水下鋼結構清洗機器人及運動特性研究.pdf

1、隨著科技的進步和社會的迅猛發(fā)展，世界各國對油氣資源的需求量也越來越大。海洋平臺水下導管架是水下油氣資源開發(fā)過程中的重要設施，導管架平臺是目前世界上使用最多的一種平臺，無論從設計理論還是從建造技術來衡量，它都是一種最成熟和最通用的平臺形式。導管架所處的海洋環(huán)境極其復雜惡劣，長期受到各種隨機載荷的作用以及海生物的侵蝕，提高海洋平臺的安全性和耐用性越來越重要。
　　本課題來源于中海油能源發(fā)展油田建設工程公司課題“水下鋼結構清洗機器人”。

2、傳統(tǒng)的導管架清洗和檢測是由潛水員完成的，工作效率低，而且安全性較差。本課題研究目的是為了提高清洗水下導管架的效率，并能代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工完成清洗工作，把水下機器人技術應用到對水下導管架清洗工作上，研究出能夠自主清洗水下鋼結構的清洗機械設備，對水下導管架進行安全有效的清洗與維護。
　　本文對水下導管架清洗技術以及清洗機器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述，介紹空化水射流清洗技術。綜合國內(nèi)外相關發(fā)展成果以及技術手段，結合課題要求，提出水下鋼結構清洗

3、機器人的總體研究方案，提出技術指標，確定工作原理。對機器人各模塊進行方案分析，并對清洗機器人的控制方案進行設計。
　　根據(jù)機器人要實現(xiàn)的功能，首先對機器人的機械結構進行詳細設計，具體包括吸附機構、清洗系統(tǒng)和輔助夾持系統(tǒng)等。為了確保機器人能在導管架表面穩(wěn)定有效的完成清洗工作，分別對清洗機器人在水下靜止和工作狀態(tài)下分別進行力學分析。
　　在機械結構設計的基礎上，對清洗機器人的運動特性進行研究。建立機器人的D-H坐標及運動學方程，