一种管道探测机器人的设计与研究
管道自动化检测技术的研究与应用

管道自动化检测技术的研究与应用随着科技的不断发展,管道自动化技术越来越成熟和普及。
而管道自动化检测技术就是其中的一个关键环节,它是指通过先进的仪器设备和技术手段对管道进行无障碍、高效率的自动化检测、监测、报告和维护。
本文将探讨管道自动化检测技术的研究与应用。
一、研究现状1. 线控技术线控是传统的管道自动化检测技术。
其原理是通过红外、感应等技术手段控制管道内特制的检测器,实现对管道内部液位、压力等参数的监测。
虽然线控技术应用广泛,但存在一些诸如无法对整个管道完整的检测、容易受到干扰等缺点。
2. 摄像检测技术摄像检测技术是在线控技术基础上发展的。
通过摄像头对管道内部进行拍摄,然后再通过图像分析软件对管道的状况进行分析。
相比起线控技术来说,摄像检测技术可以对管道进行全面的检测,但存在着时间、成本短大和易受环境影响的缺点。
3. 智能机器人技术智能机器人技术是一种通过控制小型机器人进行管道内部检测的技术。
使用这种技术,机器人可以探测、扫描和绘制全面的管道内部地形、壁厚等相关信息。
与前两种技术相比,智能机器人技术可以检测更加准确,但是需要对机器人进行特殊设计和制造,相应的成本则会较高。
二、应用现状1. 石化行业石化行业是管道自动化检测技术的主要应用行业。
炼油厂、化工厂、天然气生产单位等石化企业都需要对生产管道进行检测。
通过使用管道自动化检测技术,可以大幅度提高生产效率和安全性。
2. 市政设施管道自动化检测技术还被应用于市政设施建设领域。
例如给水管道、燃气管道、污水管道等的建设和维护需要采用先进的管道自动化检测技术。
这可以帮助相关企业及政府部门及时了解管道情况,提高城市水平。
3. 建筑行业在建筑行业中,也需要使用管道自动化检测技术来检测管道状况,以确保建筑的安全性。
例如,建筑物内的淋浴房、水管、气管等都需要使用管道自动化检测技术。
三、未来发展随着科技的不断进步,管道自动化检测技术也会不断地更新和发展。
未来,我们可以预见到这种技术的应用会越来越广泛,而且技术本身也会越来越成熟。
《2024年流体驱动的微管道机器人的研究与设计》范文

《流体驱动的微管道机器人的研究与设计》篇一一、引言随着微纳技术的发展,微管道机器人作为一种新型的微型机械设备,在生物医学、环境监测、工业制造等领域展现出巨大的应用潜力。
其中,流体驱动的微管道机器人以其独特的运动方式和无创、高效的特性备受关注。
本文旨在探讨流体驱动的微管道机器人的研究背景、设计思路及其关键技术。
二、研究背景及意义微管道机器人,作为微型机械系统的一种,能够实现在狭窄空间内的精准操控和作业。
其核心驱动技术分为多种,其中流体驱动因其简单、环保、低能耗等优点而备受青睐。
通过流体的驱动,微管道机器人可以在复杂的环境中如血管、管道等内部进行作业,实现诸如药物输送、污染物检测等任务。
因此,流体驱动的微管道机器人的研究具有重要的科学意义和应用价值。
三、设计思路3.1 结构组成流体驱动的微管道机器人主要由以下几个部分组成:微型机体、动力系统、控制系统和传感器系统。
其中,微型机体负责机器人的整体结构和形态;动力系统利用流体作为驱动源,实现机器人的运动;控制系统负责机器人的路径规划和动作控制;传感器系统则用于感知环境信息,为机器人提供反馈。
3.2 驱动原理流体驱动的原理主要基于流体力学和动力学原理。
通过外部流体的作用力,驱动机器人进行运动。
具体来说,当外部流体流经机器人时,通过改变流体的流向或流速,产生推动力,使机器人沿特定方向移动。
四、关键技术4.1 微型机体设计微型机体设计是微管道机器人设计的关键之一。
在保证机器人功能的前提下,要尽可能减小其尺寸,以适应狭窄的工作环境。
同时,机体材料的选择也至关重要,需要具备足够的强度和耐腐蚀性。
4.2 动力系统设计动力系统是流体驱动微管道机器人的核心部分。
设计时需考虑流体的流动特性、驱动力的产生方式以及能量的转换效率等因素。
同时,动力系统的稳定性也是确保机器人稳定运行的关键。
4.3 控制系统设计控制系统负责机器人的路径规划和动作控制。
设计时需考虑控制算法的复杂度、实时性以及可靠性等因素。
一种伸缩支撑式双目无线管道探测机器人的设计与实现

一种伸缩支撑式双目无线管道探测机器人的设计与实现作者:徐海钦张宏伟梅学雪李啸云张丽来源:《科技资讯》2020年第02期摘; 要:在管道运输中,管道的管壁常常会因为各异的介质侵蚀,导致管道漏孔、裂纹,发生泄漏事故,由于管道所埋设的位置和周遭环境的特殊性,传统的机器人难以满足探测需求。
