本文關(guān)鍵詞：基于壓電慣性沖擊驅(qū)動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)可調(diào)式微管道機(jī)器人研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：管道作為一種物料輸運(yùn)設(shè)施,在城市的輸水和供暖、通訊、天然氣、石油化工以及核工業(yè)等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。而管道在服役過(guò)程中由于惡劣工作環(huán)境、輸運(yùn)物質(zhì)的特殊物理化學(xué)性能等的影響可能會(huì)出現(xiàn)諸如管道破損等失效,從而引起人身財(cái)產(chǎn)損失,對(duì)環(huán)境造成污染。如此一來(lái),管道的檢測(cè)工作對(duì)于管道的應(yīng)用來(lái)說(shuō)就顯得特別重要。管道機(jī)器人作為一種可以代替人類(lèi)進(jìn)入管道檢測(cè)的裝置,能夠有效的保護(hù)操作人員的人身安全,提高檢測(cè)作業(yè)的效率,是管道檢測(cè)技術(shù)研究的熱點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景。作為一種特殊應(yīng)用的機(jī)器人,管道機(jī)器人的移動(dòng)性能與環(huán)境適應(yīng)能力是完成管道檢測(cè)任務(wù)的關(guān)鍵。本文以應(yīng)用于管徑在20mm以下的管道機(jī)器人為研究對(duì)象,基于以上兩點(diǎn)展開(kāi)了對(duì)管道機(jī)器人的理論和實(shí)驗(yàn)研究,主要內(nèi)容如下：(1)從滿(mǎn)足管道機(jī)器人移動(dòng)性能的要求著手,通過(guò)文獻(xiàn)綜述分析比較了采用不同驅(qū)動(dòng)方式的管道機(jī)器人的應(yīng)用特點(diǎn),并確立了以基于慣性沖擊驅(qū)動(dòng)原理的壓電驅(qū)動(dòng)作為本文微小管道機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式；(2)分析了慣性沖擊驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn),采用集總參數(shù)法建立了考慮壓電驅(qū)動(dòng)器質(zhì)量的慣性沖擊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上,用Matlab仿真工具箱對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真分析,分析了各個(gè)影響因素(驅(qū)動(dòng)電壓參數(shù)、系統(tǒng)質(zhì)量參數(shù)以及摩擦力)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)性能的影響,為管道機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了參考。(3)為了提高管道機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性,本文為壓電慣性沖擊驅(qū)動(dòng)式管道機(jī)器人設(shè)計(jì)了具有力保持裝置的主動(dòng)調(diào)節(jié)式支撐機(jī)構(gòu),并通過(guò)對(duì)其進(jìn)行受力分析驗(yàn)證了其管徑適應(yīng)的能力。(4)通過(guò)制備樣機(jī)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對(duì)(2)中建立的模型以及本文所設(shè)計(jì)的管道機(jī)器人的適應(yīng)性能力進(jìn)行驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：管道機(jī)器人 沖擊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 環(huán)境適應(yīng)性 主動(dòng)調(diào)節(jié)式支撐機(jī)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-25
• 1.1 引言9
• 1.2 管道機(jī)器人的研究現(xiàn)狀9-23
• 1.2.1 被動(dòng)驅(qū)動(dòng)型10-12
• 1.2.2 主動(dòng)驅(qū)動(dòng)型12-23
• 1.3 管道機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式比較23-24
• 1.4 論文的研究目標(biāo)及研究?jī)?nèi)容24-25
• 第2章 壓電材料與壓電驅(qū)動(dòng)器25-31
• 2.1 壓電效應(yīng)與壓電材料25-28
• 2.1.1 壓電效應(yīng)25
• 2.1.2 壓電材料25-26
• 2.1.3 壓電材料的基本特性26-27
• 2.1.4 壓電材料的本構(gòu)關(guān)系27-28
• 2.2 壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器28-30
• 2.2.1 疊層型壓電驅(qū)動(dòng)器28-29
• 2.2.2 薄膜型壓電驅(qū)動(dòng)器29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 慣性沖擊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)理論分析與仿真研究31-56
• 3.1 慣性沖擊驅(qū)動(dòng)理論31-32
• 3.2 慣性沖擊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的建模32-44
• 3.2.1 壓電驅(qū)動(dòng)器的模型表達(dá)32-35
• 3.2.2 壓電慣性沖擊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模35-40
• 3.2.3 不同摩擦模型的比較與選擇40-44
• 3.3 模型中各參數(shù)對(duì)位移輸出的影響44-54
• 3.3.1 理論分析會(huì)對(duì)系統(tǒng)位移輸出產(chǎn)生影響的參數(shù)44-46
• 3.3.2 仿真分析各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)位移輸出的影響46-54
• 3.4 本章小結(jié)54-56
• 第4章 慣性沖擊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與討論56-66
• 4.1 改變摩擦力方法的討論56-58
• 4.1.1 改變接觸表面微結(jié)構(gòu)法56-57
• 4.1.2 改變正壓力法57-58
• 4.2 支撐機(jī)構(gòu)的討論58-59
• 4.2.1 被動(dòng)調(diào)節(jié)式支撐機(jī)構(gòu)58-59
• 4.2.2 主動(dòng)調(diào)節(jié)式支撐機(jī)構(gòu)59
• 4.3 支撐機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)59-62
• 4.3.1 支撐機(jī)構(gòu)中支點(diǎn)結(jié)構(gòu)的選擇59-61
• 4.3.2 支撐機(jī)構(gòu)中力提供和保持裝置的選擇61-62
• 4.4 梯形支撐機(jī)構(gòu)的管徑適應(yīng)性分析62
• 4.5 支撐機(jī)構(gòu)的受力分析62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-66
• 第5章 慣性沖擊驅(qū)動(dòng)管道機(jī)器人試驗(yàn)樣機(jī)的制備與實(shí)驗(yàn)66-74
• 5.1 樣機(jī)的制備66-67
• 5.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭建67-68
• 5.3 實(shí)驗(yàn)部分68-73
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備68-69
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論69-73
• 5.4 總結(jié)73-74
• 第6章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 總結(jié)74
• 6.2 展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-83
• 附錄83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 裴先茹;高海榮;;壓電材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J];安徽化工;2010年03期

