管道爬行器的研究与设计

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管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析

管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析

管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析一、结构设计:1.机器人主体结构:管道攀爬机器人的主体结构一般由多个可伸缩的模块组成,每个模块包括一个电机、行走轮和一个伸缩杆。

2.伸缩机构:机器人通过伸缩杆来适应不同管道尺寸。

伸缩杆一般采用多节设计,每个节段之间通过齿轮或链条进行连接,以实现伸缩功能。

3.行走轮和传动机构:机器人采用行走轮来实现在管道内的行走。

行走轮通常由橡胶材料制成,提供良好的摩擦力。

传动机构一般为电机与行走轮的传动装置,通常采用齿轮传动或链条传动。

4.控制系统:机器人的控制系统包括传感器、执行器和控制器。

传感器可以感知机器人的位置、姿态和环境条件等信息,以便进行自主导航和任务执行。

执行器包括电机和伸缩杆等组件,用于控制机器人的运动和伸缩。

控制器负责接收传感器信息,并根据预设的算法控制机器人的运动。

二、行走动力特性分析:1.爬行速度:管道攀爬机器人的爬行速度取决于行走轮的直径、电机的转速和传动机构的设计等因素。

一般来说,机器人爬行速度应该足够快,以提高任务完成效率。

2.负载能力:机器人承载工具和传感器进行任务执行,因此需要具有较大的负载能力。

负载能力的大小与机器人的结构强度和设计参数有关。

3.自稳定性:机器人在管道内行走时需要具备较好的自稳定性,以应对管道内的复杂环境。

自稳定性主要通过控制系统实现,通过传感器检测机器人的姿态和环境条件,并及时做出调整。

4.能耗与动力供应:管道攀爬机器人通常采用电池供电,因此需要考虑能耗和续航时间。

一般通过优化结构设计和控制算法,减小阻力和能耗,延长电池寿命。

5.适应性:管道攀爬机器人需要适应多种管道的尺寸和形状。

因此,其结构设计应具有一定的自适应性,能够根据管道的不同尺寸进行伸缩和调整。

综上所述,管道攀爬机器人的结构设计和行走动力特性是保证机器人能够在管道内进行任务执行的关键要素。

通过合理的结构设计和动力调节,可以使机器人具有较高的工作效率和可靠性,适应不同尺寸和形状的管道。

管道外爬行机器人的设计与仿真

管道外爬行机器人的设计与仿真

管道外爬行机器人的设计与仿真管道外爬行机器人的应用场景十分广泛。

在石油、天然气等能源领域,长距离的管道运输需要定期检查,以确保无泄漏和腐蚀等问题;在城市的给排水系统中,及时发现管道的破损和堵塞对于保障居民的正常生活具有重要意义;在化工行业,管道的安全运行更是关系到生产的稳定和人员的安全。

设计一款高效的管道外爬行机器人,首先需要考虑其运动方式。

常见的运动方式包括轮式、履带式和足式。

轮式结构简单,运动速度快,但在复杂的管道表面适应性较差;履带式能够提供较好的抓地力和稳定性,但结构相对复杂,重量较大;足式机器人则具有出色的越障能力,但控制难度较高。

综合考虑各种因素,本次设计采用了轮式与履带式相结合的运动方式。

机器人的主体结构由车架、驱动装置、传动系统和控制系统等部分组成。

车架采用高强度铝合金材料,以减轻整体重量并保证足够的强度。

驱动装置选用高性能的直流电机,通过减速器将动力传递给车轮或履带。

传动系统则采用链条或齿轮传动,确保动力的有效传输。

为了使机器人能够在管道外表面稳定爬行,需要设计合适的吸附装置。

常见的吸附方式有磁吸、真空吸附和机械夹持。

磁吸方式适用于铁质管道,但对于非金属管道则无能为力;真空吸附需要保持良好的密封,在管道表面不平整时效果不佳;机械夹持则可以适应各种管道表面,但结构复杂,操作难度大。

