产品设计说明书-模板

工程编号：保密级别： 机密绝密机密绝密产品设计说明书工程编号：设 计：编 写：校 核：审 核：错误!未指定书签。XXX目录\l“_TOC_250007“背景及意义 1\l“_TOC_250006“设计需求分析 1需求表 1需求分析 2\l“_TOC_250005“概念设计 3\l“_TOC_250004“功能设计 3\l“_TOC_250003“总功能模型图 3\l“_TOC_250002“功能构造模型图 3\l“_TOC_250001“功能—原理映射矩阵 3\l“_TOC_250000“原理方案分析 5—i—XXX产品设计说明书背景及意义2-6年需对大型球罐或圆柱形储罐检测一25〔。手持打磨设备进展打磨，存在着劳动强度大，施工周期长、安全性差等问题。工程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本钱，器人的研制具有重要的社会效益、经济意义和宽阔的应用前景。设计需求分析需求表汇总表2.1 XXX产品设计需求表名称 内容基小车最大尺寸本焊缝打磨宽度需越障高度求自重和承载能量要求名称吸附功能功移动转向功能能需求

内 容机器人在罐壁工作时，应牢靠地吸附在球罐内、外外表，且吸附力不能过大。—1—名称性机器人移动速率能打磨力大小需打磨后外表要求求运动精度要求

内 容0~3m/min根本需求依据储罐打磨的根本要求依据GB/T17261-1998《钢制球形储罐型式与根本参数4600mm到26800mm之间。依据GB12337-1998《钢制球形储罐》中制造球罐的钢板厚度在6mm120mm之间。依据《球罐焊接工艺0-3mm，考虑5mm500mm。打磨工具及打磨工艺分析1．打磨工具机器人自重和承载要求功能需求分析1．吸附要求机器人在罐壁外表爬行时应当保证其可以牢靠的吸附在罐壁面上，但吸附力不宜过大，牢吸附在罐壁外表，以免打磨过程中力的作用导致机器人滑落。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—2—概念设计功能设计总功能模型图E球罐焊缝〔外表是铁锈、油漆〕S

打磨球罐焊缝及其两侧各150mm左右范围

露出金属光泽的 信号打磨区域 功能残屑图3.1 大型容器壁面打磨机器人总功能模型图功能构造模型图机械能

电能

电能机械能

关心功能能量待打磨球

向

机械能移动打磨工

机械能

具

无锈干净的焊缝及两侧各150mm范围罐焊缝及两侧各范围

吸附罐壁 驱动机器人 固定机器人

具 掌握打磨力

残渣旋转砂轮观看打磨

机械能

机械能照亮现场 电能电能电能图3.2 大型容器壁面打磨机器人功能构造图功能—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—原理映射矩阵能名 原理方案称轭铁S N永磁体吸附 吸附

电磁体附

真空吸—3—履 带驱动驱动电机动机 驱动 驱动电机 电机器人 履 带履带式轮式电动机 驱动电机器人驱动转向 电机导向轮伸缩杆定机盘形电磁铁器人

SN开关驱动电机动打磨头磨壁面制打磨力控打磨—4—亮现场各个功能原理间的优缺点：吸附方式比较吸附方式永磁吸附电磁吸附真空吸附

优点构造简洁，维持吸附力不需要能耗，安全跟壁面离合简洁，吸附力易调整不受壁面材料的影响,壁面材料都可以承受真空吸附

缺点跟壁面离合较难，要求壁面是铁磁性材料维持磁力需要能耗，重量大，突然断电会造成吸附力消逝，要求壁面是铁磁性材料简洁漏气，掌握较难，需要维持干活驱动方式比较驱动方式轮式履带式

优点移动速度快，便于掌握着地面积大，对壁面适应性强，

缺点着地面积小，跟壁面离合难，需要较大驱动力，转向易体积较大，转向难固定方式比较固定方式电磁式

优点吸附力大，重量小，与壁面离合简洁

缺点需要持续消耗能量，需要要与壁面接触才产生吸附力磁力座式 吸附力大，构造简洁，不需持续耗能重量大，与壁面离合难移动打磨头方式比较移动打磨头方式龙门直线模组式关节式

优点构造简洁，掌握简洁占用空间小

缺点占用空间大构造简单，掌握简单原理方案分析1分析—5—原理方案描述1承受：三维构造图工作原理：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，总本钱；概念设计参数计算计算内容计算内容计算过程计算结果FNGFFAf磁吸附力FA的计算考虑图〔a〕状况，为了保证小车可以牢牢吸住壁面，要求：FfF nnG其中，ff0.5；Afgn为安全系数取n1.5；n为瞬间加速度系数取n 2。gg由于G=15kg=150NFA1.52150900N