課程設(shè)計 螺旋式管道機器人 機器人總體方案設(shè)計 1設(shè)計方案過程及特點 按照上述的過程方案，由三維建?？梢赃M一步確定機器人的可靠外形結(jié)構(gòu)。 安裝加工出的理想外形經(jīng)過安裝調(diào)試環(huán)節(jié)成為完整的機器人，最后完善整個樣機 使其在螺旋管道內(nèi)能順利工作，幫助人們順利解決難題。 2機械結(jié)構(gòu) 一、當前狀況 目前國內(nèi)外已研制出的管道機器人類型很多，從機械結(jié)構(gòu)來區(qū)分主要有以下 幾種移動方式： （1）活塞移動式，其原理類似于活塞在汽缸內(nèi)的運動，即把管道看作汽缸， 把具有一定彈性和硬度的機器人看作活塞。在結(jié)構(gòu)上，機器人其后面的流體壓力 大于前面的壓力時，在壓差的作用下，機器人克服了管壁與活塞之間的摩擦阻力 而向前運動。機器人可以攜帶各種傳感器，一邊行走一邊用于管道檢測。 圖4整體設(shè)計流程圖 （2）滾輪移動式，利用滾輪驅(qū)動式的行走結(jié)構(gòu)，以電機作原動機，為了增 加牽引力，一般采用多輪驅(qū)動式，由于

蘇州大學的5名大學生合作發(fā)明了一種微型管道機器人。其能夠深入到核電廠蒸汽發(fā)生器的管道內(nèi)，檢查管道的安全狀況，以避免核泄露等安全事故的發(fā)生。

為提高伸縮式管道機器人的負載能力,研制一種基于凸輪自鎖原理的伸縮式管道機器人,牽引力不受限于某一固定摩擦力,可隨外載荷的增大而增大。應(yīng)用分析力學原理導出單向鎖止機構(gòu)各參數(shù)應(yīng)滿足的關(guān)系式,并給出可適應(yīng)管徑變化的凸輪輪廓設(shè)計方法,計算出移動機構(gòu)系統(tǒng)的響應(yīng)時間,提出一套系統(tǒng)的管道機器人設(shè)計理論方法。利用提出的設(shè)計方法研制試驗樣機,并在管道中成功進行一系列試驗。研究成果提升了伸縮式管道機器人的負載能力與管道適應(yīng)性,完善了基于自鎖原理伸縮式管道機器人的設(shè)計理論。

管道機器人是特種機器人研究領(lǐng)域中的熱點.該文設(shè)計了管道機器人蠕動式移動牽引機構(gòu),采用電機驅(qū)動絲杠正反轉(zhuǎn),絲杠上絲杠螺母前移,前后兩組支撐腿臂交替支撐住管壁,從而實現(xiàn)了機器人的蠕動式前行的驅(qū)動方案,并設(shè)計了該系統(tǒng)的電控部分.模擬管道中的實驗驗證了該方案的可行性.

第41卷2013年第4期 本 欄 目 編 輯　 陸 秋 云 通　 用 124 可變徑管道機器人系統(tǒng)的 設(shè)計與研究 武　燕1，王才東2，王新杰2，牛志軍2 1 河南機電職業(yè)學院機械工程系　河南鄭州　451191 2 鄭州輕工業(yè)學院機電工程學院　河南鄭州　450002 摘要：筆者在分析管道機器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，針對管道機器人對不同管徑需求，提出了一種 雙履帶式可變徑管道機器人的總體方案。設(shè)計了機器人的驅(qū)動裝置、直徑調(diào)節(jié)機構(gòu)等關(guān)鍵部件，并設(shè) 計了機器人的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)上采用了上、下位機控制結(jié)構(gòu)，通過手動和自動2種控制模式， 實現(xiàn)機器人無級調(diào)速、前進、后退、轉(zhuǎn)彎和圖像信息采集等功能。研究結(jié)果為可變徑管道機器人的實 用化開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：管道機器人；變管徑；穿纜；控制系統(tǒng) 中圖分類號：tp242　　　文獻標志碼：a　　　文章編號：1001-3954

提出了一種描述管道機器人彎道通過性的數(shù)學模型,該模型由一組組合約束構(gòu)成.通過對約束方程的分析討論,得出了規(guī)律性的結(jié)論.管道機器人在彎道處的姿態(tài)、單元體的幾何尺寸、行走輪結(jié)構(gòu)形式對其通過性都有不同程度的影響.所提出數(shù)學模型是管道機器人彎道自主行走控制策略設(shè)計和相應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論基礎(chǔ).

