管道清潔機器人畢業(yè)論文1

1、目錄1緒論...........................................................................................................................................................11.1本課題研究背景和研究意義............................................

2、..............................................................11.2國內(nèi)外發(fā)展狀況..............................................................................................................................21.3本設計的主要內(nèi)容.........

3、.................................................................................................................82管道機器人總體設計................................................................................................

4、.................................92.1管道機器人的總體結構設計..........................................................................................................92.1.1移動方式選擇.....................................................

5、.................................................................92.1.2傳動方案的選擇..................................................................................................................92.2機器人變管徑自適應性方案設計..........

6、......................................................................................112.3動力系統(tǒng)的設計計算....................................................................................................................152.

7、3.1管道機器人行駛阻力分析................................................................................................152.3.2減速器的選擇.................................................................................................

8、...................182.4機器人的速度和驅動能力校核....................................................................................................192.4.1運動速度校核......................................................................

9、..............................................192.4.2驅動能力校核....................................................................................................................193鏈傳動的設計計算..................................

10、.................................................................................................203.1鏈輪設計的初始條件.............................................................................................................

11、.......203.2鏈輪計算結果................................................................................................................................213.3歷史結果.................................................................

12、.......................................................................214蝸輪蝸桿的設計計算...............................................................................................................................234.1蝸輪蝸桿基

13、本參數(shù)設計.............................................................................................................234.1.1普通蝸桿設計輸入?yún)?shù).........................................................................................

14、...........234.1.2材料及熱處理....................................................................................................................244.1.3蝸桿蝸輪基本參數(shù).................................................................

15、...........................................244.1.4蝸輪精度............................................................................................................................254.1.5強度剛度校核結果和參數(shù)........................

16、........................................................................264.1.6自然通風散熱計算............................................................................................................264.2蝸桿軸的結構設計............

17、............................................................................................................274.2.1軸的強度較核計算.................................................................................................

18、...........274.2.2軸的結構設計....................................................................................................................314.2.3鍵的校核.....................................................................

19、.......................................................325過彎道能力和其他部件設計...................................................................................................................335.1彈簧的設計.........................

20、..........................................................................................................335.2過彎道能力的設計.....................................................................................................

21、...................345.2.1工作原理............................................................................................................................345.2.2過彎道能力的幾何量設計................................................

22、................................................346管道機器人建模與仿真分析...................................................................................................................387總結和展望..................................

23、.............................................................................................................41參考文獻.........................................................................................................

24、..............................................43致謝............................................................................................................................................................45管道機器人的設計與運動仿

25、真第2頁共45頁現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及日常生活中使用著大量管道，石油、天然氣、化工等領域也應用了大量管道，這些管道大多埋于地下或海底，輸送距離近千里，它們的泄漏會造成嚴重的環(huán)境污染，甚至引起火災，多數(shù)管道安裝環(huán)境人們不能直接到達或人們無法直接介入，另外，在一些工廠里有大量的通風管道，在某些餐廳或飯店里裝有大量的油煙管道，這些管道或者架設在空中，或者管道內(nèi)徑很小，在做質量檢測、故障診斷、清洗時比較困難。這促使了管道機器人的誕生。管道機器人的迅速發(fā)展

26、時期始于上個世紀80年代，它是一種可沿管道內(nèi)部或外部自動行走，具有一種或多種傳感器的操作機械(如機械手、噴槍、焊槍、刷子)，其研究范疇屬于特種機器人中的移動機器人范疇，能夠完成在管道這個特定的極限環(huán)境中作業(yè)，通常能攜帶各種探測儀器和作業(yè)裝置，在操作人員的遙控或者計算機的自動控制下完成管道的檢測和維修、清掃等作業(yè)。檢測作業(yè)項目包括防腐狀況檢測、對接管道焊縫質量、管道內(nèi)腐蝕程度、防腐層厚度、管壁缺陷等檢測維修項目包括清掃、補口、焊接等。1.

27、2國內(nèi)外發(fā)展狀況目前在管道清洗過程中，清洗設備絕大部分是采用無動力纜繩拖拉行走方式來進行清洗，無法根據(jù)管道的內(nèi)部情況進行清洗參數(shù)的動態(tài)調整，管徑的適應能力較差。為了解決這個問題，著眼于管道行走清洗機器人的研究開發(fā)，而在國內(nèi)這方面研究尚少。為了較好地解決管道的清洗難題，開發(fā)和研制管道清洗機器人勢在必行。本人設計管道清洗機器人是把行星磨頭清洗技術與機器人技術結合起來，進行綜合設計開發(fā)，因此它的深入研究也將推動管道清洗技術的發(fā)展。隨著管道機器

28、人技術的發(fā)展，其應用越來越廣泛。目前，日、美、英、德、法等發(fā)達國家在管道機器人技術方面做了大量工作，尤其是日本，在管道機器人的研究及開發(fā)中取得了領先的地位。法國的J.Vertut是較早從事管道機器人理論和樣機研制的人，他于1978年研制了一種輪腿式管內(nèi)機器人行走機構，成功地實現(xiàn)了機器人在管內(nèi)的自主行走。該機構由2個行走輪及4個支腿組成，支腿由電機驅動，以適應不同管徑的變化。美國是機器人的誕生地，早在1962年就研制出了世界上第一臺工業(yè)機