该文设计了一种新型管道探测机器人,利用特有的伸缩支撑式机械机构,实现在水平、竖直和弯道管道中的运行。
此外,还设计了双目立体视觉系统,实现在复杂恶劣的管道环境中的三维立体识别和检测。
实验结果表明,该机器人可以在管径为300~800mm的運输油、气、水或缆线的管道中实现故障检测和定位,具有适应各种管道环境且准确定位的优点。
关键词:管道探测; 机器人; 伸缩支撑式; 视觉系统中图分类号:TP242 ; ;文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)01(b)-0018-03Abstract: In pipeline transportation, the pipe wall often leaks due to various media, causing leakage, cracks and leakage accidents. Due to the location of the pipeline and the special environment around it, traditional robots are difficult to meet the detection requirements. Therefore, this paper studies and designs a new type of pipeline detection robot, which uses a unique telescopic support mechanism to achieve operation in horizontal, vertical and curved pipelines. In addition, a binocular stereo vision system is designed to achieve three-dimensional stereo recognition and detection in complex and harsh pipeline environments. The experimental results show that the robot can realize fault detection and positioning in the pipeline of transportation oil, gas, water or cable with the diameter of 300mm-800mm, which has the advantages of adapting to various pipeline environments and accurately positioning.Key Words: Pipeline detection; Robot; Telescopic support; Vision system管道运输[1-2]是一种重要的运输方式,为了提升管道使用的安全性,需要定期对管道进行有效的检测、探查和维护,故检测管道内部的探测机器人随之应运而生。
智能管道检测机器人技术的研究及其应用

智能管道检测机器人技术的研究及其应用第一章:引言随着工业化进程的不断推进和城市化进程的不断加速,各种管道的铺设已经成为了人们生活中一个不可或缺的部分。
无论是供水管道、排水管道、人工气体管道还是石油天然气管道等,都需要日常的检测和维护。
这些管道需要长期运转并保持正常运行状态,因此,如何保证管道运转的长期稳定性,减少事故的发生,成为了管道检测的重要课题。
近年来,随着智能技术的逐渐发展和机器人技术的广泛应用,智能管道检测机器人已成为管道检测和维护领域的一项重要技术。
智能管道检测机器人不仅可以减少检测人员的风险,减少检测的时间和费用,而且可以准确检测出管道内部的问题,提高管道维护和检测的效率。
本文将对智能管道检测机器人技术的研究及其应用做一个详细的介绍。
第二章:智能管道检测机器人技术的发展现状及趋势智能管道检测机器人技术是近年来逐渐发展起来的一项技术。
由于长期腐蚀、摩擦等因素的影响,管道内部存在不同程度的磨损和损坏,因此需要对管道进行定期的检测和维护。
目前智能管道检测机器人技术的发展呈现出以下主要趋势:一、发展精度更高的检测技术。
为了检测到更小的管道问题,需要智能管道检测机器人具备更高的检测精度。
现在,红外线检测、热像技术、超声波检测等技术逐渐被应用。
二、降低成本和提高工作效率。
如何在不影响管道的情况下,尽可能多地获取管道信息是增加工作效率和减少成本的关键。
三、发展更加智能的计算机控制。
