产品设计说明书-模板

word格式....项目编号：工程编号：版本号：保密级别：打磨焊缝及周围热影响区E球罐焊缝（表面是铁锈、油漆）S露出金属光泽的焊缝碎屑（铁锈、油漆粉末）吸附罐壁移动小车摄像照明设备固定小车接触罐壁打磨焊缝打磨热影响区能量球罐能量转换能量能量能量转换电能能量转换电能露出金属光泽的焊缝及其热影响区能量转换能量转换能量转换xyz向移动打磨头信号信号废屑机密绝密产品设计说明书产品名称：产品型号：工程编号：设计：编写：校核：审核：错误!未指定书签。word格式....XXX产品设计说明书目录1.背景及意义.....................................................................................................12.设计需求分析.................................................................................................12.1需求表..........................................................................................................................................12.2需求分析......................................................................................................................................23．概念设计.......................................................................................................33.1功能设计......................................................................................................................................33.1.1总功能模型图......................................................................................................................33.1.2功能结构模型图..................................................................................................................33.2功能—原理映射矩阵..................................................................................................................33.3原理方案分析..............................................................................................................................5word格式....XXX产品设计说明书1．背景及意义根据我国有关规程规定，根据基础情况，每隔2-6年需对大型球罐或圆柱形储罐检测一次，每隔2年需对使用5年以上的管线进行检测（通常，在低洼、潮湿的地方挖开数处检查）。各项检测之前，都必须进行罐体的清洗打磨。目前国内传统的清洗和打磨方法主要利用人工手持打磨设备进行打磨，存在着劳动强度大，施工周期长、安全性差等问题。随着我国大型石油储罐的大量建设，以及人类对环境保护问题的日益重视，人工作业已不符合环境和发展的客观要求，淘汰人工作业是历史的必然。机器人技术的出现和发展，以及检测人员自我保护意识的增强，使得机器人代替人工进行罐壁打磨作业成为迫切任务。本项目开发的能携带自动化打磨装备的爬壁机器人，可以大大降低大型容器打磨作业的成本，提高工作效率，特别是把检测人员从危险作业环境中解脱出来。因此，大型容器壁面打磨机器人的研制具有重要的社会效益、经济意义和广阔的应用前景。2．设计需求分析2.1需求表汇总表2.1XXX产品设计需求表基本需求名称内容小车最大尺寸焊缝打磨宽度越障高度自重和承载能量要求功能需求名称内容吸附功能机器人在罐壁工作时，应可靠地吸附在球罐内、外表面，且吸附力不能过大。移动转向功能word格式....性能需求名称内容机器人移动速率0~3m/min打磨力大小打磨后表面要求运动精度要求2.2基本需求依据2.2.1储罐打磨的基本要求根据GB/T17261-1998《钢制球形储罐型式与基本参数》，现有的球罐直径在4600mm到26800mm之间。根据GB12337-1998《钢制球形储罐》中制造球罐的钢板厚度在6mm到120mm之间。根据《球罐焊接工艺》，焊缝与母材应圆滑过渡，对接焊缝的余高尺寸为0-3mm，考虑裕量，取打磨机器人的越障高度为5mm；球罐必须开设人孔，且人孔直径大于等于500mm。2.2.2打磨工具及打磨工艺分析1．打磨工具2.2.3机器人自重和承载要求2.3功能需求分析1．吸附要求机器人在罐壁表面爬行时应该保证其可以可靠的吸附在罐壁面上，但吸附力不宜过大，否则需要的电机驱动力过大，也不容易转向；打磨时，机器人应该要增大吸附力使其可以牢牢吸附在罐壁表面，以免打磨过程中力的作用导致机器人滑落。2.4性能需求分析1．机器人移动速率和打磨速率的估算2．打磨力和打磨质量要求3．运动精度要求word格式....3．概念设计3.1功能设计3.1.1总功能模型图打磨球罐焊缝及其两侧各150mm左右范围E球罐焊缝（表面是铁锈、油漆）S露出金属光泽的打磨区域残屑物质能量信号功能图3.1大型容器壁面打磨机器人总功能模型图3.1.2功能结构模型图吸附罐壁待打磨球罐焊缝及两侧各150mm范围驱动机器人固定机器人改变移动方向控制打磨力移动打磨工具移动打磨工具旋转砂轮无锈干净的焊缝及两侧各150mm范围残渣转换电能为机械能能量电能信号转换电能为机械能电能转换电能为机械能电能物质能量信号主功能辅助功能观看打磨照亮现场电能转换电能为机械能电能转换电能为机械能电能转换电能为机械能电能图3.2大型容器壁面打磨机器人功能结构图3.2功能—原理映射矩阵功能—原理映射矩阵如表3.1。表3.1大型容器壁面打磨机器人功能—原理映射矩阵功能名称原理方案吸附罐壁SN轭铁永磁体吸附电磁体吸附真空吸附word格式....移动机器人驱动电机驱动电机轮式履带履带驱动电机驱动电机履带式机器人转向电动机导向轮驱动电机驱动电机固定机器人盘形电磁铁伸缩杆SN开关驱动电机移动打磨头打磨壁面控制打磨力监控打磨word格式....照亮现场各个功能原理间的优缺点：（1）吸附方式比较吸附方式优点缺点永磁吸附结构简单，维持吸附力不需要能耗，安全跟壁面离合较难，要求壁面是铁磁性材料电磁吸附跟壁面离合容易，吸附力易调整维持磁力需要能耗，重量大，突然断电会造成吸附力消失，要求壁面是铁磁性材料真空吸附不受壁面材料的影响,壁面材料都可以采用真空吸附容易漏气，控制较难，需要维持干活（2）驱动方式比较驱动方式优点缺点轮式移动速度快，便于控制着地面积小，跟壁面离合难，需要较大驱动力，转向易履带式着地面积大，对壁面适应性强，体积较大，转向难（3）固定方式比较固定方式优点缺点电磁式吸附力大，重量小，与壁面离合简单需要持续消耗能量，需要要与壁面接触才产生吸附力磁力座式吸附力大，结构简单，不需持续耗能重量大，与壁面离合难（4）移动打磨头方式比较移动打磨头方式优点缺点龙门直线模组式结构简单，控制简单占用空间大关节式占用空间小结构复杂，控制复杂3.3原理方案分析3.3.1方案1分析word格式....1．原理方案描述方案1采用：三维结构图工作原理：2．设计参数、设计变量及评价参数设计参数：设计变量：评价参数：总质量，总成本；3．概念设计参数计算计算内容计算过程计算结果磁吸附力FA的计算（a）（b）FNFfGFA考虑图（a）情况，为了保证小车可以牢牢吸住壁面，要求：GnnFfFgfA其中，f为橡胶履带和壁面之间摩擦系数，其值为5.0f；n为安全系数，取5.1n；gn为瞬间加速度系数，取2gn。因为G=15kg=150N，故N9005.015025.1AF。N900AFword格式....3.3.1原理方案比较分析（1）两个方案的不同点方案不同点方案一方案二（1）两个方案的优缺点比较方案优点缺点方案一方案二4产品详细设计计算内容计算过程计算结果宁可累死在路上，也不能闲死在家里！宁可去碰壁，也不能面壁。是狼就要练好牙，是羊就要练好腿。什么是奋斗？奋斗就是每天很难，可一年一年却越来越容易。不奋斗就是每天都很容易，可一年一年越来越难。能干的人，不在情绪上计较，只在做事上认真；无能的人！不在做事上认真，只在情绪上计较。拼一个春夏秋冬！赢一个无悔人生！早安！—————献给所有努力的人.