水下鋼結(jié)構(gòu)清洗機(jī)器人及運(yùn)動(dòng)特性研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的迅猛發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)油氣資源的需求量也越來(lái)越大。海洋平臺(tái)水下導(dǎo)管架是水下油氣資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要設(shè)施，導(dǎo)管架平臺(tái)是目前世界上使用最多的一種平臺(tái)，無(wú)論從設(shè)計(jì)理論還是從建造技術(shù)來(lái)衡量，它都是一種最成熟和最通用的平臺(tái)形式。導(dǎo)管架所處的海洋環(huán)境極其復(fù)雜惡劣，長(zhǎng)期受到各種隨機(jī)載荷的作用以及海生物的侵蝕，提高海洋平臺(tái)的安全性和耐用性越來(lái)越重要。
　　本課題來(lái)源于中海油能源發(fā)展油田建設(shè)工程公司課題“水下鋼結(jié)構(gòu)清洗機(jī)器人”。

2、傳統(tǒng)的導(dǎo)管架清洗和檢測(cè)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(dǎo)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(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到對(duì)水下導(dǎo)管架清洗工作上，研究出能夠自主清洗水下鋼結(jié)構(gòu)的清洗機(jī)械設(shè)備，對(duì)水下導(dǎo)管架進(jìn)行安全有效的清洗與維護(hù)。
　　本文對(duì)水下導(dǎo)管架清洗技術(shù)以及清洗機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，介紹空化水射流清洗技術(shù)。綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)發(fā)展成果以及技術(shù)手段，結(jié)合課題要求，提出水下鋼結(jié)構(gòu)清洗

3、機(jī)器人的總體研究方案，提出技術(shù)指標(biāo)，確定工作原理。對(duì)機(jī)器人各模塊進(jìn)行方案分析，并對(duì)清洗機(jī)器人的控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)的功能，首先對(duì)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，具體包括吸附機(jī)構(gòu)、清洗系統(tǒng)和輔助夾持系統(tǒng)等。為了確保機(jī)器人能在導(dǎo)管架表面穩(wěn)定有效的完成清洗工作，分別對(duì)清洗機(jī)器人在水下靜止和工作狀態(tài)下分別進(jìn)行力學(xué)分析。
　　在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)清洗機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。建立機(jī)器人的D-H坐標(biāo)及運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，