智能管道检测机器人需要具备较高的智能度,以便应对管道结构复杂、环境变化等多种情况。
四、增强环境适应能力。
智能管道检测机器人需要在各种复杂的工作环境中可靠运行。
因此,在设计和应用中,需要考虑机器人在不同的环境下的工作状态。
第三章:智能管道检测机器人技术的主要组成部分智能管道检测机器人通常由以下几部分组成:一、机器人体-它是智能管道机器人的主体部分。
在其内部包含了一系列的传感器、指令控制管理以及资料处理等部分。
二、能量供应系统-智能管道检测机器人的发挥必须依赖于相应的能源供给。
管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析

虽然串联机器人动力学特性及结构优化设计已经取得了许多重要成果,但仍 然存在许多研究方向值得进一步探索。例如,如何建立更加精确、高效的动力学 模型,以满足实时控制的需求;如何将新型优化算法应用于结构优化设计中,以 获得更好的优化效果;如何提高机器人的柔性和自适应性,以适应更加复杂和动 态的环境等。
此外,随着和机器学习技术的快速发展,这些技术也开始被应用于串联机器 人的设计和控制中。例如,通过机器学习方法,可以实现对机器人的自适应控制、 故障诊断和维护等。这为串联机器人的进一步发展提供了新的机遇和挑战。
因此,在未来的研究中,可以综合考虑这两种方法,设计一种混合式的控制 策略,以实现机器人在不同条件下的稳定攀爬。此外,还可以进一步研究机器人 感知和决策等方面的技术,以提高机器人在复杂环境中的自主能力。
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控制算法
管道攀爬机器人的控制算法包括位姿估计、轨迹跟踪等。位姿估计是指对机 器人在管道中的位置和姿态进行估计,通过对传感器数据的处理和分析来实现。 轨迹跟踪是指根据位姿估计结果,控制机器人按照预设的轨迹行走,通过对电机 进行控制来实现。
在控制算法的设计过程中,需要考虑机器人的作业效率和安全性。为了提高 作业效率,需要缩短位姿估计的时间,提高轨迹跟踪的精度。为了确保安全性, 需要加入防抖动和异常情况处理等功能,以避免机器人在行走过程中出现问题。
爬杆机器人是一种能够在垂直杆上自主攀爬的机器人,这种机器人在电力线 路巡检、救援、建筑等领域有广泛的应用前景。然而,要实现机器人的自主攀爬, 需要解决一系列的关键问题,包括对环境的感知、运动规划、控制策略等方面。 在本次演示中,我们将重点探讨爬杆机器人的攀爬控制。
机器人攀爬控制是实现自主攀爬的关键技术之一。在攀爬过程中,机器人需 要通过对环境的感知,获取关于杆子位置、姿态等信息,再根据这些信息调整自 身的运动状态,实现稳定的攀爬。在这个过程中,控制算法起着至关重要的作用。
毕业设计(论文)--管道机器人行走机构设计[管理资料]
![毕业设计(论文)--管道机器人行走机构设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/990d4cecfad6195f302ba6ee.png)
毕业设计(论文)--管道机器人行走机构设计摘要管道运输在我国运用比较普遍,管道长期处于压力大的恶劣环境中,受到水、油混合物、硫化氢等有害气体的腐蚀。
这些管道受蚀后,管壁变薄,容易产生裂缝,造成漏油的问题,存在重大安全生产隐患和济济损失。
因此研究工程应用中的管道机器人具有很高的实用价值和学术价值。
根据这些问题,我们设计一种新的行走机构并分析了其总体机械结构。
本文进一步介绍了当前国内外的管道机器人的发展现状并提出了一种新的管内行走机构。
它利用一个电机同时驱动均布在机架上并与管内壁用弹簧力相封闭的六个行进轮,从而实现了可以轴向直进全驱动的管内行走。
接着本论文重点对直进轮式管道机器人的运动机理和运动特征进行了分析和介绍。
根据管道机器人的设计要求选择电机,介绍了电机选择过程,对其中关键的机械部件如蜗轮蜗杆传动部件、齿轮等进行了设计。
