2024年4月23日发(作者：椒江十大装修公司)
机电
信息
工程
中央空调管道清洁机器人机构设计与结构分析
朱金金
（
南通理工学院
，
江苏
南通
226000
）
摘要
：
中央空调系统是现代智能建筑体系中的重
要组成部分
，
它由多个冷热源系统和多个空气调节系
统组成
，
同传统空调系统具有较大的区别
。
本文正对
中央空调管道清洁机器人机构设计与整体结构设计
情况展开分析
，
旨在为中央空调系统的可持续应用提
供借鉴和参考。
关键词
：
中央空调
；
管道系统
；
清洁机器人
；
机构
设计
；
结构分析
1
中央空调管道清洁机器人设计的需求
11
具有灵活的结构特点
事实上
，
在不同的行业领域中所采用的中央空调
管道系统型号并不相同
，
且空调内的管道系统结构也不
相同
。
因此,所设计出的管道清洁机器人要具有较为灵
活的结构特点
，
满足各种上下左右的移动要求
。
1.2
具有较高的清洗清扫功能
中央空调管道具有大
、
数量多等特点
，
因此在管
道内所滞留存在的不仅仅是体积质量较大的灰尘
，
还
可能出现动物尸体等
。
因此
，
管道清洗机器人要具有
强大的清洗清扫能力
，
能够满足各种清洗标准
，
甚至
在绿色生活理念下
，
管道清洁机器人还需要拥有一些
附加的功能
。
2
中央空调管道清洁机器人机构设计与结构
分析
2.1
中央空调管道清洁机器人系统分析
中央空调管道清洁机器人的机构性能设计归根
结底是为了清洁管道而服务的
，
因此在设计中央空调
管道清洁机器人之前
，
需要展开对空调管道装置系统
的分析
。
不同类型大小的中央空调管道系统组成是
不同的
，
因此所采用的清洗方案也是不同的
。
当前要
想设计出一款具有普适性的中央空调管道清洁机器
人,需要展开对管道系统结构的分析
。
基于对管道系
统装置的分析
，
本文所分析的管道清洁机器人其工作
的整体情况如下所示:①清洁机器人要进入到空调管
道中进行管道内部环境的检查
，
因此
，需要配备行走
机构,满足空调管道上下
左右
前后的行走
，
在系统中
作者简介
：朱金金
（
1988
—
"
，
男
，
汉族
，
硕士研究生
，
助教
，
研
究方向：
机械设计及制造
。
1
06
《
湖北农机化
》
2020
年第
1
7
期
还需要配备视频传感器,将管道内部环境卫生情况上
报控制系统，
制定清洗方案
。
②
展开对管道的清扫
。
清扫过程中不可避免地导致灰尘四处散落
，
因此需要
利用气囊将空调风口堵住
，
确保室内环境质量
，
之后
驱动清
洗
机器人的清扫模块，
完成对风管内壁的清
洗
，
利用集层净化器吸收风管内的病菌等
。
最后
，
再
利用传感器展开风管内壁清洗效果的监督判断
。
③
恢复风口和工作区域
。
可
以说采取管道清
洗
机器人
具有巨大的优势和特点
，
如
：
能够实现控制的可视化
，
制定好清扫的档案资料,便于展开对中央空调系统的
质量控制管理
。
2.2
中央空调管道清洁机器人的各个机构设计分析
2.
2.