2 劉麗蘭;劉宏昭;吳子英;王忠民;;機(jī)械系統(tǒng)中摩擦模型的研究進(jìn)展[J];力學(xué)進(jìn)展;2008年02期

3 程光明;溫建明;楊志剛;曾平;孫桂林;;基于改變正壓力的慣性壓電移動(dòng)機(jī)構(gòu)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年03期

4 程光明;李曉韜;曾平;楊志剛;;壓電疊堆式慣性移動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2007年01期

5 秦衛(wèi)東;歐陽(yáng)衛(wèi)強(qiáng);趙小軍;;TL-Ⅰ型履帶式管道機(jī)器人雙型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];九江學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

6 謝文彬,楊建國(guó),李蓓智,宋立博;管道檢測(cè)機(jī)器人的研制[J];機(jī)械工程師;2005年01期

7 賈振元,王福吉,郭東明;功能材料驅(qū)動(dòng)的微執(zhí)行器及其關(guān)鍵技術(shù)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2003年11期

8 龔進(jìn)峰,彭商賢;履帶式可變結(jié)構(gòu)管道機(jī)器人及其雙控制系統(tǒng)的研究[J];高技術(shù)通訊;2001年12期

9 李東升,王昌明,施祖康;天然氣管道的內(nèi)部漏磁檢測(cè)技術(shù)[J];天然氣工業(yè);2001年06期

10 龔進(jìn)峰,彭商賢,劉斌;PR-1履帶式管道機(jī)器人雙控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2001年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 張志明;規(guī)則微凸體表面有向摩擦建模及應(yīng)用研究[D];華東理工大學(xué);2012年

2 張?jiān)苽?煤氣管道檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)及其運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2007年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 史偉;基于SMA驅(qū)動(dòng)的仿蚯蚓蠕動(dòng)式微型管道機(jī)器人的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

2 王喜冬;基于ICPF驅(qū)動(dòng)的微型機(jī)器人巡跡及目標(biāo)跟蹤方法的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于壓電慣性沖擊驅(qū)動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)可調(diào)式微管道機(jī)器人研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：310078