產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-模板

1、項(xiàng)目編號(hào)：工程編號(hào)：版本號(hào):精選范本球戰(zhàn)焊縫(表面打居建隆及同回?zé)徼F鐫、 油潮 影響區(qū)-1_|保密級(jí)別：機(jī)密廠(chǎng) 絕密廠(chǎng)碎屑悔.鐫 油漆粉*)產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)產(chǎn)品名稱(chēng):產(chǎn)品型號(hào):工程編號(hào):設(shè) 計(jì):編 寫(xiě):校 核:審 核:錯(cuò)誤！未指定書(shū)簽XXX產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄1 .背景及意義12 .設(shè)計(jì)需求分析12.1 需求表12.2 需求分析23 .概念設(shè)計(jì)33.1 功能設(shè)計(jì)33.1.1 總功能模型圖33.1.2 功能結(jié)構(gòu)模型圖 33.2 功能一原理映射矩陣 33.3 原理方案分析5XXX產(chǎn)品設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 .背景及意義根據(jù)我國(guó)有關(guān)規(guī)程規(guī)定，根據(jù)基礎(chǔ)情況，每隔2-6年需對(duì)大型球罐或圓柱形儲(chǔ)罐檢測(cè)一 次，每隔2年需

2、對(duì)使用5年以上的管線(xiàn)進(jìn)行檢測(cè) （通常，在低洼、潮濕的地方挖開(kāi)數(shù)處檢查）。 各項(xiàng)檢測(cè)之前，都必須進(jìn)行罐體的清洗打磨。目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的清洗和打磨方法主要利用人工手持打磨設(shè)備進(jìn)行打磨，存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工周期長(zhǎng)、安全性差等問(wèn)題。隨著我國(guó)大型石油儲(chǔ)罐的大量建設(shè)，以及人類(lèi)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日益重視，人工作業(yè)已不符合環(huán)境和發(fā)展的客觀(guān)要求，淘汰人工作業(yè)是歷史的必然。機(jī)器人技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，以及檢測(cè)人員自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，使得機(jī)器人代替人工進(jìn)行罐壁打磨作業(yè)成為迫切任務(wù)。本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的能攜帶自動(dòng)化打磨裝備的爬壁機(jī)器人，可以大大降低大型容器打磨作業(yè)的成本， 提高工作效率，特別是把檢測(cè)人員從危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境中解脫出來(lái)。因此

3、，大型容器壁面打磨機(jī)器人的研制具有重要的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)意義和廣闊的應(yīng)用前景。2 .設(shè)計(jì)需求分析2.1 需求表匯總表2.1 XXX產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求表1基小車(chē)最大尺寸本焊縫打磨寬度需越障局度求自重和承載吸附功能移動(dòng)轉(zhuǎn)向功能機(jī)器人在罐壁工作時(shí)，應(yīng)可靠地吸附在球罐內(nèi)、外表面，且吸附力 不能過(guò)大。功 能 需 求性能需求名稱(chēng)03m/min機(jī)器人移動(dòng)速率 打磨力大小打磨后表面要求 運(yùn)動(dòng)精度要求2.2 基本需求依據(jù)2.2.1 儲(chǔ)罐打磨的基本要求根據(jù)GB/T17261-1998鋼制球形儲(chǔ)罐型式與基本參數(shù)，現(xiàn)有的球罐直徑在 4600mm到26800mm 之間。根據(jù)GB12337-1998鋼制球形儲(chǔ)罐中制造球罐的鋼板厚

4、度在6mm到120mm之間。根據(jù)球罐焊接工藝，焊縫與母材應(yīng)圓滑過(guò)渡，對(duì)接焊縫的余高尺寸為0-3mm,考慮裕量，取打磨機(jī)器人的越障高度為5mm;球罐必須開(kāi)設(shè)人孔， 且人孔直徑大于等于 500mm。2.2.2 打磨工具及打磨工藝分析1 .打磨工具2.2.3 機(jī)器人自重和承載要求2.3 功能需求分析1.吸附要求機(jī)器人在罐壁表面爬行時(shí)應(yīng)該保證其可以可靠的吸附在罐壁面上，但吸附力不宜過(guò)大， 否則需要的電機(jī)驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，也不容易轉(zhuǎn)向；打磨時(shí)，機(jī)器人應(yīng)該要增大吸附力使其可以牢 牢吸附在罐壁表面，以免打磨過(guò)程中力的作用導(dǎo)致機(jī)器人滑落。2.4性能需求分析1 .機(jī)器人移動(dòng)速率和打磨速率的估算2 .打磨力和打磨質(zhì)量要

