無損檢測爬壁機器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究.pdf

1、長期在腐蝕、低溫、高溫和高壓下操作的容器存在材料劣化、脆斷、蠕變開裂和蠕變疲勞斷裂的可能性,原有缺陷的存在和擴展會導(dǎo)致容器失效。如何檢驗、檢測和監(jiān)測危險性缺陷,了解設(shè)備的運行狀態(tài),以判斷容器能否繼續(xù)使用,是保證壓力容器與管道安全運行的關(guān)鍵問題,也是目前壓力容器工程技術(shù)人員日益關(guān)注的問題。
　　 本論文是以現(xiàn)役化工容器為研究對象,為在役化工容器在線無損檢測設(shè)計爬壁機器人本體,要求其能夠攜帶檢測部件在壓力容器表面平穩(wěn)可靠地運動,并完

2、成檢測任務(wù)。爬壁機器人的性能指標有:機器人具有負載能力,機械本體是各種功能模塊的載體,可以實現(xiàn)多樣功能,如除銹、檢測、缺陷打標等;其次是結(jié)構(gòu)尺寸,本體的基本尺寸定為850×600×200mm;焊縫檢測速度約1m/min;越障能力,壓力容器的焊接是對接焊,焊縫平整,對于機器人越障能力的要求,并不十分嚴格;可檢測的壁面厚度:3-50mm。
　　 機械本體設(shè)計過程中的關(guān)鍵技術(shù)分別采用單車雙履帶結(jié)構(gòu)的車體結(jié)構(gòu),吸附方式為永磁吸附,驅(qū)動方

3、式為電機驅(qū)動。檢測方式采用超聲檢測,為防止本體行走過程中遇到不規(guī)則焊縫產(chǎn)生傾覆,采用履帶壓緊裝置防止傾覆發(fā)生。
　　 利用三維設(shè)計軟件SolidWorks建立三維模型,為了兼顧爬壁機器人的穩(wěn)定性和靈活性,需要計算出最小允許吸附力,為了定量求出抗傾覆前后的最大抗傾覆力矩,所以對本體結(jié)構(gòu)進行靜力學分析,找出臨界條件,并進行優(yōu)化設(shè)計。履帶在運動過程中存在滑移,對其進行動力學和運動學分析,得到履帶式爬壁機器人的運動機理,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。<