【摘要】：管道檢測機器人是可以在管道內(nèi)部行走并且搭配其他設(shè)備對管道內(nèi)部進行檢測并能將檢測結(jié)果反饋給外界的一種機電一體化裝置。管道檢測機器人工作的環(huán)境多種多樣,比如直管、彎管、變徑管、U形管、T形管等,并且管道中時常會存在一些障礙物,管道檢測機器人能夠適應(yīng)如此多種環(huán)境的關(guān)鍵在于它的行走方式和變徑方式。當前的管道檢測機器人存在機械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,變徑能力弱,越障能力不足等問題。本文針對這些問題以及機器人的工作環(huán)境對輪式和履帶式兩種行走方式的管道檢測機器人分別作出研究以期選擇出相對較好的一種,并且摒棄了以往的平行四邊形變徑方式,采用對稱變徑方式,提出輪式管道檢測機器人以及履帶式管道檢測機器人的整體研究方案,并對它們的變徑能力與過彎能力作出理論分析,分析表明:所設(shè)計的輪式管道檢測機器人能夠適應(yīng)內(nèi)徑為130mm—150mm的管道,當管道內(nèi)徑為150mm時最小轉(zhuǎn)彎半徑為280mm;所設(shè)計的履帶式管道檢測機器人能夠適應(yīng)內(nèi)徑為135mm—160mm的管道,當管道內(nèi)徑為150mm時最小轉(zhuǎn)彎半徑為180mm。然后按照整體研究方案分別將兩種管道機器人通過三維軟件建立模型并導(dǎo)入ADAMS中進行仿真,分析了兩種管道機器人的變徑能力、過彎能力、越障能力以及對稱式變徑的特點驗證,仿真結(jié)果表明:兩種管道機器人具有良好的變徑能力與過彎能力并且對稱式變徑的特點也得到驗證,但發(fā)現(xiàn)履帶式管道檢測機器人的越障能力明顯強于輪式管道檢測機器人,因此將履帶式管道檢測機器人作為最后樣機進行制作。對履帶式管道機器人樣機進行水平管道爬行實驗、豎直管道爬行實驗以及轉(zhuǎn)彎爬行實驗并分別測得機器人在水平管道中的牽引力以及在豎直管道中的牽引力,實驗得出管道機器人水平爬行速度約為22mm/s,牽引力約為5.02N;管道機器人在豎直管道中上升的平均速度為19mm/s,牽引力約為0.8N;下降的平均速度為21mm/s,牽引力約為10.8N;管道機器人轉(zhuǎn)彎前進的平均速度為21mm/s,轉(zhuǎn)彎后退的平均速度為22mm/s。實驗表明該履帶式管道機器人能夠豎直爬行,可順利通過彎道并且爬行速度穩(wěn)定可在管道中正常工作。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242
【圖文】：

第 1 章 緒論景及意義艦艇的安全運行在很大程度上依賴于對其穩(wěn)定性的維護，由于艦，艦船管道由于腐蝕等因素，泄漏難以避免，成為維護船舶穩(wěn)影響艦艇安全運行。實時監(jiān)測管道的運行狀態(tài)可為艦船安全運行艦船管道的檢測有其特殊的復(fù)雜性，首先艦船管道中存在海水濕漉[2]；其次艦船管道形狀結(jié)構(gòu)并不規(guī)則，大多都是彎管相互連測成為一大難題。圖 1.1 為艦船內(nèi)管道，圖 1.2 為受腐蝕后的艦沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

但由于艦船管道的檢測有其特殊的復(fù)雜性，首先艦船管道中存在海水等流體境嘈雜濕漉[2]；其次艦船管道形狀結(jié)構(gòu)并不規(guī)則，大多都是彎管相互連接。道的檢測成為一大難題。圖 1.1 為艦船內(nèi)管道，圖 1.2 為受腐蝕后的艦船管圖 1.1 艦船內(nèi)管道Figure 1.1 Pipeline inside a ship

自然科學(xué)基金委、國防科工委和 863 高技術(shù)研究發(fā)展計劃大學(xué)、上海大學(xué)等高校等也都對微執(zhí)行器及微機器人開展但與國外相比仍有較大差距，這與我國微電子、電機工業(yè)關(guān)。近幾年，國內(nèi)管道機器人的研究較多，形狀樣式和應(yīng)領(lǐng)域都漸漸嶄露頭角[32]。大學(xué)鄧宗先教授在國內(nèi)最早開始研究管道機器人，用于大工業(yè)大學(xué)研制出一種管道機器人，如圖 1.3 所示。該管道機技術(shù)準確判斷管道的泄漏點，同時可以記錄并保存管道內(nèi)電持續(xù)工作。特別適用于檢測管道內(nèi)部是否存在破裂、變、結(jié)垢和樹根障礙物等管道病害，是適合國內(nèi)管道檢測最勢在于體積小巧，重量輕，方便攜帶，可以快速地投入工 0.1m；攝像頭可變焦調(diào)節(jié)，各類視頻、USB 等輸入輸出接轉(zhuǎn)、俯仰，可調(diào)節(jié)照明光源亮度。

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本文編號：2773021