经过分析,本次设计采用了真空吸附与磁吸相结合的方式,以提高机器人在不同管道上的适应性。

在控制系统方面,采用了基于微控制器的嵌入式系统。

通过传感器实时采集机器人的位置、速度、姿态等信息,并根据预设的控制算法进行调整。

传感器包括位移传感器、压力传感器、陀螺仪等,以确保机器人能够准确感知周围环境和自身状态。

完成机器人的设计后,接下来进行仿真分析。

仿真软件可以帮助我们在实际制造之前,对机器人的性能进行评估和优化。

首先,建立机器人的三维模型,并导入仿真软件中。

设置好管道的形状、材质和表面粗糙度等参数,以及机器人的运动参数和负载条件。

管道爬行器工作原理

管道爬行器工作原理

管道爬行器工作原理
管道爬行器工作原理:
管道爬行器是一种能够通过管道垂直爬行并进行各种操作的机器人设备。

它主要由机身、动力系统、传动系统、控制系统和相关附件组成。

工作时,管道爬行器首先通过控制系统启动动力系统,提供作为运动的动力,一般为电动机。

然后,动力通过传动系统将运动力转化为轮轴或链轮轴的转动力,通过齿轮、链传动或其他传动装置,驱动机器人前进。

机身设计为尺寸小巧,能够适应不同直径的管道。

它通常由高强度材料制成,具有耐磨、耐腐蚀和耐高温的特性。

机身表面还会采用防滑材料,以提高机器人在管道内的稳定性和可控性。

管道爬行器还配备了传感器系统,用于感知环境和采集相关数据,并通过控制系统进行处理和分析。

传感器系统一般包括摄像头、温度传感器、压力传感器等。

管道爬行器还可以根据需要搭载工作工具,例如喷涂枪、剪切器等,从而可进行各种维修、检测和清洗工作。

总的来说,管道爬行器能够通过动力和传动系统,通过控制系统实现对机器人的导航、定位以及各种操作,从而实现在管道内的作业任务。

管道爬壁机器人的设计

管道爬壁机器人的设计

管道爬壁机器人设计作品内容简介现在的管道机器人在竖直或者是水平方向都很好的实现了检测与清理功能。

但至今还没有管道产品在复杂的管道中很好的工作。

为此我们设计了这款管道爬壁机器人,它既可以在水平管道中很好的工作还可以在竖直管道中完成工作,能够自如的在水平竖直交叉的复杂管道中完成检测,清理等工作。

该产品的主题结构为车体结构,在水平方向依靠车载力运动,在车体上安装有四个机械手臂,在机械手臂的前端安装有吸盘跟电磁铁,在塑料管道中依靠吸盘在竖直方向上运动,在铁质管道上利用电磁铁的磁力和机械手臂的交叉前进实现竖直方向的运动。

该作品灵活多变,不但可以适应复杂的管道还能够进行多样的工作。

我们依靠机械臂的灵活度与吸盘,电磁铁的吸力来实现该产品的爬壁功能,在水平方向上利用最传统的智能车作为动力,这样的设计完全可以满足水平方向与竖直方向的灵活转变,实现复杂管道的自由穿梭,进而可以让该机器人更好的实现其检测与清理功能。

该管道爬行机器人实现远程电脑控制,所得数据通过反馈处理使机器人能够完成各项做业。

一、研制背景及意义1、随着社会的快速发展,国家生产水平不断提高,产品更新也越来越快。

管道运输在我国运用比较普遍,但管道长期处在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。

这些管道受腐后,管壁变薄,容易产生裂缝,造成漏油、漏气的问题,存在重大安全隐患和经济损失。

在管道广泛使用的今天,管道的检测、清理、维护成了一个亟待解决的问题。

但是管道的封闭性和工作环境决定了这项工作的艰难。

时至今日,虽然经过各国学者的努力,已经有各种各样的机器人,但是他们大都存在这样或那样的问题,而且功能不够强大。

2、人民对管道清洁机械的要求是不仅科技含量要高,而且还要绿色、节能、环保。

能够满足不同类型管道的检测、维护、清理等要求。

3、管道爬行机器人的研究更好地为管道的检测、维护、清理提供了新的技术手段,这种技术更好的提高了管道监测的准确性和管道清理的安全性,也便于管道工程管理维护人员制定维护方案,清除管道垃圾防止堵塞,事前消除管道的安全隐患,从而节约大量的维修费用,降低管道维护成本,保障工业生产和人民生活及财产安全。

