毕业设计（论文）-管道清洁机器人设计

本科毕业设计第一章绪论1.1选题背景及其意义随着城市化的发展，人民生活质量的不断提高，人们对于环境的要求也越来越高，并在非常注重家庭清洁度和办公清洁度，对于居住或者办公的地点舒适性和环保性要求越来越高[1]。对于大型公共场合如办公楼，工厂，医院等，根据人们对温度舒适性的要求，都需要安装空调，且大型公共场合都需要中央空调级别的温度调节机[2]。但是对空调的使用的同时空调机的清理清洁工作对于环境质量的影响非常大，如不不能做到及时、多次的清洁，空调机对于室内环境的改善能力会大幅下降，且对空调机的清洁工作也是比较难的一个技术领域，它直接影响了室内的舒适性，空气的清洁度[3]。室内环境对于人们的生活质量和身体健康程度都是至关重要的，有关数据研究表明，人们在室内的时间可以占到总时间的70%-90%[4]。空调的清洁度不仅影响着人们的舒适性，长期的可能影响人们的身体健康程度，因为空调中的杂物进出种类繁多，且容易滋生出好氧性夹膜细菌、丝状型真菌、担子型真菌等感染菌[5-7]。据了解，目前正在使用的中央空调还有很大一部分达不到国家相关卫生标准[8-10]。因此，对于空调的清洁必须予以重视，因为空调机的结构较复杂，且机构布置相对紧密，对空调机的清洁工作也是比较难的一个技术领域[11]。传统的清洁方式是人工定期清洗，这只能对空调外壳和换热面过滤器，其他的通风管道等结构都很难被清理到，这样的清理效率较低，且清洁效果也不明显。空调风管清洗设备是近年来的热门课题，相对于传统的清洁方式主要的优势是可以对空调内部的通风管道进行直接的清洁，这是人工清洁不能达到的功能[12]。相关的技术和产品国外已经比较成熟了，但我国相关的研发水平相对滞后。如果仅依靠进口国外的清洗设备，不但价格昂贵还不能满足国内的使用要求，因为国外的空调机型号基本统一，品种比较少，标准化程度高，但我国的空调产品标准化程度较低，结构差别较大。因此如何针对指定的空调机型设计其通风管道清洗设备非常重要。1.2国内外研究现状与发展趋势空调通风管道清洗技术起源于19世纪60年代，中央空调产品的产生变发展起来，国外在80年代时开始对空调通风管道清洗技术进行研发，并在1990年左右实现了产品化，并同时建立了较为规范的国家标准，为之后的产品设计研发打下了好的基础。目前行业领先的发达国家均采用空调通风管道清洗技术对中央空调进行清洗[15]。近年来小型机器人的发展也被应用到了空调通风管道清洗技术中，行业领先的发达国家清洗机器人在空调通风管道清洗技术中也应用的比较成熟。据统计，行业领先的发达国家清洗机器人生产厂商不少于20家，如瑞典的Wintclean、丹麦的Danduct、加拿大的Airtox和美国的Nikro清洗机器人制造厂商等[16-19]。空调管道清洗机器人主要的功能是清扫灰尘，喷洒消毒液对管道细菌进行消除，携带微型摄像机和各种检测环境用传感器。总体来讲，空调管道清洗机器人需要有灵活精确的移动机构还有一些功能机构以及摄像机、照明和通讯等辅助设备。我国在空调清洗的需求和运用都比较晚，所以对空调管道清洗技术的研发力度和时间都比较滞后。目前相关的法规仅有卫生部在2003年6月发出的《公共场所集中空调通风系统卫生规范》的通知[20]，这是2003年非典造成的重大灾难后进行制定的。该规范对于公共场合的空调机的排放进行了明确规定，且对于空调机身的清洁程度也作出了规定，如公共场合的空调机需要定期的人工清洗外壳和热换气滤网，冷却塔的结构，保证空调排气的清洁程度[21]。法规的颁布对于空调管道清洗技术的发展有了基石般的影响力，市场和研发的投入都迅速增加。东北大学对空调管道清洗技术机器人的行走机构进行了研究并且申请了先关的专利，该空调管道清洗技术机器人能够变速行驶，可以对非对称、非等径、变截面的复杂管道进行清洁。