發(fā)布時(shí)間：2020-07-28 14:42

【摘要】：管道檢測(cè)機(jī)器人是可以在管道內(nèi)部行走并且搭配其他設(shè)備對(duì)管道內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)并能將檢測(cè)結(jié)果反饋給外界的一種機(jī)電一體化裝置。管道檢測(cè)機(jī)器人工作的環(huán)境多種多樣,比如直管、彎管、變徑管、U形管、T形管等,并且管道中時(shí)常會(huì)存在一些障礙物,管道檢測(cè)機(jī)器人能夠適應(yīng)如此多種環(huán)境的關(guān)鍵在于它的行走方式和變徑方式。當(dāng)前的管道檢測(cè)機(jī)器人存在機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,變徑能力弱,越障能力不足等問(wèn)題。本文針對(duì)這些問(wèn)題以及機(jī)器人的工作環(huán)境對(duì)輪式和履帶式兩種行走方式的管道檢測(cè)機(jī)器人分別作出研究以期選擇出相對(duì)較好的一種,并且摒棄了以往的平行四邊形變徑方式,采用對(duì)稱變徑方式,提出輪式管道檢測(cè)機(jī)器人以及履帶式管道檢測(cè)機(jī)器人的整體研究方案,并對(duì)它們的變徑能力與過(guò)彎能力作出理論分析,分析表明:所設(shè)計(jì)的輪式管道檢測(cè)機(jī)器人能夠適應(yīng)內(nèi)徑為130mm—150mm的管道,當(dāng)管道內(nèi)徑為150mm時(shí)最小轉(zhuǎn)彎半徑為280mm;所設(shè)計(jì)的履帶式管道檢測(cè)機(jī)器人能夠適應(yīng)內(nèi)徑為135mm—160mm的管道,當(dāng)管道內(nèi)徑為150mm時(shí)最小轉(zhuǎn)彎半徑為180mm。然后按照整體研究方案分別將兩種管道機(jī)器人通過(guò)三維軟件建立模型并導(dǎo)入ADAMS中進(jìn)行仿真,分析了兩種管道機(jī)器人的變徑能力、過(guò)彎能力、越障能力以及對(duì)稱式變徑的特點(diǎn)驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明:兩種管道機(jī)器人具有良好的變徑能力與過(guò)彎能力并且對(duì)稱式變徑的特點(diǎn)也得到驗(yàn)證,但發(fā)現(xiàn)履帶式管道檢測(cè)機(jī)器人的越障能力明顯強(qiáng)于輪式管道檢測(cè)機(jī)器人,因此將履帶式管道檢測(cè)機(jī)器人作為最后樣機(jī)進(jìn)行制作。對(duì)履帶式管道機(jī)器人樣機(jī)進(jìn)行水平管道爬行實(shí)驗(yàn)、豎直管道爬行實(shí)驗(yàn)以及轉(zhuǎn)彎爬行實(shí)驗(yàn)并分別測(cè)得機(jī)器人在水平管道中的牽引力以及在豎直管道中的牽引力,實(shí)驗(yàn)得出管道機(jī)器人水平爬行速度約為22mm/s,牽引力約為5.02N;管道機(jī)器人在豎直管道中上升的平均速度為19mm/s,牽引力約為0.8N;下降的平均速度為21mm/s,牽引力約為10.8N;管道機(jī)器人轉(zhuǎn)彎前進(jìn)的平均速度為21mm/s,轉(zhuǎn)彎后退的平均速度為22mm/s。實(shí)驗(yàn)表明該履帶式管道機(jī)器人能夠豎直爬行,可順利通過(guò)彎道并且爬行速度穩(wěn)定可在管道中正常工作。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242
【圖文】：

第 1 章 緒論景及意義艦艇的安全運(yùn)行在很大程度上依賴于對(duì)其穩(wěn)定性的維護(hù)，由于艦，艦船管道由于腐蝕等因素，泄漏難以避免，成為維護(hù)船舶穩(wěn)影響艦艇安全運(yùn)行。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的運(yùn)行狀態(tài)可為艦船安全運(yùn)行艦船管道的檢測(cè)有其特殊的復(fù)雜性，首先艦船管道中存在海水濕漉[2]；其次艦船管道形狀結(jié)構(gòu)并不規(guī)則，大多都是彎管相互連測(cè)成為一大難題。圖 1.1 為艦船內(nèi)管道，圖 1.2 為受腐蝕后的艦沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

但由于艦船管道的檢測(cè)有其特殊的復(fù)雜性，首先艦船管道中存在海水等流體境嘈雜濕漉[2]；其次艦船管道形狀結(jié)構(gòu)并不規(guī)則，大多都是彎管相互連接。道的檢測(cè)成為一大難題。圖 1.1 為艦船內(nèi)管道，圖 1.2 為受腐蝕后的艦船管圖 1.1 艦船內(nèi)管道Figure 1.1 Pipeline inside a ship

自然科學(xué)基金委、國(guó)防科工委和 863 高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃大學(xué)、上海大學(xué)等高校等也都對(duì)微執(zhí)行器及微機(jī)器人開展但與國(guó)外相比仍有較大差距，這與我國(guó)微電子、電機(jī)工業(yè)關(guān)。近幾年，國(guó)內(nèi)管道機(jī)器人的研究較多，形狀樣式和應(yīng)領(lǐng)域都漸漸嶄露頭角[32]。大學(xué)鄧宗先教授在國(guó)內(nèi)最早開始研究管道機(jī)器人，用于大工業(yè)大學(xué)研制出一種管道機(jī)器人，如圖 1.3 所示。該管道機(jī)技術(shù)準(zhǔn)確判斷管道的泄漏點(diǎn)，同時(shí)可以記錄并保存管道內(nèi)電持續(xù)工作。特別適用于檢測(cè)管道內(nèi)部是否存在破裂、變、結(jié)垢和樹根障礙物等管道病害，是適合國(guó)內(nèi)管道檢測(cè)最勢(shì)在于體積小巧，重量輕，方便攜帶，可以快速地投入工 0.1m；攝像頭可變焦調(diào)節(jié)，各類視頻、USB 等輸入輸出接轉(zhuǎn)、俯仰，可調(diào)節(jié)照明光源亮度。

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本文編號(hào)：2773021