基于pro/e的中小型排水管道清淤機器人虛擬樣機設計

8. 鏡像漸開線

（1）創建過曲線8和曲線9的交點的基準點PNT3。

（2）創建通過基準點PNT1,且垂直與基準平面DTM2的基準軸A-2。

（3）創建通過基準軸A-2和基準點PNT3的基準平面DTM4。

（4）創建與DTM4的偏移角度為－3且通過A-2的基準平面DTM5。

（5）將基準平面DTM4與DRM5的夾角參數添加到【關系】對話框中，然后輸入關系式：“＝360*COS(DELTA)/(4*Z)”。

（6）選擇DTM5作為鏡像平面鏡像齒輪大端漸開線。

（7）使用同樣的方法鏡像小端漸開線。

9. 創建第一個輪齒

（1）在主菜單中選擇【插入】－【掃描混合】－【伸出項】選項，打開【菜單管理器】，在【混合選項】菜單中選取【草繪截面】、【垂直于原始軌跡】和【完成】選項。在【掃描軌跡】菜單中選擇【草繪軌跡】選項。選取基準平面FRONT作為草繪平面，然后使用缺省參數放置草繪平面。

（2）在右工具箱中單擊【使用邊】按鈕，打開【類型】對話框，選擇其中的【單個】單選按鈕，使用修剪按鈕結合繪圖工具繪制掃描軌跡線。

（3）根據系統提示，在消息輸入窗口中輸入z-axis旋轉角度：“0”。

（4）在右工具箱中單擊【使用邊】按鈕，打開【類型】對話框，選擇其中的【單個】單選按鈕，使用修剪和倒圓角按鈕并結合繪圖工具繪制齒輪的大端齒廓線。（注意在兩個圓角處添加等半徑約束）。

（5）根據系統提示，在消息輸入窗口中輸入z-axis旋轉角度：“0”。

（6）使用類似的方法繪制小端齒廓線，最后生成輪齒結構。

（7）打開關系對話框，在對話框中添加以下關系式：

If hax1 d207=0.31*m d217=0.31*m endif if hax>=1 d207=0.2*m d217=0.2*m endif

其中，d207和d217分別是齒輪大小端的齒廓曲線的倒角。

10. 復制和陣列輪齒

（1）使用旋轉復制的方法復制前一步驟創建的輪齒，旋轉角度為“360/z”，最后生成第二個輪齒。

（2）使用陣列方法陣列輪齒，陣列特征總數為24。

（3）將旋轉復制輪齒時的旋轉角度參數添加倒【關系】對話框中，然后輸入關系式：“＝360/z”。

（4）將第一個齒到第三個齒的距離參數添加到【關系】對話框中，然后輸入關系式：“＝z-1“。

11. 創建錐體

（1）在右工具箱中單擊【旋轉】按鈕，打開設計圖標板。選擇基準平面FRONT作為草繪平面，接受系統缺省參數放置草繪平面，進入二維草繪模式。

（2）使用基本繪圖工具繪制錐體的二維圖形。最后生成錐齒結構。

（3）將錐齒大端長度參數添加到【關系】對話框中，然后輸入關系式：“=0.8*h”。

12. 添加裝飾結構

13. 改變齒輪參數

在主菜單中選擇【工具】－【參數】選項，打開【參數】對話框。修改齒數為39，模數為2.5，齒寬為15。

修改后在主菜單中選擇【編輯】－【再生】選項，按照修改后的參數再生模型。最后生成模型如圖2所示。

圖2 圓錐齒輪

三、結論

利用虛擬樣機技術實現中小型排水管道清淤機器人設計，可以在有條件制作物理樣機之前對機器人的運動性能、機器人的可裝配性、可制造性進行科學評價，從而優化了設計，壓縮甚至取消了物理樣機的試制過程，縮短了機器人開發周期，節省了設計費用，也為今后機器人的產業化提供了技術保障。