该团队在后续对空调管道清洗技术机器人进行了进一步的改进，增加了空调管道清洗技术机器人的摄像机、喷洒功能等[22]。该团队的空调管道清洗技术机器人总体尺寸大小相当于家用的小型吸尘器，行走机构是履带结构，最大爬动高度为9cm，转向和步进灵敏度都较好，新代产品中还带有各种检测环境的传感器和摄像机，可以对环境进行参数判定，并通过中心控制系统对其在的环境进行清扫和消毒。该团队的空调管道清洗技术机器人主要优势可以概括成以下几点：（1）空调管道清洗技术机器人的行走机构选用的履带机构，对地形适应程度高，可以进行越障和防翻滚功能，可以适应复杂的矩形管道和圆形管道。(2)空调管道清洗技术机器人机身总体尺寸较小，可以再140mm以上高度的管道中进行清洁作业，国外成熟产品一般只能适用于300mm高度的管道。(3)空调管道清洗技术机器人采用分块结构化设计，可靠性较高，且驱动电机和其传动结构都比较简单，体积较小，维修比较方便。(4)空调管道清洗技术机器人带有摄像机功能，且中心控制系统由图像处理功能[23-24]。中国科学院对400mm和500mm的矩形管道研制出了相应的空调管道清洗技术机器人[25]。该空调管道清洗技术机器人有灵活精确的移动机构还有一些功能机构以及摄像机、照明和通讯等辅助设备。行走机构可以实现前后向自由度行走和转弯等功能，行走速度最快可到1m/min[26-28]1.3目前存在的问题中央空调通风管道清洁的机器人价格过于昂贵。且目前国内的中央空调通风管道清洁的机器人大部分都属于进口[30]，中央空调通风管道清洁的机器人的核心技术被领先公司垄断，阻碍了中央空调通风管道清洁的机器人的研发和产品开发。(2)机器人的功能过于单一。因为国外的空调机型号基本统一，品种比较少，标准化程度高，但我国的空调产品标准化程度较低，结构差别较大，所以国外的中央空调通风管道清洁的机器人并不能直接应用于我国的通风管道结构[31]。(3)中央空调通风管道清洁的机器人的清洁效率较低。因为通风管道的结构复杂，即使是中央空调通风管道清洁的机器人进行作业也很难讲死角位置进行有效的清洁[32-34]。1.4课题研究重点本文对于中央管道清洗技术机器人的设计任务主要包括对行走机构的设计，对刷清洁机构的设计，条刷清洁机构的设计和灰尘收集机构的设计。对于中央管道清洗技术机器人的设计首先需要对机器人的行走机构进行设计，包括多驱动电机的参数设计和选型，传动机构和执行结构的参数设计和结构设计。本文设计的中央管道清洗技术机器人需要满足有一定角度的通风管道。因此中央管道清洗技术机器人需要有较灵敏的转弯性能和较好的爬坡性能。之后对刷清洁机构和刷清洁机构的设计重点在于对通风管道侧壁的清洁程度。

第2章管道清洁机器人方案设计中央管道清洗技术机器人是机电一体化产品，需要有电机和控制系统方面，也需要精度高，设计合理的机械结构方面。如何系统的设计，将机械、电机和系统合理的分配对于中央管道清洗技术机器人的设计至关重要。对于中央管道清洗技术机器人的总体尺寸和工作性能参数影响很大。2.1总体设计方案管道清洁机器人的设计参数如表4-1所示：表2-1管道清洁机器人的工作参数重量移动速度外形尺寸30kg30m/min500*500*400(mm)本课题所设计的管道清洁机器人是一种用于空调管道清洁的自动化设备，总体设计思想为机械结构与驱动控制一体化的设计。中央空调通风管道清洁的机器人最重要的工作性能参数是清洁能力，但清洁能力又和其他的功能机构的性能参数有影响。本文设计的中央空调通风管道清洁的机器人目标是可以对通风管道的四个内壁进行清洁，包括对管道上灰尘的清扫和收集和对管壁的消毒。中央空调通风管道清洁的机器人清洁性能设计的难点在于对四个内壁同时清扫；灰尘的收集能力和中央空调通风管道清洁的机器人对环境和地形的适应能力。为了提高工作效率，一般中央空调通风管道清洁的机器人对内壁的清洁需要同步进行，这样不仅效率高，且清洁程度也很好。