多节步进式管道机器人设计+文献综述(3)
时间:2017-06-09 21:58 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
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。 (责任编辑：qin) |