5、求3 .運(yùn)動(dòng)精度要求3.概念設(shè)計(jì)3.1功能設(shè)計(jì)3.1.1總功能模型圖E球罐焊縫（表面是鐵銹、油漆）S打磨球罐焊縫及其兩側(cè) 各150m成右范圍露出金屬光澤的 打磨區(qū)域殘屑. 物質(zhì)M能量A信號(hào)功能圖3.1大型容器壁面打磨機(jī)器人總功能模型圖3.1.2功能結(jié)構(gòu)模型圖待打磨球罐焊縫及兩側(cè)各150mmE 圍信號(hào)電能電能電能電能能量固定機(jī)器人控制打磨力吸附罐壁驅(qū)動(dòng)機(jī)器人觀(guān)看打磨轉(zhuǎn)換電能為I 機(jī)械能 I轉(zhuǎn)建電能為*1機(jī)械能 I移動(dòng)打磨工 具改變移動(dòng)方 向:轉(zhuǎn)換電能為I機(jī)機(jī)械能移動(dòng)打磨工具旋轉(zhuǎn)砂輪照亮現(xiàn)場(chǎng)電能電能電能物質(zhì) 能量 _主功能輔助功能i無(wú)銹干凈的焊縫及兩側(cè)各150mm范圍殘?jiān)鼒D3.2大型容器壁面打磨機(jī)

6、器人功能結(jié)構(gòu)圖3.2功能一原理映射矩陣功能一原理映射矩陣如表3.1。能名 稱(chēng)表3.1大型容器壁面打磨機(jī)器人功能一原理映射矩陣原理方案吸附罐壁永磁體真空吸驅(qū)動(dòng) 電機(jī)動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)器人轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng) 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電機(jī)定機(jī)器人動(dòng)打磨頭磨壁 面制打磨力控打 磨開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電機(jī)亮現(xiàn) 場(chǎng)各個(gè)功能原理間的優(yōu)缺點(diǎn):(1)吸附方式比較吸附方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)也哥鵬山結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維持吸附力不需要能耗，永磁吸附、人好壁壁面離合較難，要求壁面是鐵磁性材料維持磁力需要能耗，重量大，突然斷電磁吸附跟壁面離合容易，吸附力易調(diào)整電會(huì)造成吸附力消失，要求壁面是鐵 磁性材料古m地不受壁面材料的影響,壁面材料都可以米用真空吸附容

7、易漏氣，控制較難，需要維持干活(2)驅(qū)動(dòng)方式比較驅(qū)動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)輪式移動(dòng)速度快，便于控制著地面積小，跟壁面離合難，需要較 大驅(qū)動(dòng)力，轉(zhuǎn)向易履帶式著地面積大，對(duì)壁面適應(yīng)性強(qiáng)，(3)固定方式比較固定方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電磁式吸附力大，重量小，與壁面離合簡(jiǎn)單需要持續(xù)消耗能量，需要要與壁面接 觸才產(chǎn)生吸附力磁力座式吸附力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需持續(xù)耗能大量大，與壁面離合難(4)移動(dòng)打磨頭方式比較移動(dòng)打磨小上卡T優(yōu)點(diǎn)頭方式缺點(diǎn)龍門(mén)直線(xiàn)戶(hù)用一結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)單關(guān)節(jié)式占用空間小占用空間大結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制復(fù)雜3.3原理方案分析3.3.1 方案1分析1 .原理方案描述三維結(jié)構(gòu)圖方案1采用:工作原理：2 .設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)變量及評(píng)價(jià)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)變量：評(píng)價(jià)參數(shù)：總質(zhì)量，總成本；3 .概念設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算計(jì)算內(nèi)容計(jì)算過(guò)程計(jì)算結(jié)果磁吸附力Fa的計(jì)算考慮圖( 要求：FAf 其中，f為榭 n為安全系數(shù),因?yàn)镚=1C c7固Fa/ F -(a)(b)a)情況，為了保證小車(chē)可以牢牢吸住壁面，之Ff =n ng G 1 g按履帶和壁向之間摩擦系數(shù)，其值為f=0.5;取n =1.5 ; L為瞬間加速度系數(shù)，取4 =2。一一1 5