灰尘收集的设计难点在于收集能力和中央空调通风管道清洁的机器人的体积设计约束，不能设计过大的收集箱。根据以上的设计思路，最终考虑各个设计因素的约束，本文设计的中央空调通风管道清洁的机器人基本结构形式如下图2-1所示。1-移动平台机构；2-条刷清洁机构；3-盘刷清洁机构；4-灰尘收集机构图2-1管道清洁机器人机构图2-2管道清洁机器人2.2驱动机构设计方案对于中央管道清洗技术机器人的设计首先需要对机器人的行走机构进行设计，包括多驱动电机的参数设计和选型，传动机构和执行结构的参数设计和结构设计。本文设计的中央管道清洗技术机器人需要满足有一定角度的通风管道。对于中央管道清洗技术机器人的行走机构设计也是本文设计的难点之一。中央管道清洗技术机器人行走机构一般采用车轮式、腿脚式和履带式三种结构。车轮式一般可以较稳定的前后移动，且能量利用率较高，机构较为简单，且设计难度较小。本文选用车轮式作为中央管道清洗技术机器人的行走机构，采用四轮驱动。中央空调通风管道清洁的机器人的行走机构的结构简图如图2-3所示，驱动力由电机提供，电机的输出端连接带轮传动机构进而传递至中央空调通风管道清洁的机器人的行走机构。工作过程中，电机通电带动齿轮转动，通过齿轮的转动带动驱动轮进行移动，图2-3轮式驱动结构2.3条刷清洁机构设计方案中央空调通风管道清洁的机器人的条刷清洁机构如图2-4所示，中央空调通风管道清洁的机器人有两个条刷分别安装在机器人的两侧，拟同时对两个侧面进行清扫，两个条刷分别用电机进行驱动。且中间设置有电动推杆进行驱动，可以调节条刷的间距。顶部也安装有两个条刷，对通风管道顶部进行清扫，顶部的条刷直接固定在滑轨上，可以进行滑动，但不能转动。顶部条刷和侧面条刷用柔性杆连接，在电动推杆进行侧面条刷的间距调节时顶部条刷也会进行运动，这样可以同步调节四个条刷的相对位置。四个条刷与电动推杆之间有缓冲弹簧进行连接。1-条刷，2-电推杆，3-条刷，4-滑轨，5-机架图2-4条刷清洁机构2-5条刷实物图2.4.盘刷清洁机构设计方案中央空调通风管道清洁的机器人的条刷清洁机构如图2-6所示，盘刷主要功能是对通风管道进行清洁，在条刷进行工作之后，盘刷进行工作。盘刷的驱动是电机进行驱动。盘刷固定在中央空调通风管道清洁的机器人的上滑块上，滑块与导轨形成滑动副，这样盘刷可以进行平动。盘刷与滑块之间有磁铁装置可以对盘刷与通风管道表面的间距进行调节，提高清洁效率和清洁度。1-盘刷；2-电机；3-滑轨；4-撑杆；5-导轨；6-丝杆；7-旋转头图2-6盘刷清洁机构2.5收集结构设计方案中央空调通风管道清洁的机器人的灰尘收集的设计难点在于收集能力和中央空调通风管道清洁的机器人的体积设计约束，不能设计过大的收集箱。本文的中央空调通风管道清洁的机器人的灰尘收集装置如图2-7所示。收集装置由叶轮和叶轮驱动电机、过滤器和收集箱组成。利用电机驱动叶轮使得收集箱与外界产生压差，从而吸收被清扫下来的灰尘。图2-7灰尘收集机构

第3章关键零部件设计计算3.1驱动轮传动计算本设计选用直径为的轮子，即D=140mm，R=70mm。1）电机的选择A.电机类型的选择本文选用直流伺服电机，可以满足空调管道清洗机器人的行走机构进行很精确的传动,且有反馈回路，使得空调管道清洗机器人的运动更加精确。B.选择电机的容量参照以往管道清洁机器人的设计经验，本设计中拟设计的机器人质量为30Kg，根据牛顿定律g选取9.8N/Kg，则。空调管道清洗机器人行走机构工作时每个轮子上的载荷为：驱动力的受力分析。如下图3-1：图3-1车轮受力其中：为滚动摩阻，橡胶材料轮胎在塑料管道中的，则：为橡胶材料轮胎和塑料管道的摩擦力，按照橡胶材料轮胎和塑料管道的摩擦取摩擦系数，则：则轮子行走过程中所受的阻力矩：工作机要求的功率式中：由取则：电机所需的输出的功率行走的动力传递路线：电机—齿轮减速器—车轮；式中：为轴承的传动效率，取为0.99；为齿轮啮合效率，取为0.97；为离合器效率，取为0.90。