本文關(guān)鍵詞：油罐底泥清理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：油罐底泥的清理工作由罐內(nèi)清洗和罐外處理兩個(gè)過程組成,是一項(xiàng)危險(xiǎn)而繁重的任務(wù)。傳統(tǒng)的人工清洗法和現(xiàn)有的各種機(jī)械化、自動(dòng)化的油罐清理系統(tǒng)存在著諸多問題。因此,研發(fā)一種無需人進(jìn)罐、密閉清洗、節(jié)能減排、自動(dòng)化的油罐清理系統(tǒng)顯得十分必要。本文開展了如下研究工作:1)從油罐底泥的諸多危害入手,分析了其基本特性和清洗處理指標(biāo);詳細(xì)歸納分析了國(guó)內(nèi)外油罐清理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、存在問題、發(fā)展趨勢(shì)以及關(guān)鍵技術(shù);簡(jiǎn)要綜述了油罐清洗機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)。2)提出了油罐底泥清理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)要求,構(gòu)建了由清洗系統(tǒng)、資源化處理系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)三部分組成的總體結(jié)構(gòu)和各部件之間的物理連接關(guān)系,并分析了各子系統(tǒng)的工作原理。對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件油罐清洗機(jī)器人,提出了其設(shè)計(jì)思路和性能指標(biāo),分別從機(jī)體、行走單元、清洗單元和傳感單元四個(gè)方面研究了其結(jié)構(gòu)特征,建立了其三維模型。最后,初步設(shè)計(jì)了車載式油罐底泥清理系統(tǒng)的成果樣式及內(nèi)部平面布局。3)噴嘴設(shè)計(jì)是制約清洗效果的核心技術(shù),為了便于自激脈沖噴嘴的設(shè)計(jì)和制造,針對(duì)其設(shè)計(jì)模型復(fù)雜、邊界條件難以確定、約束條件憑經(jīng)驗(yàn)等問題,建立了自激脈沖噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)模型,提出了一種自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法,以打擊力輸出最大為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)模型進(jìn)行優(yōu)化,得出了較為精確的自激噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)邊界的約束條件,解決了自激脈沖噴嘴設(shè)計(jì)和制造邊界條件不易定性表達(dá)的問題。4)針對(duì)脈沖水射流產(chǎn)生的振動(dòng)等因素對(duì)機(jī)器人傾覆穩(wěn)定性的影響,在分析油罐清洗機(jī)器人工作環(huán)境與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用穩(wěn)定錐方法分別分析了機(jī)器人的靜態(tài)、清洗盤刷轉(zhuǎn)動(dòng)、行走以及脈沖水射流清洗的傾覆穩(wěn)定性,并對(duì)最不穩(wěn)定的后兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài),結(jié)合ADAMS軟件進(jìn)行了仿真分析,驗(yàn)證了仿真結(jié)果與該機(jī)器人設(shè)計(jì)參數(shù)基本相符。5)在對(duì)比分析圖解法、蒙特卡洛法和仿真法三種求解機(jī)器人工作空間的方法基礎(chǔ)上,提出了求解油罐清洗機(jī)器人工作空間的優(yōu)選方法。針對(duì)立式油罐底部比較平坦的實(shí)際,提出一種自適應(yīng)變步長(zhǎng)、變擁擠度因子和變視野域的自適應(yīng)人工魚群算法(AAFSA),設(shè)計(jì)出一種基于自適應(yīng)人工魚群算法的清罐移動(dòng)機(jī)器人二維路徑規(guī)劃算法。針對(duì)臥式油罐底部呈曲面的實(shí)際,提出了一種基于自適應(yīng)蟻群算法(AACS)的三維空間機(jī)器人路徑規(guī)劃方法。并分別結(jié)合實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證兩種算法的有效性。6)提出了一種油罐底泥的純物理處理工藝,分析研究了超聲強(qiáng)度、超聲時(shí)間、超聲溫度、油泥粘度、離心轉(zhuǎn)速、離心時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)油罐油泥處理效果的影響,并采用正交試驗(yàn)和歸一化相結(jié)合的方法比較分析了幾種工藝參數(shù)的影響效果。7)針對(duì)油泥處理工藝中離心機(jī)這一關(guān)鍵設(shè)備,建立了基于自適應(yīng)粒子群-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的離心機(jī)參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型;利用自適應(yīng)粒子群全局優(yōu)化技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),建立了調(diào)節(jié)離心機(jī)工作參數(shù)的優(yōu)化控制器,解決了離心機(jī)工作參數(shù)優(yōu)化問題。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X74;TP242

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本文編號(hào)：1266382