爬壁機(jī)器人是未來中國(guó)智能科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要部分,已經(jīng)能夠代替人類在一些極端惡劣的環(huán)境開展許多工作,例如罐體或管線裂痕、腐蝕、失效及焊接缺陷的定期檢測(cè),船體的清洗與噴漆。對(duì)于石化行業(yè)來說,儲(chǔ)油罐等大型壓力容器的安全性需要靠定期的檢測(cè)來保證。然而在檢測(cè)前,需要依靠罐體在其內(nèi)外搭建腳手架,檢測(cè)人員站在腳手架上,手持檢測(cè)設(shè)備檢測(cè),施工量大,工作危險(xiǎn)系數(shù)高,檢測(cè)周期長(zhǎng),因此迫切需要一種自動(dòng)檢測(cè)機(jī)器人來減少人工成本及操作危險(xiǎn)性。本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了眾多國(guó)內(nèi)外爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu),結(jié)合實(shí)際儲(chǔ)油罐檢測(cè)工況,設(shè)計(jì)了一種新型石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人。本文主要做了以下研究:（1）基于圓弧形曲面移動(dòng)及焊縫越障要求,設(shè)計(jì)了爬壁機(jī)器人曲面自適應(yīng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)。根據(jù)儲(chǔ)罐檢測(cè)需求,設(shè)計(jì)了無損檢測(cè)機(jī)構(gòu),進(jìn)而設(shè)計(jì)了機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)。（2）基于機(jī)器人在罐壁的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了靜力學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析,并進(jìn)行了仿真,得到了機(jī)器人所需可靠吸附力�；跈C(jī)器人可靠吸附力與吸附單元之間的關(guān)系,結(jié)合吸附結(jié)構(gòu)輕量化要求,完成了吸附單元的磁路分析,設(shè)計(jì)了磁輪結(jié)構(gòu),并基于磁高效率原則,利用Ansoft有限元分析軟件對(duì)磁體尺寸進(jìn)行了優(yōu)化。（... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 爬壁機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
        1.2.1 爬壁機(jī)器人分類
        1.2.2 爬壁機(jī)器人國(guó)外發(fā)展概況
        1.2.3 爬壁機(jī)器人國(guó)內(nèi)發(fā)展概況
    1.3 課題來源及主要研究?jī)?nèi)容
第二章 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人機(jī)構(gòu)研究
    2.1 引言
    2.2 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人功能、性能分析與設(shè)計(jì)目標(biāo)
    2.3 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 機(jī)器人吸附方式設(shè)計(jì)
        2.3.2 機(jī)器人移動(dòng)方式設(shè)計(jì)
        2.3.3 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)
        2.3.4 機(jī)器人檢測(cè)方式設(shè)計(jì)
    2.4 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人模塊化機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.1 機(jī)器人模塊化設(shè)計(jì)思想
        2.4.2 機(jī)器人功能模塊劃分
        2.4.3 機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.4 機(jī)器人檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人力學(xué)特性分析
    3.1 引言
    3.2 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人靜力學(xué)分析
        3.2.1 機(jī)器人沿豎直壁面靜態(tài)下滑靜力學(xué)分析
        3.2.2 機(jī)器人豎直傾覆翻轉(zhuǎn)靜力學(xué)分析
        3.2.3 機(jī)器人水平傾覆翻轉(zhuǎn)靜力學(xué)分析
    3.3 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.1 機(jī)器人豎直向上移動(dòng)動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.2 機(jī)器人原地轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)分析
        3.3.3 機(jī)器人豎直向上移動(dòng)動(dòng)力學(xué)ADAMS仿真及分析
        3.3.4 機(jī)器人原地轉(zhuǎn)向動(dòng)力學(xué)ADAMS仿真及分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人懸擺吸附機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 傳統(tǒng)磁吸附單元分析
    4.3 新型懸擺磁吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.1 吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.3.2 磁路設(shè)計(jì)
        4.3.3 材料的選擇及其性能參數(shù)
    4.4 Ansoft有限元分析計(jì)算理論
        4.4.1 三維靜磁場(chǎng)的求解
        4.4.2 電磁力計(jì)算
    4.5 新型懸擺吸附機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)磁吸附單元磁路對(duì)比