故有：则有：选用单级齿轮传动，可得传动比的范围为1~5，则有：行走总传动比：，电机的转速范围：查看机械手册，选用电机的型号为J40SY40，其额定功率，额定转速。其技术参数如下表3-1：表3-1电机技术参数型号额定功率W额定力矩Nm额定转速额定电流A转动惯量重量KgJ40SY40200.095300031.91.12）计算齿轮传动机构的最终总传动比，以及各级齿轮的传动比。行走总传动比：空调管道清洗机器人水平自由度方向工作时的平均分配传动比：，即：。计算齿轮传动机构的额定功率和额定转速。各轴转速各轴功率各轴转矩1轴(电机轴):2轴:3轴:4轴:3.2传动齿轮尺寸计算A.齿轮传动机构的选材、齿轮零件的精度等级、齿轮齿数设计。空调管道清洗机器人中的行走机构所需的功率和扭矩并不大，所以齿轮设计时不需要传递过大的功率和扭矩，这时可以设计尺寸较小且结构紧凑的齿轮传动机构，且可以采用塑料代替铸钢作为齿轮零件的材料，本文选用齿轮材料为PC材料，齿面硬度45～50HRC，泊松比为0.38，密度为1.03g/cm3,抗弯强度为130Mpa。选材为PC材料时齿轮的刚度可能偏低，所以需要较高的传递精度，本文空调管道清洗机器人齿轮机构的精度选择8.初选小齿轮齿数Z=25，则Z=i·Z=2.8×25=70B.按齿根弯曲疲劳强度设计对于圆柱硬面齿轮传动机构，应力集中的地方一般发生在齿根处，所以首先按齿根处的弯曲强度为设计强度进行校核，校核完成后对其接触强度进行校核。齿根弯曲疲劳强度设计公式如下：确定式中各项数值：根据空调管道清洗机器人在通风管道中行走的具体工况，取载荷系数K=1.10,初选载荷系数K=1.5；由公式=得：=由公式,可得重合度系数再通过查表取：=0.5=2.81=1.56=2.30=1.72由公式=60nj，得齿轮工作应力循环次数分别为：=60=60×3000×1×（8×300×12）=5.184×10=再由上面所求得的，查得：Y=0.75,Y=0.83；按一般可靠度查表选择S=1.25；齿轮材料弯曲疲劳极限==130Mpa则有：==78MPa==86.32MPa==0.0562==0.04583取=0.0562设计齿轮模数；将确定后的各项参数代入设计公式，求得：=0.422（mm）修正m：v===1.325（m/s）再经过查表得：=1.11=1.18=1.2；则K=···=1.10×1.11×1.18×1.2=1.73m==0.422×=0.446（mm）为提高安全性和便于计算，按第一系列取标准模数m=1mm则齿轮的主要几何尺寸如下：d=m·z=1×25=25（mm）d=m·z=1×70=70（mm）a===47.5（mm）b==（mm）取B=12.5（mm）B=15（mm）C.校核齿面接触疲劳强度齿面接触疲劳强度校核公式：≤经过查表得：Z=30；Z=2.5；Z=0.88；按不允许出现点蚀，查得：Z=0.88,Z=0.93；查出：；查表选取则有：；将确定出的各项数值代入接触强度校核公式，得：因此齿轮的接触强度满足要求。3.3轴的设计、计算与校核本文需要设计电机的输出轴和传动机构的输出轴，电机的输出轴为心轴，所以一般只承载弯矩，不会承受过大的扭矩；传动机构的输出轴需要承受弯矩和扭矩，所以在对轴进行校核时只对传动机构的输出轴进行校核。1）初估轴径一般按照许用扭转剪应力的方法估算轴径，估算公式为：mm主轴采用40Cr，C取98—107，这里取103则对输出轴：2）轴的结构设计首先需要设计轴所需要承载外载荷下的最小设计直径，然后再最小直径的基础上设计阶梯轴，根据轴上的齿轮、轴承等零件和各个零件的定位方式，轴的受力情况进行设计。对于需要与轴承和齿轮等零件配合的部分，需要采用标准的轴径，即轴径的设计需要以配合零件为基准，其他部分的轴径需要大于最小直径。