管道攀爬机器人结构设计及行走动力特性分析

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。

快速爬行软体管道机器人的设计与性能分析

快速爬行软体管道机器人的设计与性能分析

快速爬行软体管道机器人的设计与性能分析目录1. 内容概览 (3)1.1 研究背景与意义 (4)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 研究内容与目标 (6)2. 快速爬行软体管道机器人的设计 (7)2.1 设计理念与原则 (8)2.2 机器人的整体结构设计 (10)2.2.1 头部设计 (11)2.2.2 躯体设计 (12)2.2.3 尾部设计 (13)2.3 驱动系统设计 (14)2.3.1 动力源选择 (15)2.3.2 运动副设计 (16)2.3.3 驱动控制系统 (17)2.4 传感器与控制系统设计 (18)2.4.1 传感器系统 (20)2.4.2 控制系统概述 (22)2.4.3 软件算法设计 (23)2.5 人机交互系统设计 (24)3. 快速爬行软体管道机器人的性能分析 (25)3.1 爬行性能分析 (26)3.1.1 抓地力分析 (28)3.1.2 爬行速度分析 (30)3.1.3 爬行稳定性分析 (31)3.2 环境适应性分析 (33)3.3 分析工具与方法 (34)3.3.1 理论分析方法 (35)3.3.2 仿真分析 (36)3.3.3 实验测试 (37)3.4 性能优化策略 (38)4. 快速爬行软体管道机器人的实验验证 (39)4.1 实验装置与环境 (40)4.2 爬行性能实验 (41)4.3 环境适应性实验 (43)4.4 数据分析与结果 (44)5. 结论与展望 (45)5.1 研究总结 (46)5.2 存在问题与改进建议 (47)5.3 研究展望 (48)1. 内容概览本报告旨在详细介绍一种快速爬行软体管道机器人的设计方案及其在各种复杂管道环境下的性能分析。

