化工容器壁面檢測移動機器人的本體設(shè)計及運動分析.pdf

1、化工容器是一種用于存儲或反應(yīng)的容器，由于其經(jīng)常在高溫、高壓或腐蝕的條件下工作，很容易因為材料的劣化、脆斷或疲勞斷裂而導(dǎo)致失效，因此，為了保證化工容器的安全運行，需要對其進行定期安全檢測。壁面移動機器人技術(shù)的發(fā)展，為化工容器壁面檢測的自動化和高效性提供了新的技術(shù)平臺，在化工行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文在詳細綜述了壁面移動機器人國內(nèi)外發(fā)展概況的基礎(chǔ)上，針對化工容器壁面檢測對壁面移動機器人的功能要求及傳統(tǒng)壁面移動機器人的缺陷，提出

2、了一種采用間隙磁吸附、輪式移動機構(gòu)和電機驅(qū)動的新型壁面移動機器人本體結(jié)構(gòu)方案，主要解決了傳統(tǒng)壁面移動機器人因轉(zhuǎn)彎困難而導(dǎo)致運動過程中靈活性不足的問題。
　　通過分析化工容器的實際檢測要求及壁面真實情況，建立了壁面移動機器人在壁面上的一般空間位置模型；分析了可能發(fā)生的失穩(wěn)形式及產(chǎn)生失穩(wěn)形式的原因，通過對處于任意位置的壁面移動機器人進行了靜態(tài)受力和穩(wěn)定性分析及推導(dǎo)，得到了壁面移動機器人上單個永磁吸附單元提供的吸附力應(yīng)滿足的條件，為壁面

3、移動機器人的安全可靠性設(shè)計提供了依據(jù)。
　　研究了壁面移動機器人的動態(tài)平衡和驅(qū)動平衡問題。理論分析了壁面移動機器人在化工容器壁面進行勻速運動時的動態(tài)平衡及驅(qū)動平衡的要求，獲得驅(qū)動電機提供的驅(qū)動力矩需要滿足的條件；建立了一般情況下的壁面移動機器人投影平面簡化模型，并在此模型的基礎(chǔ)上分析了轉(zhuǎn)彎時的動態(tài)平衡，得到了驅(qū)動電機需要提供的最小許用驅(qū)動力矩，為驅(qū)動電機的選型提供了依據(jù)。
　　通過Solidworks軟件創(chuàng)建了壁面移動機器人