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（独家原创）家用清扫机器人的结构设计（全套CAD图纸）

图如所示因为清扫部分是家庭清洁机器人的最重要的部分，整个机体的大半部分质量都集中在这部分。为了减轻机器的质量，使其在使用时更方便写，将这部分单独设计个固定件固定在机体上，这样既满足工作要求有减轻了机体的质量，清扫机构的固定件如图所示最终设计家庭清洁机器人大体布局如图所示第四章具体计算.电机选择初步估计机器的总重量为千克取.，则.则分配到每个轮子上的载荷位按橡胶在优质路面上行走，取滚动摩擦系数，滑动摩擦系数.，则滚动摩擦阻力•.滑动摩擦阻力•.由前面的总体设计中机器的各个机构的布局安排，车体底盘应至少高于地面，取轮子直径为，则半径，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.，电机所需的输出功率,其中.,则电机所需的输出的功率.。确定电机。考虑到机器人在转弯时要求其转弯半径为零，这样就要求两个和电机相连的轮子在转弯时必须差速运转从而才能实现转弯半径为零。而要实现差速运转则要求电机具有调遣功能，再由中所算得电机输出功率从而通过在网上搜索查到了宁波市北仓深港交流调速电机厂生产的系列电机满足设计中所需要的电机要求，因为运转本机器时电机需要输出的功率为.，由宁波市北仓深港交流调速电机厂网站上给的产品的技术指标和安装型号中选型号为输出功率为，速度可调范围为，时转矩为.启动转矩为的电机，因为其在满足要求的情况下尺寸比我所查到的电机的尺寸都小，所以选用它为驱动机构的电机。.蜗轮蜗杆的选择选择蜗杆传动类型根据的推荐，采用渐开线蜗杆选择材料因为本次设计所用的蜗杆和涡轮是清扫机构功率的输如部分，是机器人结构中最重要的部分，因此需要效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度。涡轮用铸锡磷青铜，金属模铸造。按齿面接触疲劳强度进行设计确定载荷系数根据传动比选择为，参考蜗轮蜗杆参数表取，则。因为工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数，由查表机械设计确定计算公式所需参数，由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数.则载荷系数确定作用在涡轮上的转矩当时，，取.，代入式中得.确定弹性影响因素因选用的是铸锡磷青铜齿轮和钢蜗杆相配合，故查机械设计得。确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值.，从机械设计查表的.。确定应力循环次数应力循环次数.查机械设计得计算中心距.取，因，从机械设计中查表取模数，蜗杆分度圆直径.。这时.，从机械设计中查图得，因此以上计算结果可用。查表选取，.，.分度圆导程角。中心距，.，不是标准推荐中心距，若选择中心距，涡轮将变位。本设计不采用变为，取.。验算初设参数蜗轮圆周速度.，原估计，选值，相符。滑动速度.，在范围之内，所选材料合适。蜗杆传动效率根据.，查表得，.，传动效率.，与初选.不符，初效率应适当降低。验算齿根弯曲疲劳强度和刚度蜗轮当量齿数.，查得齿形系数.则可求的.带入式中.成立。弯曲强度满足要求。蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸蜗杆轴向齿距.直径系数.齿顶圆直径.齿根圆直径.分度圆导程角.齿宽基圆直径.模数，头数齿根高.，齿顶高。涡轮涡轮齿数涡轮分度圆直径涡轮喉圆直径涡轮齿根圆直径.涡轮咽喉母圆半径.涡轮齿宽，取。为不损伤齿宽，所以蜗轮齿顶圆直径的取值范围在和之间，取。由于蜗杆传动效率底，所以工作时产生热量大。对闭式蜗杆传动，摩擦所产生的热量将通过箱体散发到空气中去。本设计中，蜗杆传动产生的热量直接散发到机器内，通过吸尘时产生的风力将热量排除机体外。因为蜗杆传动的效率主要取决于啮合效率，而蜗杆分度圆导程角对啮合效率起主要影响，导程角大于以后啮合效率增加不显著切蜗杆加工也比较困难，所以本设计中蜗杆导程角小于，同时减小了中心距进而减小了蜗杆的直径，从而提高了啮合效率，因而进步提高了蜗杆的传动效率。.清扫机构的电机的选择因为清扫机构中刷子的旋转速度只要达到就可以实现清扫目的，并可以把垃圾扫到垃圾储藏室中，又因为皮带轮的传动比设计为，所以要求蜗轮的转速大约为到左右即完成清扫任务，由前面初步算得的蜗轮蜗杆之间的减速比可推出蜗杆的转速大约自之间，因而选电机型号为，转速为，功率为，其尺寸较小，又能满足工作需要，所以选用它作为清扫机构的动力输入部分。.家庭清洁机器人电池的选用工作环境对清洁机器人的能源提出了特殊要求，目前清洁机器人基本上都采用电池作为能源，电池有次电池二次电池和燃料电池。作为机器人能源的次电池要求能量密度高自放电少可靠性高，次电池有锰干电池，碱性锰电池钾电池汞电池氧化银电池等。干电池应用范围广，使用温度越高，电压容量都同时增大，但有可能造成自放电和产生气体，使用温度可达，在以下容量急剧减少。碱性锰电池适合于大电流放电，放电容量很大，尺寸与干电池相同，具有互换性。锉电池电动势高能量密度高工作温度范围大自放电少，正逐步走向实用化，是种非常好的机器人能源。二次电池又叫蓄电池，有铅酸电池银锌电池镍镐电池和镍锌电池等。