隨著流體介質(zhì)能源的大規(guī)模管道輸送及城市水氣管網(wǎng)的鋪設(shè),管道運(yùn)輸越來越成為保障國民生產(chǎn)生活中的重要一環(huán)。城市管道運(yùn)輸多采用埋地形式,發(fā)生泄漏時作業(yè)空間狹小,難以及時封堵,因此,研發(fā)一種埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置對破損管道進(jìn)行及時快速的處理處置非常重要。本文針對此類工況,設(shè)計(jì)了一款多體分布式應(yīng)急封堵裝置,該裝置主體由兩套對等的管道封堵器采用電磁鐵模塊連接而成。管道封堵器主要由牽引機(jī)器人、控制單元及封堵修復(fù)單元組成,各單元之間采用平行聯(lián)軸器連接。牽引機(jī)器人采用電機(jī)驅(qū)動螺旋行走的驅(qū)動形式,變徑系統(tǒng)采用彈簧伸縮式,封堵方式采用波紋氣囊膨脹式。該裝置各單元相對獨(dú)立,可有效執(zhí)行多種管道泄漏工況下的封堵修復(fù)作業(yè)。對整套裝置進(jìn)行彎管通過性分析,分別得出單體及多體彎管通過性參數(shù)方程,為多體分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。采用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法對牽引機(jī)器人在直管及彎管中的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行分析,推導(dǎo)出螺旋驅(qū)動牽引機(jī)器人兩種工況下的行走方程。得出牽引機(jī)器人在直管中行走時,行走速度只與電機(jī)轉(zhuǎn)速及驅(qū)動輪偏轉(zhuǎn)角有關(guān),其速度與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比,與驅(qū)動輪偏轉(zhuǎn)角度正切值呈正比關(guān)系;牽引機(jī)器人在彎管中運(yùn)行時,驅(qū)動輪在管道外側(cè)時速度較大... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 課題目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 管道機(jī)器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 封堵技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 裝置特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)
    2.2 埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置設(shè)計(jì)選型
        2.2.1 牽引機(jī)器人驅(qū)動方式選型
        2.2.2 牽引機(jī)器人驅(qū)動源選擇
        2.2.3 牽引機(jī)器人驅(qū)動系統(tǒng)供電方式選擇
        2.2.4 牽引機(jī)器人管道自適應(yīng)方式選擇
        2.2.5 封堵單元封堵方式選擇
        2.2.6 連接單元選擇
    2.3 埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置整體方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 牽引機(jī)器人設(shè)計(jì)
        2.3.2 封堵修復(fù)單元設(shè)計(jì)
        2.3.3 控制單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.4 平行聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.5 封堵修復(fù)模式設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
3 埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置管內(nèi)運(yùn)動分析
    3.1 應(yīng)急封堵裝置彎管通過性分析
        3.1.1 單體彎管通過性分析
        3.1.2 雙體彎管通過性分析
    3.2 應(yīng)急封堵裝置牽引力與越障能力分析
        3.2.1 應(yīng)急封堵裝置牽引力分析
        3.2.2 應(yīng)急封堵裝置越障能力分析
    3.3 牽引機(jī)器人運(yùn)動機(jī)理研究
        3.3.1 牽引機(jī)器人直管運(yùn)動機(jī)理研究
        3.3.2 牽引機(jī)器人彎管運(yùn)動機(jī)理研究
    3.4 本章小結(jié)
4 埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置仿真分析
    4.1 牽引機(jī)器人ADAMS運(yùn)動學(xué)仿真
        4.1.1 應(yīng)急封堵裝置仿真模型建立
        4.1.2 牽引機(jī)器人直管運(yùn)行速度仿真分析
        4.1.3 牽引機(jī)器人直管運(yùn)行牽引力仿真分析
        4.1.4 牽引機(jī)器人越障穩(wěn)定性仿真分析
        4.1.5 牽引機(jī)器人最大越障高度仿真分析
        4.1.6 牽引機(jī)器人彎管通過性仿真分析
    4.2 封堵修復(fù)氣囊ANSYS仿真
        4.2.1 傳統(tǒng)修復(fù)結(jié)構(gòu)接觸應(yīng)力分析
        4.2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)修復(fù)結(jié)構(gòu)接觸應(yīng)力分析
    4.3 本章小結(jié)
5 埋地管道泄漏自行式應(yīng)急封堵裝置實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 試驗(yàn)樣機(jī)系統(tǒng)平臺搭建
    5.2 試驗(yàn)樣機(jī)性能測試
        5.2.1 試驗(yàn)樣機(jī)直管運(yùn)行速度測試
        5.2.2 試驗(yàn)樣機(jī)驅(qū)動力測試
        5.2.3 試驗(yàn)樣機(jī)彎管通過性及運(yùn)行速度測試
        5.2.4 試驗(yàn)樣機(jī)越障能力測試
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3037858