该机器人具有较大的承载能力,可以在较高的速度下实现连续移动,由于该机构采用弹性装置支撑,所以该机构的管径适应性增大,是一种具有实用价值的移动机构形式……关键词:管道机器人;行走机构;弹性装置AbstractIn our country, pipeline transportation is very universal, and pipeline is in high pressure circumstance. Because pipes are corroded by the water, the oil mixture, the hydrogen sulfide, the noxious gas corrosion and so on. When these pipelines were corroded, their walls would become thin and result in cracks and oil leak, there is safety incipient fault in production and economic loss. So the key technology and further research development trend of in-pipe robot are discussed.According to these problems, we designed a new mobile mechanism and analyzed its machine structure. In this paper, the current states of in-pipe robot are described and a new type of mobile robot mechanism moving in pipe is presented. It uses two motor to drive six wheels which distribute symmetrically on the robot body and a wheels are pushed on the wall of pipe by spring force,so that the six driving wheels move along the axis of pipe. This kind of mobile robot mechanism has high efficiency,simple structure and easy to manufacture and to mount.Then the papers focus on direct pipeline into the wheeled robot's movement and the movement of an analysis and presentation. According to the pipeline robot design requirements choose Motors, introduced the motor selection process, of which the key mechanical components such as worm transmission parts, such as a gear design. The robot with the larger carrying capacity, can achieve higher speeds for mobile, as the agenciesadopt a flexible device support, the agency increased the diameter of adaptability, is a kind of practical value in the form of body movement.Keywords: In-pipe Robot; Mobile mechanism; Flexible device摘要IAbstract II1绪论 1128102管道机器人总体方案设计1111式 1112式 13173管道机器人的移动机构分析与设计181819动机构的原理19动机构的特点1921由度分析21度分析21析时的一些假设条件23构前进时的受力分析2427机的选择27位的设计计算29设计31选择31簧的设计3232径大小的影响32道机器人适用的管道口径334直进轮式管道机器人实体建模34343536375总结 38参考文献40致谢41附录421 绪论管道作为一种有效的物料输送手段,在一般工业、核设施、石油天然气、军事装备等领域中都得到广泛的应用,本题目要求设计一个结构紧凑的管道内行走装置,提高驱动效率。
管道探伤智能机器人设计方案

管道探伤智能机器人设计方案1.1 管道探伤机器人设计背景及意义随着交通、石油、化工以及城市建设的飞速发展,管道作为一种经济、高效的物料长距离运输手段而倍受人们的关注,被广泛的铺设于世界各地、陆地、海洋等环境中。
