矩形通风管道清洁机器人机构设计与优化

针对矩形通风管道的清洁需求,设计一种矩形通风管道清洁机器人,其主要由驱动机构、变距机构与清灰机构三部分组成。根据机器人在竖直管道中的工作条件,构建静力学平衡方程,确定管壁施加在机器人轮子上的最小压力;对变距机构进行力学分析,建立变距机构相关数学模型,确定电机扭矩与轮子所受压力之间的关系;通过ADAMS对变距机构进行参数化建模,将各连杆杆长作为设计变量,考虑几何约束条件,将滑块与地面间移动副所受合力最小为目标函数,使用ADAMS内置算法OPTDES-GRG对变距机构进行优化分析。结果表明:优化后的连杆长度使机器人可用于高度在220~293 mm之间的管道,驱动力矩较优化前减少了45.2%。