经过具体的设计，中央空调通风管道清洗机器人行走机构输出轴的结构如下图3-2：图3-2驱动机构输出轴的结构3）轴的校核本文需要设计电机的输出轴和传动机构的输出轴，电机的输出轴为心轴，所以一般只承载弯矩，不会承受过大的扭矩；传动机构的输出轴需要承受弯矩和扭矩，所以在对轴进行校核时只对传动机构的输出轴进行校核。如下图3-3所示：图3-3传动机构输出轴受力分析其中：；齿轮对属于空套在输出轴上，其接触产生的切向力和不会转化为轴的弯矩，但径向力和会转化成轴所承载的弯矩外载荷。是通过两端的深沟球轴承作用在轴上的，而由于离轴端很近，可认为其直接作用在轴端。经过以上分析，可把轴简化为下图3-4：图3-4轴的受力简化图图中：把其受力分解为水平和垂直两个方向：水平方向受力如图3-5所示：图3-5水平方向受力图求得支反力：，垂直方向受力如图3-6所示：图3-6垂直方向受力图求得支反力：，从图3-6可以得知。轴的危险截面为A、B、C、D截面，求得各截面的合成弯矩如下：传动机构的输出轴需要承受弯矩和扭矩，校核轴的强度：A、B截面的轴径相同且受力形式相同，只需校核A截面即可：对截面C：，轴的C截面处有键槽结构，这会形成应力集中，可以查看手册计算出C截面的抗弯系数。系数，代入数值得：所以截面D只受弯矩的作用，故有：传动机构的输出轴材料为40Cr，其许用弯曲应力MPa,校核结果符合设计目标。3.4轴承的寿命计算传动机构的输出轴上的角接触球轴承的寿命。（1）计算轴承所受的径向载荷和由前面轴的校核计算已知：水平支反力，垂直支反力，求得合成支反力：（2）计算轴承的轴向载荷和水平转动方向为滑动副，所以选用滑动轴承。轴瓦材料需要有一定的环境抗性，特别是对强酸强碱有一定抗性，所以轴瓦材料选用聚四氟乙烯。本文选取内径为17mm的双列角接触球轴承的,。轴承内部派生轴向力S=eR，其中e为判断系数，其值由的大小来确定，先估取e=0.4，则有：；因为，所以轴承1“放松”，轴承2“压紧”因此求得，代入公式再次计算得：；；N（3）计算轴承的当量动载荷和因为查表得径向载荷系数和轴向载荷系数为：轴承1，；轴承2，（选公称接触角的角接触球轴承，其动载荷系数按深沟球轴承取）因轴承在运转中无冲击或只有轻微冲击，查得，取。则：（4）计算轴承寿命因为，故应以计算轴承的寿命：

第4章其他装置的设计与选型4.1传动同步带的选择与相应带轮的设计本文选取电机到中央管道清洗技术机器人行走机构的传动机构为带轮传动机构，带轮的减速比选取为2，额定功率设计取启动加速度需要的最大功率，设计行走机构从静止状态加速到30r/min需要时间间隔为0.01s,则可以根据公式平均功率，最大功率约为。设计计算：计算设计功率(为工况系数）最终选取中央管道清洗技术机器人行走机构的传动机构为圆弧型同步带，。根据及,选择圆弧型同步带带节距为。确定小带轮齿数：，空调管道清洗机器人中的行走机构所需的功率和扭矩并不大，所以齿轮设计时不需要传递过大的功率和扭矩，这时可以设计尺寸较小且结构紧凑的齿轮传动机构，取小齿轮的齿数选取为齿轮的最少齿数为，所以本文选选择小带轮齿数为。小带轮节圆直径带速：，故带速齿数合适。由传动比，得大带轮齿数大轮节圆直径根据结构需要初定中心距约为，则初定带节线长度同步带节圆长，齿数。圆弧型同步带一般选择用可调节的中心距，这样结构简单且设计难度不大，且能够减小装配难度和零件之间的配合精度。则实际中心距小带轮啮合齿数，查表得基准额定功率，查表得圆弧齿带长系数,小齿轮啮合系数。查机械设计手册得基准带宽，故带宽查相应表格，选定带宽为15mm。4.2伺服电机的选择与传动带轮的设计查阅相关资料并结合实际的设计情况，滚轮的质量，同步带轮直径为，负载与滑台摩擦系数，电机处带轮齿数比为。负载最高速度，加速度。设计计算：电机轴上的转动惯量计算方法；克服摩擦力所需要转矩加速时所需转矩伺服电机额定转矩。最大扭矩。计算电机所需转速最终选择ECMA-C△0807。