我国从20世纪70年代开始油气管道的大规模建设,截止到目前,国已建油气管道的总长度约6万千米,逐渐形成了区域的油气管网供应格局,中国的管道工业得到了极大的发展。
本课题中所研究的管道探伤机器人也是应用在特殊作业环境下的一类特种机器人,其可以沿管道壁行走,通过携带的机电仪器,能够完全自主或在人工协助下完成特定的管道作业,包括管道腐蚀程度、裂纹、焊接缺口的探伤检测,以及对焊接缝防腐补口等处理。
既然管道在工业现场中有着如此广泛的应用,其安全运行问题也越来越受到人们的重视。
一旦管道破损,仅维护抢修的成本巨大,从中泄露的物质会对周围的生态环境及人类生命安全造成威胁。
如果能够及时发现并确定泄漏点,就能有效地减轻泄漏事故造成的损失和危害。
然而由于管道埋地较深,通过常规的巡线检测方法很难步到泄漏点,另外长输管道距离长,沿途多为荒漠、沼泽或河流,而检测方法多为人工定期巡检,这都限制了泄漏检测与定位的实时性,准确性。
因此,管道的维护管理、泄漏的检测、保障管道安全运行已成为界上重要的研究课题并日益受到重视。
管道探伤机器人作为一类特种机器人,正是在这样的环境下应运而生,管道探伤机器人的优点在于它不仅具有探伤质量高、作业速度快等优点,而且使操作检测人员免受大剂量射线的辐射之苦。
因此管道探伤机器人有着广阔的应用前景。
1.2 管道探伤机器人的国外发展现状管道探伤机器人是目前智能机器人研究领域的热点问题之一。
近几十年来,核工业、石油工业的迅猛发展为管道探伤机器人提供了广阔的应用前景。
由于大量地下、海底管线的维护需要刺激了管道探伤机器人的研究。
从20世纪70年代起,国外许多研究人员就针对管道探伤机器人提出了大量的设计方案并对其能够实现的功能进行不断地补充和完善,这些研究成果对管道探伤机器人的技术改进和应用场合的扩展起到巨大的推动作用。
管道检测机器人的设计与开发

张 艳 玲 等. 道 检 测 机 器 人 的 设 计 与 开 发 管
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管 道 检 测 机 器 人 的设 计 与 开 发
张艳玲 何 庆 中 王 志 鹏 顾 文 武
( 川 理工 学 院 机 械 工 程 学 院 , 川 自贡 63 0 ) 四 四 4 0 0
摘 要 设 计 了针 对 管 径 为 2 0~ 5 m 的 管 道 检 测机 器人 , 中 包括 移 动 栽 体 、 体 技 术 路 线 、 据 0 20 m 其 总 数
冶金 、 油化 工 及 城 市水 暖供 应 管 道 系统 的 石 工 作环 境 十分恶 劣 , 长久 使用 后易 出现 腐蚀 、 劳 疲 破 坏最终 引 发泄漏 事 故 。对管 道 系统 实行定 期 检 测 、 断 、 理和 维护 越来 越受 到人 们 的重 视 。无 诊 清 损 检测 已成 为 管 道检 测 的一 项 重 要 技 术 , 其 是 尤
2 2 检 测 系 统 .
器、 数据 采集 及 传 输 系统 、 号 采集 系统 、 换 装 信 转 置 和检 测装 置组 成 。管道 检测 机器 人利 用移 动 载 体携 带 红外传 感 器 、 声波 传感 器 、 超 磁探 头 和信 号 传输 装 置在管 道 内行 走 , 管 内情 况 进 行 检 测并 对 将 检测 到 的 数 据 和 图像 通 过 无 线 传 输 系 统 传 到 P C机上 , P 由 C机 处 理 后 模 拟 出 管 内情 况 。 管 道 检测 机器 人 总体技 术路 线框 图如 图 2所示 。
管 道在 役 和在线 探查 成 为无损 检测 技 术应 用发 展
e 软件 开发 工具 和资 源丰 富 , 于 开发 和算 . 便
法 的实 现 ;
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理 , 用 齿 轮 副 传动 机 构 增 加 了移 动 体 的 力矩 , 时 解 决 了线 缆 的 穿引 问题 : 利 同 分析 了滚 轮 的 受力 情 况 , 论 了漏磁 法检 测原 讨
理 。系统 采 用 有缆 供 应 能 源 的 方 式 , 于 A 基 RM 和 u OS— I C/ I 的嵌 入 式技 术 系统 构 建 了信 号 处理 系统 , 通 过 RS 8 并 4 5串行
s e t n. Ba e n t rn i l ts r w mo in te o t u o q e i n r a e t he h l fa g a ie nd t e p o lm f p ci o s d o he p ic pe o c e to , h u p ttr u s ic e s d wi t ep o e rdrv ra h r be o h