我们的设计着重于提高机器人的灵活性、耐用性和爬行效率,以满足在实际管道检查和维护任务中的高要求。

报告的结构分为以下几个关键部分:在这一部分,我们介绍了研究的目的、背景以及管道机器人技术的现状。

我们还讨论了在管道操作中遇到的关键挑战,以及快速爬行软体管道机器人的潜在应用领域。

管道爬行器的应用原理

管道爬行器的应用原理

管道爬行器的应用原理管道爬行器的定义管道爬行器是一种以机械方式在管道内行进的装置。

它能够在各种类型的管道中完成检测、维修和清洁等任务。

本文旨在介绍管道爬行器的应用原理。

管道爬行器的结构管道爬行器通常由以下部分组成: - 主体:主体是管道爬行器的核心部分,负责行进和导航。

- 轮轴和轮子:轮轴和轮子使爬行器能够在管道内行进,并保持平衡。

- 传感器:传感器用于检测管道内部的情况,如温度、湿度、压力等。

- 摄像头:摄像头能够拍摄管道内部的图像,为操作人员提供视觉信息。

- 电池:电池提供能量给爬行器运行。

管道爬行器的应用原理管道爬行器的应用原理基于以下几个关键步骤:步骤一:导航和定位管道爬行器通过内置的导航系统确定自身的位置,并根据预先设置的路径和目标进行导航。

导航系统通常使用惯性导航、GPS和传感器等技术来实现。

步骤二:行进和保持平衡爬行器通过轮轴和轮子实现在管道内的行进。

轮轴和轮子的设计能够适应不同类型的管道,保持平衡并稳定前进。

步骤三:数据采集和传输管道爬行器配备了各种传感器,用于采集管道内部的数据。

这些数据可以包括温度、湿度、压力和气体浓度等。

采集到的数据通过传输系统传送到操作中心,为后续的分析和处理提供依据。

步骤四:图像拍摄和传输爬行器上搭载的摄像头能够拍摄管道内部的图像,并通过传输系统传送到操作中心。

这些图像可以提供给操作人员对管道内部进行实时监视和评估。

步骤五:维修和清洁在需要进行维修或清洁的情况下,管道爬行器可以携带工具或清洁设备,进行相应的操作。

操作人员可以通过对爬行器的遥控来控制其进行维修或清洁。

步骤六:数据分析和处理收集到的数据经过处理和分析后,可以提供给相关人员进行判断和决策。

管道爬行器的数据分析和处理能力可以帮助发现管道内部存在的问题,并及时采取相应的措施。

管道爬行器的优势•管道爬行器能够在狭窄和复杂的管道环境中操作,完成各种任务。

•它提供了对管道内部的实时监测和评估能力,可以发现潜在问题并及时处理。

射线探伤用管道爬行器介绍及经验总结

射线探伤用管道爬行器介绍及经验总结

射线探伤用管道爬行器介绍及经验总结射线探伤用管道爬行器是一种用于检测管道内部缺陷和管道壁厚度的设备,它可以在管道内部自由移动,并携带射线探伤设备,实现对管道内部的全面检测。

在工程施工和设备维护中,射线探伤用管道爬行器发挥着重要作用,它可以有效地提高管道检测的精度和效率,保障工程的安全和质量。

一、射线探伤用管道爬行器的工作原理射线探伤用管道爬行器通常由机械结构、动力系统、控制系统和射线探伤设备组成。

其工作原理主要包括以下几个方面:1. 机械结构:射线探伤用管道爬行器采用轮式或履带式爬行机构,可以在管道内部自由移动,并适应不同直径的管道。

2. 动力系统:射线探伤用管道爬行器通常采用电动或液压动力系统,通过驱动轮的转动来推动爬行器在管道内部移动。

3. 控制系统:射线探伤用管道爬行器的控制系统可以实现对爬行器的远程控制,包括移动速度、行进方向、射线探伤设备的放射源位置等参数的控制。

4. 射线探伤设备:射线探伤用管道爬行器通常携带射线探伤设备,通过放射源和探测器的组合来实现对管道内部的缺陷和壁厚的检测。

射线探伤用管道爬行器适用于各种管道的内部检测,包括石油化工、食品医药、供热供暖等行业的管道。

其适用范围主要包括以下几个方面:1. 管道直径范围广:射线探伤用管道爬行器可以适应不同直径的管道,从几厘米到数米不等的管道都可以进行内部检测。

2. 环境适应性强:射线探伤用管道爬行器可以在各种环境条件下工作,包括高温、高压、腐蚀等情况下的管道内部检测。

在实际工程应用中,射线探伤用管道爬行器的使用经验是非常宝贵的。

下面结合实际经验,对射线探伤用管道爬行器的使用进行总结,并提出相应的经验建议:1. 爬行器的选型:在选择射线探伤用管道爬行器时,应根据实际管道的直径、材质、工作环境等情况进行综合考虑,选型要与实际情况相匹配。

2. 爬行器的维护:射线探伤用管道爬行器在使用过程中需要进行定期的维护保养,包括清洗、润滑、检修等工作,以确保其工作性能和稳定性。

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河南科技学院2009届本科毕业论文(设计)论文题目:管道爬行器的研究与设计学生姓名:冯春所在院系:机电学院所学专业:机械设计制造及其自动化导师姓名:杜家熙完成时间:2009年5月20日摘要本课题是在对管道爬行器的结构和运动研究分析的基础上。

本次设计在Solidworks的基础上构建管道爬行器的若干套三维造型,然后依据要求进行选择。

最终方案采用列车连接结构,伸缩结构和“伞”型结构,以适应管道内部的弯道和大范围内径变化管道。

通过电气控制,使各电机顺序动作以完成通过十字型和丁字型等较复杂的管道,通过新型吊环的调节始终保持摄像装置与水平面的平行。

对管道爬行器的控制要求,采用常规的电气控制分析方法设计电气部分的控制电路,最终方案采用人工控制电机的顺序动作进行管道内的转弯,里程计反馈信息与管道工程图相结合的方法来进行爬行器的定位。