4.3监视控制装置的设备选取4.3.1摄像头的选择摄像机用于中央管道清洗技术机器人中需要体积较小，且便于安装，一般摄像机的安装方式有并口、接卡口和USB连接接头三种连接方式，三种连接方式下的摄像机的工作性能不尽相同，本文选用带有USB接口的GS-388彩色数码摄像机，该款摄像机体积较小，且图像处理功能较好，但使用时需要增加照明辅助装置。4.3.2摄像头的固定和调整摄像机还需要辅助的固定支架以及旋转装置，因为需要捕捉通风管道内各个角度的环境。本文设计了摄像机的基座，摄像机与基座利用四个螺钉进行固连。4.3.3监视器采用10英寸彩色视频监视器，摄像头通过并行接口方便的接在监视器上，监视器还具有录像功能，记录整个清扫过程，使清扫工作有案可查。

第5章控制方案设计中央管道清洗技术机器人的控制系统是整个产品的核心，一般选用的控制系统可以分为集中控制和分散控制两种。集中控制由一个系统或者一个输出端对机器人的各个功能机构发出指令并进行控制，包括对中央管道清洗技术机器人行走机构的控制，机器人各个关节的旋转平移等动过的控制，集中控制的好处是能够比较好的协调各个功能机构的相互运动，操作系统比较简单，但系统相对复杂，开发难度较大。分散控制一般采用多个输入端对中央管道清洗技术机器人的各个功能机构进行控制。本文选取分散式控制方法对中央管道清洗技术机器人的各个功能机构分别控制。5.1测控系统的方案设计本文中的中央管道清洗技术机器人需要多个电机对机器人的各个功能构件进行驱动，包括行走机构的双电机系统，清洁机构中控制刷子平动和转动的双电机系统，摄像机云台控制电机，吸尘机构的控制电机。本文中每个电机都有相应的反馈控制，采用相应的传感器和光电编码器作为反馈原件。本文的测控系统总体设计如图5-1所示。 图5-1控制系统总体框架5.2测控系统硬件模块的设计根据上述的对中央管道清洗技术机器人各个功能机构的控制系统总体设计的基础上，对各个控制系统进行选型，包括各个控制系统的芯片和相应的原件。1.控制信号引脚（1）RST/Vpd（复位信号/备用电源）RST是复位信号输入端，此脚出现两个机器周期高电平信号时，将使单片机复位，Vpd作为第二功能引脚是备用电源输入端，当主电源Vcc电压下降到低于规定电平时，备用电源经此端向内部RAM提供电压，以保护RAM中的信息不丢失。（2）（访问程序存储器/编程电压）作为访问程序存储器控制信号，当=1（高电平）时，访问内部程序存储器，执行片内ROM或EPROM中的程序，寻址范围是000H0FFFH时，自动转向片外ROM取指令，当=0（低电平）时，访问外部程序存储器，寻址范围是0000HFFFFH。对于无片内ROM的芯片（8031），此脚必须接地，作为第二功能输入端，为EPROM型单片机提供编程（固化）电压。2.时钟电路引脚XTAL1，XTAL2当使用芯片内部时钟时，这两根引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于外部时钟脉冲信号。3.输入/输出（I/O）口P0口（P00—P07）属于外部访问，有8位I/O口。一般输出端是开路的，每个I/O口都可以驱动TTL，当输出端信号为1时，则表明输出端属于高阻状态，连接工作状态。P1口（P10—P17）与P0结构相似，也有8位I/O口，一般输出端是开路的。每个I/O口都可以驱动TTL，当输出端信号为1时，则表明输出端属于上拉电阻状态，连接工作状态。P2口（P20—P27）是一个具有内部上拉电阻的8位准双向I/O口，每一位可驱动4个LS型TTL负载，访问外部存储器时，输出地址总线的高8位地址。(RXD)——数据的接收；(TXD)——数据的发送；()——外部中断0请求；()——外部中断1请求；()——定时器0外部输入；()——定时器0外部输入；()——外部RAM写选通；()——外部RAM读选通；最终选取9位相对式光电编码器。

