本课题来源于×××项目“线膛炮炮管擦洗机器人”,其主要任务是研究和设计一款便携式高效线膛炮炮管擦洗机器人,且还能搭载探测和维护等多种装置,实现炮管的自动化擦洗、检测和维护作业。本论文主要对炮管擦洗机器人机械系统进行优化设计与分析,主要研究内容包括以下三个方面:(1)炮管擦洗机器人总体方案设计;(2)炮管擦洗机器人移动功能模块和擦洗功能模块的优化设计与实现;(3)炮管擦洗机器人动力学分析及关键零部件有限元分析。论文在研究分析国内外炮管清洗技术和管道机器人技术现状的基础上,阐述了研究炮管擦洗机器人的目的和意义。针对国内炮管维护的需求及炮管维护过程中存在的问题,提出了炮管擦洗机器人的设计要求和具体指标,对炮管擦洗机器人的移动功能模块、擦洗功能模块和控制功能模块进行了总体设计。利用机械优化设计的相关方法,对炮管擦洗机器人的移动机构和擦洗机构进行了机械结构优化设计,对主要零部件进行了详细设计和计算。为了验证设计的正确性和合理性,最后运用SolidWorks三维设计软件对炮管擦洗机器人进行了三维建模,对炮管擦洗机器人管内作业情况进行了运动学和动力学分析,还使用ANSYS软件对炮管擦洗机器人关键零部件进行了有限元分析,进行强度校核。通过对炮管擦洗机器人的研究,设计了一套功能强大、结构紧凑、便于拆卸、稳定可靠、适应性强的机械系统。分析研究表明,这种炮管擦洗机器人较好地满足了设计要求,且具有较大的可靠性储备,在小型化和便携性等方面还有较大的提升空间。