为研究管道爬行器打下了一定的基础。

关键词:自适应性,伸缩结构,内径变化,新型吊环,SolidworksThe research and design of piping crawl robotAbstractThe question for discussion base on the structure of piping crawl robot an-d the moving investigation'analyze. This project bases on Solidworks to concei-ve some 3D sculpt of crawl r-obot, then by requestion carry through choose. The final scheme adopt the structure about train and flex structure and umbrell astructure, for the sake of adapting tothe pipeline that can change radius in gr-eat range. And succeed overpassing crossmodel and t-shaped model complicated piping by the sequentially-operation of the electric motor ,and always can keep parallel state between vidicon setting and horizontalgeby adjusting by the new fiying rings system.Gave the request for the contral of piping crawl robot. Ad-opt nomothetic approach about electrical control analysis for control circuit des-ign ofelectric parts.The final project adopt the manual control the electr-ic mot-or’s sequentially-operating make the machine pass the curved conduit.To adopt the way which use milemeter feedback information couple with piping’s sched-ule drawing for allocation.The paper lays the theoretic foundation for research piping crawl robotKeywords: From the adaptability, Flexible structure, Inside the path variety,New fiying rings system,Solidworks目录1 绪论 (1)2 设计方案初步分析 (2)2.1 无线控制与有线控制的选择 (2)2.1.1 有线控制及拖拽 (2)2.1.2 非拖曳 (2)2.2 驱动方式选择 (2)2.2.1 轮式爬行 (3)2.2.2 履带爬行 (3)2.3 姿态调整的选择 (3)2.3.1 加传感器的关节进行调整 (3)2.3.2 利用吊篮方式进行调整 (4)2.3.3 采用新式吊篮进行调整 (4)2.4 自适应分析 (5)2.4.1 伸缩臂长和加弹簧方式 (5)2.4.2 伸缩臂长和“伞”型摇杆 (5)2.5 方案的基本确定 (6)3 方案一的设计与分析 (6)3.1 机身的设计 (7)3.2 机腿的设计 (7)3.2.1 伸缩单元 (8)3.2.2 变长单元 (9)3.2.3 关节单元 (9)3.3 驱动轮的设计 (9)3.4 方案一的分析 (10)4 方案二的设计与分析 (10)4.1 机身的设计 (10)4.2 机身内部传动结构设计 (11)4.3 进给螺杆与螺母的设计 (11)4.4 吊篮的设计 (12)4.5 机腿的设计 (12)4.6 方案二的分析 (13)5 方案三的设计与分析 (13)5.1 机身的设计 (14)5.2 机身内部传动机构的设计 (15)5.2.1 进给丝杠和螺母的设计 (15)5.2.2 选择联轴器 (20)5.2.3 选择键 (20)5.3 吊环的设计 (20)5.4 轴承的设计 (21)5.5 机腿的设计 (21)5.6 驱动轮的设计 (22)5.7 管道爬行的实现 (22)5.8 管道内路口转弯的实现 (23)5.9 总体装配体设计 (24)6 管道爬行机器人的功能分析 (24)7 管道爬行机器人的动作分析 (25)8 电气控制基本元器件的选取 (25)8.1 电机的参数计算与选取 (25)8.1.2 驱动轮电机的参数计算 (25)8.1.3 主电机参数计算 (26)8.1.4 机器人动力源的选取 (27)8.2 电源的选取 (28)8.3 电机调速元件的选取 (28)8.3.1 串联电阻调速方法的实现 (28)8.3.2 新型调节脉宽PWM型调速的实现 (29)8.3.3电机调速方法的确定及元件的确定 (30)9 电路设计 (31)9.1 轮足电机动作的正转与反转的电路设计 (31)9.2 前后伞足的张开闭合电路设计 (32)9.3 电机部分总电路设计 (32)9.4 电机顺序动作的电路设计 (33)9.4.1 人为控制 (34)9.4.2 逻辑控制 (34)9.4.3 单片机/PLC进行自动控制 (34)9.5 照明系统的电路设计 (36)9.6 管道内机器人定位系统(PDPS)的设计 (37)9.6.1 爬行器管道内定位方案的提出与分析 (37)9.6.2 机器人定位系统部件的选择与设计 (39)10 结论 (40)11 结束语 (42)致谢 (43)参考文献 (43)1 绪论随着社会的发展和人民生活水平的提高,天然气管道以及各种输送管道的应用越来越多。