    4.6 基于磁高效率懸擺吸附結(jié)構(gòu)的優(yōu)化
        4.6.1 優(yōu)化目標(biāo)
        4.6.2 優(yōu)化涉及參數(shù)
        4.6.3 優(yōu)化過程及結(jié)果
    4.7 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人控制方式設(shè)計(jì)
    5.3 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)基本架構(gòu)
    5.4 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)備選擇
        5.4.1 PLC機(jī)型選擇
        5.4.2 伺服電機(jī)選擇
        5.4.3 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選擇
    5.5 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
        5.5.1 Copley驅(qū)動(dòng)器設(shè)置
        5.5.2 伺服電機(jī)加減速控制
    5.6 本章小結(jié)
第六章 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人樣機(jī)試驗(yàn)
    6.1 引言
    6.2 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人移動(dòng)特性試驗(yàn)
        6.2.1 機(jī)器人豎直移動(dòng)試驗(yàn)
        6.2.2 機(jī)器人水平移動(dòng)試驗(yàn)
        6.2.3 機(jī)器人零半徑轉(zhuǎn)向移動(dòng)試驗(yàn)
        6.2.4 機(jī)器人帶負(fù)載移動(dòng)試驗(yàn)
        6.2.5 機(jī)器人越障試驗(yàn)
        6.2.6 機(jī)器人越加強(qiáng)圈試驗(yàn)
    6.3 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人檢測(cè)試驗(yàn)
        6.3.1 機(jī)器人漆膜測(cè)厚試驗(yàn)
        6.3.2 機(jī)器人鋼板測(cè)厚試驗(yàn)
    6.4 石化儲(chǔ)罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人試驗(yàn)結(jié)果分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于PLC的攤鋪機(jī)的控制設(shè)計(jì)[J]. 金亞玲,劉磊.  工業(yè)設(shè)計(jì). 2017(06)
[2]基于Halbach陣列爬壁機(jī)器人永磁輪吸附單元的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 潘柏松,張晉,魏凱,葉宇峰.  浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]基于Halbach陣列爬壁機(jī)器人磁吸附單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 沈青青,張晉,李根.  輕工機(jī)械. 2014(05)
[4]超聲衍射時(shí)差法技術(shù)在立式圓筒形儲(chǔ)罐焊縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 王慶松,張順友,朱江,朱文東.  中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2014(04)
[5]壓力容器制造中常用無損檢測(cè)方法與應(yīng)用[J]. 王曉娟.  化工裝備技術(shù). 2014(01)
[6]新型罐壁檢測(cè)爬行機(jī)器人的行走吸附機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 王吉岱,孔輝,陳廣慶,閆磊.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2013(01)
[7]新型爬壁機(jī)器人磁吸附單元優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 陳勇,王昌明,包建東.  兵工學(xué)報(bào). 2012(12)
[8]磁隙式爬壁機(jī)器人的研制[J]. 薛勝雄,任啟樂,陳正文,王永強(qiáng).  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2011(21)
[9]變磁力吸附爬壁機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與爬越焊縫特性[J]. 聞靖,頓向明,繆松華,頓向勇,山磊.  機(jī)器人. 2011(04)
[10]爬壁機(jī)器人的研究進(jìn)展[J]. 付宜利,李志海.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2008(04)

博士論文
[1]面向焊接任務(wù)的輪足式非接觸磁吸附爬壁機(jī)器人研究[D]. 吳明暉.上海交通大學(xué) 2014
[2]特種地面移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D]. 歐屹.南京理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]磁粉探傷爬壁檢測(cè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究[D]. 沈青青.浙江工業(yè)大學(xué) 2014
[2]輪式懸磁吸附爬壁機(jī)器人研究[D]. 張小松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]輪足組合越障全位置自主焊接機(jī)器人的虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與分析[D]. 陳國(guó)明.上海交通大學(xué) 2010
[4]爬壁機(jī)器人設(shè)計(jì)及動(dòng)力性能研究[D]. 王榮華.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 2007
[5]油罐檢測(cè)爬壁機(jī)器人技術(shù)及系統(tǒng)研究[D]. 田蘭圖.清華大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3430701