获奖等级：三等奖
设计者：卿坤强，赵佳乐，袁力
指导教师：周传德，董超群
重庆科技学院机械与动力工程学院，重庆，401331
设计者充分调研了家居空调管道清理机器人的研究现状，在此基础上分析了现有家居空调管道清理机器人系统的功能组成。本项目的目标是针对现有空调管道清理机器人在原理设计上的不足，采用最新的清洗和机械结构设计技术，设计一种基于三维立体型的驱动型家居空调管道清理机器人（图33）。
该家居空调管道机器人的整体结构采用径向辐射状形式，变径机构和驱动轮构成一个大的模块，前后两部分为对称结构。变径机构中，三个调节电机与丝杆采用平行的布置方式，可以大大缩减机器人的轴向尺寸，提高过弯性能。变径调节传动采用同步带传动，既可以保证准确的传动比，又可以减轻机器人的整体重量。
6组变径机构可以实现单独调节，具有较高的灵活性。当某一驱动轮遇到障碍物时，与之相对应的变径机构就会收缩，车轮与管壁的间距增大，实现越障后，变径机构会恢复到正常工作尺寸。(www.xing528.com)
6组驱动轮由直流电机和蜗轮蜗杆减速器单独驱动，各驱动轮的速度互不影响，由控制器对速度进行总体控制，可以实现电子差速过弯。
整体机械结构布局紧凑，径向尺寸较小，变径能力强，有较大的管径适应范围。
机器人控制系统可以根据压力信号和丝杆螺母位置信号，对各变径调节机构采用PID算法进行闭环控制；主动自适应控制模型可以根据各传感器信号计算机器人当前状态，结合上位机控制指令，输出控制信号。
该家居空调管道清理机器人由机械系统和控制系统两个部分组成。团队经合作首先成功设计了机械系统，并展开了对控制系统的研究。经过四个月的设计制造，我们生产了第二台物理样机，并对其进行试验，验证了系统的可靠性和实用性。
图33 家居空调管道清理机器人
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