺寸 da(|/装尺寸 Da(|/6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 安装尺寸 ra(|/他尺寸 |/他尺寸 |/他尺寸 /mm|r(本额定载荷 /r:本额定载荷 /0r:限转速 /(r/脂 :20000 极限转速 /(r/油 :26000 重量 W|/:一组轴承安装在轴承座上 ，选用型号为 6300 的轴承，其基本的参数如下： 轴承代号 |60000型 :6300 基本尺寸 d|/0 基本尺寸 |/5 基本尺寸 B|/1 安装尺寸 da(|/装尺寸 Da(|/装尺寸 ra(|/他尺寸 :他尺寸 :他尺寸 /mm|r(本额定载荷 /r:本额定载荷 /0r:限转速 /(r/脂 :18000 极限转速 /(r/油 :24000 重量 W|/:文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 机器人的吸尘系统 尘系统的设计分析 吸尘系统主要由外壳，电机，叶片，过滤网和过滤片等组成。考虑到机器人的重量和成本问题，外壳和叶片均采用塑料制成，其中，叶片采用聚酰胺，外壳采用聚苯醚制成。吸尘系统的二维设计图如图 图 尘系统的二维图 在图 ， 1 为搭扣， 2 为弹簧， 3 为串激电机， 4 为后端箱， 5 为固定板， 6 为风扇， 7为过滤网， 8为尘箱， 9为过滤片。 吸尘系统的工作原理是电机高速旋转，从吸入口吸入空气，使尘箱产生一定的真空，灰尘通过主吸管进入尘箱中的滤尘袋，灰尘被留在滤尘袋内。 机的选择 考虑到电机的体积问题，而且对于吸尘系统，电机的转速要求在每分钟 5000 转左右，且扭矩要大，对于这些问题，串激电机正好解决了这些问题。串激电机拥有体积小，扭矩大，且转速也大，对应于吸尘系统，它需要高转速在容器内外形成负压 ,，以产生吸力。所以，选择串 激电机，其型号为 实体图如图 示，电机参数如表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 激电机的实体图 图 激电机的尺寸图 表 激电机的参数 片的设计 叶片的三维模型图 如图 示。叶片的直径为 50片上由 10 片小的叶片组成。叶片的安装直接和串激电机的主轴连接。 型号 电源 空载 最大效率 最大功率 电压 频率 转速 电流 效率 转速 转矩 电流 输出功率 转速 转矩 电流 10 60 14500 731 167 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 扇 壳的设计 外壳分为两部分组成，一部分为前端的尘箱，一部分为后端的装电机和风扇的箱体。尘箱和后端箱体的三维图如图 图 箱三维图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 端箱体三维图 后端箱体由上半箱和下半箱组成，两部分通过 十字螺钉连接。在箱体的后端开几个矩形槽是为了将电机通过负压吸入的风向外排出；中间的结构是为了固定一个厚度为 2其起到定位 作用，并用 螺母固定串激电机；前端的设计，是为了让沉箱得到一个良好的负压，以达到吸尘的功效。 他零件的设计 过滤网采用海帕过滤网，其过滤网的实体图如图 帕它是一种高效过滤器 ,可以将极小的灰尘挡住 ,效率达到 它的透气度是较低的 ,因此都做成波浪形以增加透气面积。这种过滤材料有的还可以反复清洗。 过滤网直接塞于尘箱中，由于尘箱有定位过滤网的措施，所以只要将过滤网塞于其中就行。 图 滤网 矩形支架的二维视图如图所示，为了配合串激电机的安装和定位，在中央 区域攻 4个 螺纹，并在中央开取一个直径为 8圆，为了让串激电机的主轴通过。矩形支架的安装只要将 4个角塞于后端箱体的定位处即可。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 机器人的控制系统 制系统的设计概述 机器人的控制系统，主要通过单片机来实现控制。使用 作为上位机，并通过 片机在收到命令后，控制三个直流电机进行工作。控制系统功能框架图如图 图 制框架图 除了硬件的支持外，还需要对程序的设计。单片机 8051单片机为核心，所以，对于单片机的编程采用 位机 程序框架图如图 图 序框架图 上位机 上的应用程序能够实现的功能有：用户可通过程序界面上观看机器人的清洁现场，并可控制机器人的前进，后退，左转，右转，加速，减速，清洁刷的开关等。要实现机器人的功能之前，先要检查连接的正常与否，只有在确定连接成功的情况买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 下，才能进一步执行机器人的控制。 制系统各硬件的介绍 （ 1）单片机 片机是一种集成电路芯片，并采用超大规模集成电路 技术，把具有数据处理能力的中央处理器 机存储器 读存储器 种 I/时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、 A/成到一块硅片上，从而构成的一个小而完善的计算机系统。 速且低功率的单片机，指令代码完全兼容 8051 单片机，其特点为： 1. 工作电压： 2. 用户应用程序空间为 83. 工作温度范围： 0 （ 2） 使用 +5于电脑串口 10v +10v ，而一般的单片机应用系统的信号电压是 +5v,是用来进行电平转换的，使单片机能正常接受信号，并正常工作。内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路。由 1、 2、 3、 4、 5、6 脚和 4 只电容构成。功能是产生 +12v 和 个电源，提供给 口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14脚构成两个数据通道。其中 13脚（ 12脚（ 11脚（ 14脚（ 第一数据通道。 8脚（ 9 脚（ 10 脚（ 7 脚（ 第二数据通道。 1入转换成 据从 到电脑 头； 1据后从 出。第三部分是供电。 15脚 16脚 +5v）。 其原理图如图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 理图 （ 3） 限收发一体数传 块 业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。该模板块在内部需成了高频接收、 解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能，因而是目前集成度较高的无线数传产品。 12 1该器件将接收和发射合接为一体； 2工作频率为国际通用的数传频段 433 3采用 制 /解 调，可直接进入数据输入 /输出，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合； 4采用 接数据合成） +而频率稳定性极好； 5灵敏度高达 105 6工作电压