通过分析对比,可以发现,轮式、履带式和蠕动式管道机器人的优缺点是互补的,如果既能利用轮式机器人的快速性、履带式的强越障性和蠕动式的强劲动力性,那么管道机器人将能够很好的在管道内工作,成为一个优秀的载体。所以本文综合了这三种管道机器人的优点,提出了多节步进式管道机器人。
1.4 国内外管道机器人的趋势
要设计具有良好灵活性与管径适应性的管道机器人,需要在下面几个技术上进行深入分析和研究:
(1)灵活可靠的行走机构
管道机器人在弯管、支岔管中的通过性问题是一个难点,要解决这一问题,要在机构上保证机器人能够在这些特殊环境中顺利行走,需要寻找融合各种机构优点及可靠的机构方案。
(2)高效驱动技术
由于管道机器人是在管道限定的环境里运行,尤其是在有弯曲管道里运行,一方面,机器人在弯管(包括垂直管道)行走中要有足够的摩擦力来克服重力的影响,另一方面需要提供足够大的驱动力来克服各种阻力,现在使用的驱动方式一般是电机,这就需要尺寸小而扭矩大的电机。
(3)信号传输和电力供给方式
在直管道线缆可以顺利进出,但是在弯曲管道里,尤其是有几个弯曲的管道里,必须考虑线缆在转弯处的阻力。电力的供给现在一般采用高能干电池、蓄电池和管外供电(线缆)的方式。
(4)管道机器人的控制系统研究
一个好的机电产品是离不开电的,因此对于管道机器人的控制系统也是一个重要的研究方面,如何实现机器人在管道内的快速调整,自动调整,节约能量,这也是目前的一个研究热点。
1.5 本课题研究目的与内容
针对以上问题,本课题决定设计一种应用于普通管道中的多节步进式管道机器人,作为载体,辅助以其他设备可以实现对管道的清理、文护和探伤等功能。在设计过程中将会对以上几个主要的研究方向进行讨论。
本论文的主要内容有:
第二章:本机器人的总体设计
首先,提出本次设计所需要达到的功能和其他要求,通过分析目前较流行的管道机器人,确定本管道机器人的总体结构,确定实现各个功能的模块。
第三章:机器人的结构设计
在第二章总体确定机器人总体方案后,本章详细介绍组成机器人的每个机构,包括其具体结构和工作效果,对本设计中的机器人使用的电机进行了相应计算和选择。
本文提出的机器人不仅具有轮式机器人运行速度快,承载能力强的优点,而且还能运行平稳,越障能力强和弯道通过性好,还克服了轮式机器人驱动轮与管壁摩擦严重的缺点,还综合了蠕动式管道机器人爬坡能力强的优点。所以,结构比一般的轮式或者蠕动式管道机器人都复杂。
第四章:机器人的运动和力学分析
对于管道机器人有很多的评价指标,其中比较重要的是运动速度,弯道通过性,越障能力和承载能力。本章结合本机器人的结构,根据运动和动力分析,计算了本机器人的这些指标性能。
第五章:本机器人的控制系统设计
目前的很多产品都是机电一体化的,机械的结构需要配合良好的控制来实现预期的功能,在介绍完本机器人的结构和运动性能后,详细说明了本机器人采用的控制方式,控制系统的组成。
第优尔章:基础实验
这是基于本机器人的一个基础实验,利用电机、单片机开发板和驱动器组成的控制系统搭建好之后,导入编写好的控制程序到单片机中,验证程序和控制系统是否可行,为改进机器人结构做准备。
最后是对于本设计的总结和展望。 多节步进式管道机器人设计+文献综述(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_8881.html