隨著城市地下空間不斷開發(fā),由地下工程活動(dòng)引起的塌陷越來越頻繁,這成為新的城市地質(zhì)災(zāi)害。特別是污水管道破損漏水后,土壤被沖刷,形成空腔,增加了地面塌陷的危險(xiǎn)。為了保障城市污水管道的正常運(yùn)行,對(duì)其損傷進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)具有重要意義。目前已研發(fā)的管道機(jī)器人都是都采用電力驅(qū)動(dòng),一般應(yīng)用于新鋪設(shè)管道的驗(yàn)收。污水管道中還存在大量易燃易爆的沼氣,能在污水中進(jìn)行圖像檢測(cè)的機(jī)器人尚需要解決諸多技術(shù)問題。本論文研制了一種基于氣壓驅(qū)動(dòng)的邁步式行走機(jī)器人,能適應(yīng)600～1050mm直徑的管道。該機(jī)器人攜帶氣動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)并安裝攝像頭,設(shè)計(jì)合理的氣動(dòng)控制的回路,實(shí)現(xiàn)行走邏輯與攝像頭沿管道內(nèi)壁面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)邏輯相匹配,實(shí)現(xiàn)在排污管道中污水內(nèi)與污水外的圖像采集。主要完成了以下工作:研制了基于氣缸撐壁以及連桿變幅的邁步式機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。連桿變幅實(shí)現(xiàn)了不同直徑的管道的撐壁行走。研制了采用大減速比氣動(dòng)馬達(dá)低速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)攝像頭沿壁面慢速移動(dòng),便于圖像采集。并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行三維建模,完成了上撐壁機(jī)構(gòu)、下?lián)伪跈C(jī)構(gòu)、繞壁檢測(cè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),在力學(xué)分析的基礎(chǔ)上,完成了元件選型與機(jī)器人制作。設(shè)計(jì)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全氣動(dòng)控制系統(tǒng)。采用了行程程序控制回路,根據(jù)... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１人工管道檢測(cè)??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｅｏｐｌｅ?ｔｅｓｔ?ｔｈｅ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ??

工作人員在下井前，必須先將管內(nèi)的有害氣體排干凈，進(jìn)行檢測(cè)無誤??后，才可下井檢測(cè)，但仍舊需要帶厚重的防毒面具，以保證生命安全。??圖１－１人工管道檢測(cè)??Ｆｉｇ．?１－１?Ｐｅｏｐｌｅ?ｔｅｓｔ?ｔｈｅ?ｐｉｐｅｌｉｎｅ??ＣＣＴＶ檢測(cè)是目前較為先進(jìn)的排水管道檢測(cè)方法，該方法是管道爬行器搭載??ＣＣＴＶ影像設(shè)備進(jìn)入排水管道，通過有線傳輸?shù)姆绞�，將攝像頭采集的圖像顯示并??存儲(chǔ)在控制系統(tǒng)中。地面操作人員控制爬行器在管道中的前進(jìn)方向、攝像頭的燈光??與焦距，采集到原始的圖像，以做下一步的分析［６］，檢測(cè)示意圖如圖１－２所示。??，？一?：？？．、〇、、?��；?＊??Ｖ＇、（?）ＪＡｙ?“丨??——一—＿??１??圖１－２?ＣＣＴＶ檢測(cè)管道損傷??Ｆｉｇ．?１－２?ＣＣＴＶ?Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｐｉｐｅｌｉｎｅ?Ｄａｍａｇｅ??但是，ＣＣＴＶ檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作繁瑣，在排水管道中，樹枝爛葉，生活垃圾，??建筑廢渣都有可能存在，并且還存在非常多的有毒有害氣體。比如，Ｎ２、Ｈ２Ｓ、??Ｃ０２，在ＣＣＴＶ檢測(cè)前必須進(jìn)行疏通、清洗、通風(fēng)，對(duì)有害氣體進(jìn)行檢測(cè)。無疑增??加了檢測(cè)的難度

是由Ｂ．?Ｋｌａａｓｓｅｎ的研發(fā)團(tuán)隊(duì)研制的管道機(jī)器人ＭＡＫＲＯ。這種機(jī)??器人的優(yōu)點(diǎn)是首尾部完全相同，即任何一端都可以作為機(jī)器人前進(jìn)方向，每個(gè)模塊??中都有三個(gè)電機(jī)提供能量，中間有四個(gè)相同的模塊［１６＿１９］，如圖１＿３所示。??圖１－３ＭＡＫＲ０機(jī)器人??Ｆｉｇ．?１－３?ＭＡＫＲＯ?ｒｏｂｏｔ??這種機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是各個(gè)模塊可以按照相應(yīng)的功能分開設(shè)計(jì)，機(jī)器人的結(jié)構(gòu)??可以得到簡化，當(dāng)機(jī)器人應(yīng)用于工程實(shí)踐中出現(xiàn)故障后，工作人員可直接找出機(jī)器??人的故障模塊進(jìn)行針對(duì)性的維護(hù)，極大的減少了檢修人員的工作量，適用管道的直??徑為?３００￣６００ｍｍ。??機(jī)器人這種多關(guān)節(jié)的機(jī)體，提高了其越障和拐彎的功能。ＭＡＫＲＯ機(jī)器人有多??個(gè)自由度，通過帶著蓄電池組實(shí)現(xiàn)無線纜的控制方式自行行走。??該機(jī)器人質(zhì)量過重，可達(dá)５０ｋｇ，在實(shí)際運(yùn)行中，模塊間的連接不可靠，整個(gè)??機(jī)器人有著復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，機(jī)身長達(dá)２ｍ，污水管道中環(huán)境復(fù)雜，這種多關(guān)??節(jié)的設(shè)備極易出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象

【參考文獻(xiàn)】：
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