1
控制系统设计分析
系统是
保
洗
机器人
行
、
工作
的重要环节
。
基于电气自动化技术的发展
，
空调管道
系统的清
洗
机器人控制系统主要由视觉观测模块和
清洗装置模块
2
个部分组成
。
其中
，
清洗装置系统同
行走系统结合在一起
，
需要完成驱动
、
升降
、
转向以及
清洗作业,而视觉观测系统则需要将空调管道内部的
图像信息
、
图片拍摄传输到电脑系统中
，
由工作人员
根据观测到的图像信息对清洗装置展开控制
。
在控
制系统中的电机控制驱动模块主要是由步进电机驱
动和直流电机驱动
2
个子系统组成
，
采用分组控制的
方式
，
分别控制速度和运转方向
，
如此很大程度地提
升了清洗机器人的行走机构和清扫机构的协调运作
效率
。
2.2.2
行走机构设计分析
行走机构设计需要满足各种特殊的空调管道的
清
洗
需求
。
女口
：
对于
竖
直管道的清
洗
，
对
于管道内有
障碍物情况下的行走
。
在本设计中主要采用中心兑
成的腿足型行走机构
，
具体如图
1
所示
。
该行走机构
主要由电机座
、
滑轨
、
电磁铁脚等组成
。
工作原理是
由电机驱动轮组带动曲柄连杆机构推动滑块在滑轨
上实现往复运动
，
同时利用磁铁脚的吸附作用
，
当齿
轮齿条传动时
，
则磁铁被推出
，
吸附在管道壁上
，
当需
要移动时
，
就给电磁铁通电
，
取消吸附力
。
根据实际
的清洗需求可知,该清洗机器人的行走机构需要满足
机电信息工程
爬坡
、
转向
、
升降以及越障等功能作用
，
以下对不同功
能参数展开设计分析
。
最大转弯角度为
90°,
且转
,
2.2.3
清洗机构设计分析
清洗机构
模
块是整个清洁机
器
人的重要组成部
分,
为
60°；
转向
，
以为
60mm
举,
该机器人的工作
，
清洗
性
以
及市
最大高度可以达到
300mm
,
最小高度为
200mm
,
且管
道
尺寸
机处理
；
越障,
场应用率和推广价值
。
后
，
已
经
初
步
对行走机构的设计分析
之
尺寸为
洗
机器人在空调管道内部的工作路
90mm
。
、
工作
向
，
是
洗
式
需
对
洗下的
进行合理
此
，
洗机
需
，
对
顽
洗
置和
行全
洗
。
因
置
。
洗
、
洗机
设
。
洗机
需
柄以及吸尘管
。
清洗
动
，
通过对吸尘管和
的驱动机
原理是摆
的
，
在
时间
内
改变相对位置
，
完
成
对管道内部的全面清洗。
因此
，
以采用蛇骨
，
利用
节和蛇骨骨节
，
根
骨节的
变化
据所
需
要的长
行
，
如
此
只
需
。
具体
动一侧的金
，就可以实现
设
案如图
3
所
。
图
1
清洗机器人的行走整体结构
驱动机构的设计分析
。
驱动机构为清洁机器人
的行走提
供动力
，
其是推动其前进的重
要动力
，
同
时
驱动机
灵活性
，
能
够
管道内
置
「
形状
而
作出改变
。
的驱动方式
为
履带式
、
螺轮
式
、
脚足式等
，
本文采用的正是
式驱动机构
，
该方
式
适应能力强
，
越障能力强
，
对
管道适应性
图
3
清洗机构的整体方案设计
回收机构设计。
将管道内的
强
，
且
的
能
力
。
带走是清
机构
，
导向机构设计
。
清洗机器人的行走模块中必须具
洗机器人
重
要的工作内容
，
因此
，
需要设
有导向功
能
，
只有如
此
，
才能够
在
形管
道
中
，
竖直
本清洗机器人
是
吸尘力效应来实现对
：
管道中进行管道的
整
。
的导向机
差速
等的
。
在本
设
中
，
建
模
的
式
，
对
于所
采
用的吸尘管道的吸尘力变化参数的计
算
，
基
于
该计算结
果
完
成
对吸尘口形状设计
。
式导
向
，
由
2
个
的驱动电机控制
，
本设
是采
用
这
动导向机构
，
其设
案图
2
所示
。
3
结
综上所述
，
上述基于中央空调管道清洁的实际需
求，
完成
对其机构和
模块设计应用
，
所设
的工作
，
在未来的
作
而
探
成
的清洁机器人
索中
，
仍旧需要不
新的设计理念
、
设计思
1
行管道
机器人的机
设
和
的
化
，
为
现
会提供更加高质量
、
精细化的人工智能服务
。
参考文献
：
机构设计分析。
的清洗机器人升降机
［
1
］
苏冠明
.
矩形通风管道清洁机器人机构设计与作业性能
分析和仿真
［
D).
南京
：
东南大学
，
2017.
［
2
］
杨彩霞.油气管道机器人机构设计及运动控制研究
［
D).
构可
以
分
为
的
和伸
，
本次设计所
采
用
以
实现竖
向方向和水平方向
的转
变
，
是
适应力
极
强的机构
，
且整体机
内的
管道
杭州
：
中国计量大学
，
201&
［
3
］
刘雪飞
，许坤
，
刘禹
，
王赫铭
.中央空调管道清洁机器人
尺寸
需求
。在
机构设计中
，
实现借助
的模型
，
而后
进行模
solidworks
软件建
型的仿真实验
。
造型设计
［
J).
机械设计,2016(11):129.
(收稿日期
：
2020-05-06
)
《
湖北农机化
$
020
年第
1
7
期
1
07
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