在我国及世界各个国家内,由于地形的限制和土地资源的有限,在地下都埋设了很多的输送管道,例如,一方面天然气管道、石油管道等,在埋有管道的地面上都已经建成了很多的建筑物、公路等,给管道的维修和维护造成了很大的困难。

当这些管道由于某些原因造成了泄露、堵塞等问题时,人们普通的做法是挖开道路进行维修,有些时候如果不能准确判断泄露和堵塞的具体位置时,会浪费很多的时间和精力,同时降低了工作效率[7]。

另一方面石油、天然气、化工、电力、冶金等工业的管道工程大多采用焊接管路。

为了保证焊接管路的焊接质量和运行安全,管道工程都要对焊缝进行检测,检测焊接部位是否存在虚焊、漏焊、伤痕等焊接缺陷。

常用的焊缝检测方法是采用无损检测,如超声、射线、涡流等。

对于管路检测,则大多采用管道内爬行探伤检验设备(简称爬行器) 对焊缝进行射线检测。

这类爬行器由于受管道尺寸的限制,大多结构十分紧凑。

在检测过程中,爬行器在其控制系统的控制下,可连续对同一管道不同位置上的焊缝质量进行检验。

考虑管道焊缝检测的效率,常常当管道焊接具有一定长度之后,才集中对管道进行检测。

如果一次要检测的管道比较长,爬行器的控制系统应采用车载式布置。

使用时,通过外部的控制器对爬行器上的控制系统发出指令,决定爬行器的工作状态。

随着机电一体化技术的发展,以及机器人技术的发展和管道测试等技术的进一步发展,相互之间的渗透程度越来越深,管道爬行机器人是在狭窄空间中进行精密操作、检测或作业的机器人系统。

其中机器人的作业环境一般是危险的。

火力发电厂、核电厂、化工厂、民用建筑等用到各种各小管道,其安全使用需要定期检修。

但由于窄小空间的限制,自动维修存在一定难度。

仅以核电站为例,检查时工人劳动条件恶劣。

因此管道内机器人化自动检查技术的研究与应用十分必要。

人们不再为了维修、维护管道时挖开道路,节省了大量的人力,物力和财力。

目前的管道机器人都是以履带、轮子等实现在管道中的移动,其技术有着或多或少的缺陷,市场尚不成熟。

例如:不能适应大范围的管道内径变化,运行中姿态的调整不够理想,在十字型、丁字型等较复杂的管道内径中不能较平稳的通过等等;结合目前管道机器人所存在的缺点,应用机械设计、机械原理等专业知识,设计出了新型管道爬行机器人。

此机器人可实现大范围内的管道内径变化,顺利通过十字型、丁字型等较复杂管道;在运行中的姿态调整也得到了较好的解决。

2 设计方案初步分析2.1 无线控制与有线控制的选择2.1.1 有线控制及拖拽该方式采用机器人尾部装夹电缆、信号线、安全绳、其他电路等等,这样会造成机器人的牵引力增大,对爬行器的负载力和足轮的摩擦力提出了更高的要求,尤其是随着机器人的深入,牵引绳会成为机器人的累赘和枷锁。

牵引绳的长短禁锢着机器人的爬行深度。

其优缺点如下:缺点:附着力会不断增大,爬行器负载变化大,不利于长距离爬行。

优点:爬行器本身初始载重小(本身不需携带能源等),信息反馈及时清晰,利于后期观察,也利于实现在线监控。

观察结束时,可人工使用安全绳退出。

2.1.2 非拖曳该方式不需跟随电缆线,本身有拍摄存储功能,并且本身携带电源等,其优缺点如下:缺点:爬行器本身载重加大,需设计爬行器退出管道方式等。

优点:爬行器载重恒定,便于爬行器爬行。

其在管道内行进方便,尤其在弯道时,拖曳式的过大的牵引力会使爬行器驱动轮打滑,不易通过。

根据要求,非拖曳虽有自己强大优点,但爬行器在管道内出现问题而不能移动时,需要花费很大力气将爬行器取出。

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