基于Pro／E的中小型排水管道清淤机器人虚拟样机设计.pdfVIP

维普资讯 鲤皇=堡丝童差 ． ． 酶端 蜷 瓣《 秣蝴l枇张％ 懿 鼢张瓤 i《落 基于pro／e的中小型相}水管道 王 丰 (河北理工大学机械工程学院，河北 唐山 o63o09) 摘 婪：中小型排水管道清淤机器人设计引入了虚拟样机技术，在有条件制作物理样机之前对机器人 的性能、可装配性等进行评价，为机器人的产业化提供 了技术上 的保障。本文以直齿圆锥齿轮为例， 详细介绍 了pro／e的参数化设计过程。 关键词：虚拟样机；Pro／Engineer 管道清淤；机器人 随着国民经济的迅速发展，环境污染日益严重，环保 2．1 管道清淤机器人虚拟样机的系统结构 问题越来越受到社会各界的普遍关注。城市污水排放是确 管道清淤机器人虚拟样机将管道清淤机器人研究与虚 保环境卫生、建设现代化文明城市的重要一环。目前，我 拟样机技术相结合。针对机器人设计与制造过程中的运动 国绝大多数城市排水管道的漓淤工作仍普遍处于人工作业 学与动力学分析、轨迹和路径规划、机器人与工作环境的 的落后状况，不仅体力繁重、效率低，而且井下工作环境 相互作用等技术内容进行研究与系统开发，通过系统仿真 恶劣，易于引发爆炸等事故伤害。文献检索的结果表明， 软件在相应虚拟环境中真实地模拟系统的运动，在计算机 国内外管道机器人多用于核反应堆管道和油气输送管道的 上方便地修改设计缺陷，仿真不同的设计方案，对系统进 检测、补口等工作，而排水管道清淤机器人的研究尚属空 行不断的改进，直至获得最优的设计方案以后，再做出物 白。鉴于这种情况，我们进行了排水管道清淤机器人的研 理样机 (如图1)。 究，并在Pro／Engineer平台上进行了清淤机器人虚拟样机 设计。 1 排水管道清淤机器人设计方案 排水管道清淤机器人本体采用四轮结构，轮子用耐磨、 耐稿蚀的合成橡胶制成．并在其表面加设花纹以增大摩擦 力。车轮与管道壁接触处的形状与管壁的弧形完全一致， 以尽量做到无间隙接触。车体前部装有作业刀具。用于清 理管道中的树枝及钙化物等淤积物。清理后的淤积物在水 流的冲刷下被带到下游管道检查井。 2 管道清淤机器人虚拟样机设计 虚拟样机 (VirtualPrototyping)是当前设计制造领域 图1 管道清淤机器人虚拟样机系统结构圈 的一门新 技术。该技术是在计算机上通过CAD／CAM／ CAE等技术将产品信息集成到计算机提供的可视化虚拟环 2．2 利用 lhe／e实现管道清淤机器人虚拟样机 境，在实际产品制造之前实现产品的仿真、分析与优化 设计 过程。 Pro／Engineer的主要功能是进行参数化的零件造型设 第十卷7 维普资讯 匦垒=煎丝童蓬 ． 8 勰豁静姆 l戳 e 婚 嗽· 张《 张 计，所提供的功能包括实体造型