基于pro/e的中小型排水管道清淤机器人虚拟样机设计

8. 镜像渐开线

（1）创建过曲线8和曲线9的交点的基准点PNT3。

（2）创建通过基准点PNT1,且垂直与基准平面DTM2的基准轴A-2。

（3）创建通过基准轴A-2和基准点PNT3的基准平面DTM4。

（4）创建与DTM4的偏移角度为－3且通过A-2的基准平面DTM5。

（5）将基准平面DTM4与DRM5的夹角参数添加到【关系】对话框中，然后输入关系式：“＝360*COS(DELTA)/(4*Z)”。

（6）选择DTM5作为镜像平面镜像齿轮大端渐开线。

（7）使用同样的方法镜像小端渐开线。

9. 创建第一个轮齿

（1）在主菜单中选择【插入】－【扫描混合】－【伸出项】选项，打开【菜单管理器】，在【混合选项】菜单中选取【草绘截面】、【垂直于原始轨迹】和【完成】选项。在【扫描轨迹】菜单中选择【草绘轨迹】选项。选取基准平面FRONT作为草绘平面，然后使用缺省参数放置草绘平面。

（2）在右工具箱中单击【使用边】按钮，打开【类型】对话框，选择其中的【单个】单选按钮，使用修剪按钮结合绘图工具绘制扫描轨迹线。

（3）根据系统提示，在消息输入窗口中输入z-axis旋转角度：“0”。

（4）在右工具箱中单击【使用边】按钮，打开【类型】对话框，选择其中的【单个】单选按钮，使用修剪和倒圆角按钮并结合绘图工具绘制齿轮的大端齿廓线。（注意在两个圆角处添加等半径约束）。

（5）根据系统提示，在消息输入窗口中输入z-axis旋转角度：“0”。

（6）使用类似的方法绘制小端齿廓线，最后生成轮齿结构。

（7）打开关系对话框，在对话框中添加以下关系式：

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分别是齿轮大小端的齿廓曲线的倒角。

10. 复制和阵列轮齿

（1）使用旋转复制的方法复制前一步骤创建的轮齿，旋转角度为“360/z”，最后生成第二个轮齿。

（2）使用阵列方法阵列轮齿，阵列特征总数为24。

（3）将旋转复制轮齿时的旋转角度参数添加倒【关系】对话框中，然后输入关系式：“＝360/z”。

（4）将第一个齿到第三个齿的距离参数添加到【关系】对话框中，然后输入关系式：“＝z-1“。

11. 创建锥体

（1）在右工具箱中单击【旋转】按钮，打开设计图标板。选择基准平面FRONT作为草绘平面，接受系统缺省参数放置草绘平面，进入二维草绘模式。

（2）使用基本绘图工具绘制锥体的二维图形。最后生成锥齿结构。

（3）将锥齿大端长度参数添加到【关系】对话框中，然后输入关系式：“=0.8*h”。

12. 添加装饰结构

13. 改变齿轮参数

在主菜单中选择【工具】－【参数】选项，打开【参数】对话框。修改齿数为39，模数为2.5，齿宽为15。

修改后在主菜单中选择【编辑】－【再生】选项，按照修改后的参数再生模型。最后生成模型如图2所示。

图2 圆锥齿轮

三、结论

利用虚拟样机技术实现中小型排水管道清淤机器人设计，可以在有条件制作物理样机之前对机器人的运动性能、机器人的可装配性、可制造性进行科学评价，从而优化了设计，压缩甚至取消了物理样机的试制过程，缩短了机器人开发周期，节省了设计费用，也为今后机器人的产业化提供了技术保障。