微小管道机器人结构设计毕业论文

 2021-04-07 06:04

摘 要

微小管道机器人是微小型机器人领域的主要研究方向之一。由于狭小空间的局限性,人类很难亲自完成管道检测工作,因此微小管道机器人的应用在众多领域都有着广阔的前景。微小管道机器人是微小型机器人领域的重要研究之一。由于狭小空间的局限性,人类很难进行一些作业,因此微小管道机器人的应用前景在许多领域都很广阔。

本设计策划了一种新式检测机器人用以检测天然气管道或石油管道,剖析了它的整体机械结构及其检测道理,并且考虑了在管道中的定位问题和动力系统,解决管道探测检测的问题。便于提升机器人的稳定性与其灵活性,用对称的平衡机构可确保机器人能成功走过半径为300mm--500mm的管道。对管道机器人在管道中的运动情况和行走障碍做好了分析;在此基础上考虑了利用超声波扫描的观测要领,让维修检测变得更加方便简单,在实际生活中可以派上用场。分析了它的动力系统以及行走结构,包含电机和传动方案的选择,在用SolidWorks2014软件对微小管道机器人进行了三维建模,并绘制工程图。

关键词:管道机器人;结构设计;超声波检测

Structure design of Micro pipe robot

ABSTRACT

Micro pipe robot is one of the main research directions in the field of micro robot. Due to the limitation of the narrow space, it is difficult for human to complete the pipeline inspection work, so the application of micro pipeline robot has a broad prospect in many fields. Micro pipe robot is one of the important research fields in the field of micro robot. Due to the limitation of the narrow space, it is difficult to carry out some operations, so the application prospect of micro pipeline robot is very broad in many fields.

The design planning a new inspection robot used to detect natural gas pipeline or oil pipeline, analyzes its whole mechanical structure and detection principle, and considered in the pipeline position and power system, pipeline detection problem solving. Easy to enhance the stability of the robot and its flexibility, using a symmetrical balance can ensure that the robot can successfully walk through the radius of the 300mm--500mm pipeline. To make analysis of the pipeline robot in pipeline in motion and walking around the block. On the basis of considering the use ultrasonic scanning observation essentials, make inspection and maintenance become more convenient and simple, in real life can come in handy. Analysis of its power system and walking structure, including the choice of motor and transmission scheme, in the use of SolidWorks2014 software for micro pipe robot three-dimensional modeling, and draw engineering drawings.

Key words:Pipeline robot; structure design; ultrasonic testing

目录

1绪论 1

1.1 微小管道机器人研究目的及意义 1

1.2 国内外管道检测技术的研究现状 1

1.3 国内外微小管道机器人的发展趋势 2

1.3.2国外管道机器人的研究现状 3

2微小管道机器人的总体方案设计 6

2.1 管道检测作业机器人的样式比对 6

2.1.1 管道检测作业机器人设计要求的提出 6

2.1.2 几种主要类型的微小管道机器人 6

2.2.1管道检测作业机器人变径系统 11

2.2.2 管道检测作业机器人行走机构 11

2.2.3 管道检测作业机器人检测控制系统 11

2.3 本章小结 13

3管道检测作业机器人的机械本体设计 14

3.1 机械本体的结构设计 14

3.2变径系统结构设计 15

3.2.1 工作原理 15

3.2.4变径系统电机的选择 18

3.3 管道检测作业机器人行走机构计算和校验 19

3.3.1 行走轮机构设计 19

3.3.2 里程轴结构设计与验算 20

3.4 本章小结 23

4结论 24

致 谢 25

参考文献 26

1绪论

1.1 微小管道机器人研究目的及意义

我国发展趋势越来越好,城市化建设事业也有重大的突破,西气东输工程早已启动,对国人来说能源传送并不是什么难题,但是在发展城市化的同时,这些工程实施利用方便人群时,也有很多问题在困扰着我们,这些大孔径管道大都裸露于空气之中,甚至深埋于海洋之中,空气的氧化,有害气体的侵蚀,使它们的使用安全性和使用寿命都大打折扣。这不仅耗费了巨大的财力物力,更加消耗人力资源,这也严重影响了人们的生活,一旦没有及时发现这些被侵蚀破损的管道,不仅造成了能源的极大浪费,也给空气带来了极大的污染,人们不能够及时用到这些资源并且严重影响自然环境,还有可能会产生安全隐患,使我们处于危险的环境之中,给生活造成了很大的影响[1]

目前国内外的管道外检测技术都有了很好的发展。现在要紧的管道检测修护方法是分段人工检查维修,检查管道外面的完好性 ,但是这种方法耗时耗利,效率低下,并且检测不到管道内部情况,有的管道内部锈蚀腐蚀严重,人工外侧检测不到则存在较大的安全隐患。管道设施的发展速度十分迅速,但是难题是在维修探测上我们根本无法跟上这样的速度。一般的管道清洁机器只能在管道内部进行一些简单的工作,很难进入很深或者有弯曲或者竖直的位置。一般的管道内部清洁机器就像一个四轮小车在管道内进行移动前进。它们都有很多的弊端,如危险系数高,行进效率低下,探测机器不灵活,探测的环境也多种多样等;并且在管道弯曲处这些机器很难继续前行或清扫。

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