用于狭窄空间的新型伸缩臂的设计与研究

摘要

由于水泵、燃油锅炉内管道难于检查,设计和研究了一种用于狭小空间的伸缩臂。该伸缩臂采用钢卷尺模型的机械结构,沿卷尺的边缘焊接形成机械臂。电机通过齿轮驱动分度轮,分度轮带动机械臂伸缩,伸缩臂拥有卷曲存储功能。机械臂的截面参数包括厚度、圆心角、弧长,用弹性力学的薄壳理论分析计算了圆心角的取值大小。基于Workbench软件,分析了机械臂的圆心角、厚度对机械臂X和Y方向的伸直能力的影响。结果表明随着圆心角的增大,在Y方向的变形量逐步减小,在X方向的变形量逐步增大,在40°之前变化速率快,在40°之后变化速率慢;随着厚度的增大,在X、Y方向的变形量呈变小趋势。以理论和仿真研究为依据,确定了厚度0.1 mm和45°圆心角的尺寸,最终通过实验,得出了机械臂的真实承载情况,确定了机械臂的可靠性设计参数。