o h a i ft e e n t e b sso h mbe d d t c n lg fARM n d e e h oo y o a d uC/OS— I n he ra i o Ia d t e lt me c mmunc to ewe n te us ra d te s se iai n b t e h e n h y t m i lm e e t 48 mp e ntd wi RS 5. Th s a fun ai n i ad frf t e r s a c . h u . o d to s li o uur e e r h
p si g t e w r h o g h c a im s l e tt e s me t . T e fr e a p id o h olr w e l i n l z d a d te i— a sn h ie t r u h t e me h n s o v d a h a i me h c p l n t e r l h e s sa ay e n h n o e e
s e in p i cpl fma n tcfuxla a e d s u s d. Th y tm d p sc be t u p y p we . Th ina r c s y tm sb l p et rn i e o g ei o l e k g ic s e e s se a o t a l os p l o r e sg lp o e ss se i ui t
道 一 旦 发 生 事 故 , 仅 会 造 成 巨大 经 济 损 失 , 且 还 对 不 而 社会 和环境 产生 严重 的后果 。 近 年 来 , 些 管 道 在 长 期 使 用 过 程 中 , 于 受 到 管 有 由
动 化 设 备 I 管 道 探 测 机 器 人 的 核 心 技 术 涉 及 到 机 械 。
一
种管道探测机 器人 的设计与研 究六
口 周 虎 口 杨 建 国
上海 2 12 060 东 华 大 学 机 械工 程学 院
摘
要 : 对 工 业 管道 检 测 现 状 进 行 调研 的基 础 上 , 计 了应 用 于 工业 管道 的 检 测机 器人 。该 机 器人 基 于螺 旋推 动 原 在 设
本 体 结 构 设 计 以 及 控 制 系 统 、 测 系 统 的 研 制 等 1 检 。
1 移 动 载 体 设 计
1 1 机 械 结 构 .
内 、 外 介 质 的 腐 蚀 等 原 因 ,会 产 生 裂 纹 、 孑 而 出 现 管 漏 L 漏 油 、 水 、 气 等 现 象 , 引 发 的 事 故 损 失 每 年 都 以 漏 漏 其 亿 元 计 。输 送 管 道 的 管 理 维 护 一 直 是 困扰 油 气 运 营 公 一
Key W or s I —pi n p c i b S r w oto M e ha s M a ne i ux Le ka e RS48 d:n pe I s e ton Ro ot ce M in c nim g tc Fl a g 5
石 油 天 然 气 等 管 道 输 送 在 国 民 经 济 中 占 有 极 为 重 要 的 战 略 地 位 , 输 送 的 基 本 要 求 是 安 全 、 效 …。 管 其 高
通信 实现 了与 用 户 的 实时数 据 交互 , 下一 步 系统 研 制提 供 了基 础 。 为
关键词 : 管道 探 测 机 器 人 螺 旋 式行 进 机 构 漏 磁检 测 R 4 5 S 8
中 图分 类 号 : P 4 T 22 文献 标 识 码 : A 文章 编号 :0 0— 9 8 2 1 ) 1 0 2 0 1 0 4 9 ( 0 0 1 — 0 6~ 4
司的一 大难题 ,管 道 探 伤 已 成 为 一 项 频 繁 的 日 常 工 作 , 分费钱 、 力和 费时 。 十 费 采 用 人 工 开 掘 进 行 检 测 ,劳 动 强 度 大 , 益 低 , 效 往 往 不 可 行 。因 此 , 道 工 业 发 达 的 国 家 均 高 度 重 视 油 气 管 管 道 的 检 测 技 术 研 究 和 开 发 。由 于 历 史i e i s e to o o s d sg d o h a i ft nv sia in o he sa u u fi u tilppeie i. ta t p p ln n p c in r b ti e ine n t e b sso he i e t to ft tt s q o o nd sra i ln n g