第6章结论与展望中央空调通风管道清洗机器人的发展前景非常光明，对其的研发对社会效益和社会经济都有益处。本文基于此对中央空调通风管道清洗机器人进行了结构设计以及功能设计，拟对之后的产品研发有一定的借鉴意义。第一章，介绍了中央空调通风管道清洗技术的发展历程，归纳研究了中央空调通风管道清洗机器人国内外最新的技术发展情况，并根据其他学者研究的状况和中央空调通风管道清洗机器人研究背景确立了本文的研究思路和研究内容。第二章，对中央空调通风管道清洗机器人进行总体设计，包括对中央空调通风管道清洗机器人的功能设计和总体尺寸设计，功能设计包括中央空调通风管道清洗机器人的行走机构设计，摄像机和其他辅助装置的装配设计等。第三章，中央空调通风管道清洗机器人的行走机构是设计的关键，且也是承载外载荷的重要部件，所以需要对其进行结构设计并校核，本文对电机的输出轴、传动机构的齿轮对、传动机构的输出轴及其轴承进行了设计并校核。第四章，对电机和其传动装置进行了设计，对摄像机等辅助装置进行了选型设计。第五章，对中央空调通风管道清洗机器人的总成控制系统进行了设计。

致谢在本科论文完成之际，我需要感谢我的指导老师，导师治学严谨、思维开阔，认真负责的态度和勇于拼搏的精神我让敬佩不已。在本人研究生学习中老师给与了我很多的机会，在迷茫不前时老师总能及时鞭策，及时指正。再次感谢韩老师无私的付出，您是我一生之中最重要的领航人之一。在几个月的具体工作中，我对于机械设计认识更加深刻。毕业设计眨眼间就到了收尾阶段，通过这几个月的设计学习，我对机械设计有了更深一步的认识，同时也促进了我各个方面的发展。感谢本科生期间老师们对我的关心和帮助，因为你们的无私，我才能学到更多知识。感谢同学们在生活学习上的指导与帮助，你们在学习上认真严谨的态度让我佩服。在学习和生活上的支持。在学习中，我们一起探讨和研究，相互帮助，解决了许多问题。最后，感谢评审论文的各位专家、教授，谢谢。参考文献[1]史文涛,李长有．机械制造基础[M]．中国铁道出版社,2015．[2]李恒武．一种自适应型空调管道清洗机器人的结构研制与运动分析[D]．武汉理工大学,2011．[3]胡桐．四轮独立驱动和转向移动机器人的设计与控制[D]．合肥工业大学，2015．[4]杨春朝,章易程,欧阳智江,等．基于流场模拟的真空清扫车吸尘口的参数设计[J]．中南大学学报自然科学版，2012,43(9):385-390．[5]云现杰．道路清扫车吸尘与沉降特性研究[D]．中南大学,2014．[6]朱伏龙．基于吸尘性能的吸尘口结构研究与流场分析[D]．上海交通大学,2008．[7]E．Dzyaloshinskii，E．M．Lifshitz，L．P．Pitaevskii．ThegeneraltheoryofvanderWaalsforces．AdvancesinPhysics，1961,10(38):165.[8]崔建波,高丽萍．集中空调风道清洗现状与前景分析[J]．清洗世界,2004,20(9):21-25．[9]E.Prassler,A.Ritter,C.SchaefferandP.Fiorini,Ashorthistoryofcleaningrobots,AutonomousRobots9,211–226(2000).[10]KimYW，KimEY，JangBT，eta1．Pipecleaningrobot：，US9289804[P]．2016．[11]KimYG，ShinDH，MoonJI，eta1．Designandimplementatioflofanoptimaln—pipenavigationmechanismforasteelpipecleaningrobot[C].InternationalConferenceonUbiquitousRobotsandAmbientIntelligence．IEEE，2011：772-773