非等徑垂直管道機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)于機(jī)器人的性能要求也在不斷提高?，F(xiàn)代機(jī)器人已經(jīng)不局限在工業(yè)自動(dòng)化方面,而是廣泛地應(yīng)用在軍事、民用、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域,并且對(duì)它們有特殊的功能要求。管道機(jī)器人作為一種特種機(jī)器人,常用于石油、化工、核工業(yè)、城建等許多工程管道的管道質(zhì)量檢測(cè)、探傷、故障診斷、清潔、噴涂、焊接、管道維修等。管道機(jī)器人機(jī)械主要由移動(dòng)機(jī)構(gòu)和作業(yè)機(jī)構(gòu)兩大部分組成,移動(dòng)機(jī)構(gòu)是保障管道機(jī)器人順利到達(dá)指定的管內(nèi)位置,作業(yè)機(jī)構(gòu)可以在管內(nèi)完成

2、相應(yīng)功能。目前國內(nèi)外研制開發(fā)的垂直管道機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)大多僅適用于單一形狀或口徑的管道環(huán)境,適用性有限。針對(duì)現(xiàn)有管道機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)的不足,東華大學(xué)發(fā)明了一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的非等徑垂直管道機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu),該移動(dòng)機(jī)構(gòu)由四個(gè)履帶足的底盤機(jī)構(gòu)和一個(gè)履帶足的支撐機(jī)構(gòu)組成,具有優(yōu)異的復(fù)雜管道適應(yīng)性,能在寬度為200-350mm的垂直扁平管和Ф250-Ф350垂直圓管中行走;底盤機(jī)構(gòu)和支撐機(jī)構(gòu)均可以調(diào)節(jié)高度以提高管徑適應(yīng)范圍;在水平管道和垂直管道的過

3、渡彎管和垂直管道中遇到障礙時(shí)可以自主調(diào)節(jié)機(jī)體高度順利通過。論文綜述了國內(nèi)外各種垂直管道機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀,提出非等徑垂直管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)思想。針對(duì)垂直管道機(jī)器人面臨的特殊管道環(huán)境,分析了三種可調(diào)高度支撐機(jī)構(gòu)的特征,并最終確定了適合本課題支撐機(jī)構(gòu)。對(duì)非等徑垂直管道機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng),包括機(jī)器人的垂直行駛阻力、彎管適應(yīng)性、高度調(diào)整、管內(nèi)越障等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了理論分析。研制了一套非等徑垂直管道機(jī)器人,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),初步說明了系統(tǒng)的有效性,各個(gè)相關(guān)機(jī)構(gòu)