為適應(yīng)采煤機遠程控制方式發(fā)展的需求,設(shè)計了一種基于dp/lin總線的采煤機控制鍵盤。該鍵盤由lin總線數(shù)據(jù)采集模塊采集控制信息,將不同按鍵對應(yīng)的控制信息通過lin總線進行傳輸,并轉(zhuǎn)換為dp總線信號與plc主機進行數(shù)據(jù)交換,進而由plc主機控制采煤機的開停、升降、牽引,從而實現(xiàn)對采煤機的遠程實時控制,提高了煤礦開采的自動化水平。

針對管道機器人在后退過程中需要借助人手動來收線的問題,提出了一種智能化的電纜絞盤系統(tǒng),它是通過管道機器人爬行器和絞盤間電纜的恒張力控制來實現(xiàn)的。由此建立了基于模糊控制的恒張力模型,并利用matlab軟件對張力控制系統(tǒng)進行了仿真研究,結(jié)果表明該方法是可行的,基于模糊控制的恒張力系統(tǒng)在機器人系統(tǒng)中具有很好的應(yīng)有價值。

討論了管道機器人的數(shù)學模型,并且對垂直彎管和分支管道的通過性做了分析。通過建立機器人的幾何方程,使得機器人可能通過各種彎管。其結(jié)果可對機器人的動靜態(tài)特性研究提供一定的參考。

針對帶膛線身管這一特殊的測量對象,研制了一種能自動測量火炮膛線的新型管道機器人.分析了該機器人的機構(gòu)組成及工作原理,研究了其運動學和力學特性.實驗證明,該機器人測量精度達到0.002mm,多次測量的重復(fù)性誤差小于0.002mm,并且可靠性高.

1/2 控制鍵盤的操作和接線圖 2/2

排水管道機器人通常采用模塊化設(shè)計,一般分為爬行器、電纜絞盤、上位控制單元、檢測單元、輔助裝置、圖像處理軟件等模塊。本文介紹排水管道機器人各模塊現(xiàn)有技術(shù)特點,并結(jié)合智能控制技術(shù),展望未來排水機器人發(fā)展方向。

針對管道機器人的工作特點,提出了一種管道機器人視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用光纖傳輸視頻和數(shù)據(jù)的復(fù)合信號,利用視頻光端機進行信號的復(fù)合和分離,基于directshow框架開發(fā)視頻采集系統(tǒng),通過modbus協(xié)議完成主機與管道機器人的數(shù)據(jù)通信,從而實現(xiàn)了管道內(nèi)部視頻圖像的實時采集和管道機器人的實時監(jiān)控。

論文根據(jù)集中空調(diào)管道清掃的特點,設(shè)計了一種新型的空調(diào)管道機器人,并以自行研發(fā)的集中空調(diào)管道機器人樣機為例,介紹了其傳動機構(gòu)、運動機構(gòu)的設(shè)計,系統(tǒng)功能的實現(xiàn)以及由些引出來上位機與下位機的通信方式的問題。設(shè)計中采用三輪三角形布置的輪式移動載體,選用rs-485作為通信電氣標準,實現(xiàn)51單片機控制端與pc機的通信。在操作員的遠距離遙控操作下,空調(diào)管道機器人在管道內(nèi)部自動行走,并攜有操作機構(gòu)和輔助設(shè)備(ccd攝像機、管道清潔掃等),進行一系列管道清掃作業(yè)。

畢業(yè)設(shè)計(論文) φ700mm-φ1000mm管道機器人設(shè)計— 伸縮機構(gòu)和機身設(shè)計 所在學院 專業(yè) 班級 姓名 學號 指導老師 年月日 φ700mm-φ1000mm管道機器人設(shè)計——伸縮機構(gòu)和機身設(shè)計 ii 摘要 隨著機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)機器人的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷的擴大，對應(yīng)用需求 提出了新的要求，為提高機器人應(yīng)用的水平，我們研制了一套以管道清灰為目的的機器 人系統(tǒng)。 本文闡述了機器人的發(fā)展歷程，國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，及其巨大的優(yōu)越性，提出具體 的機器人設(shè)計要求，進行了本演示系統(tǒng)的總體方案設(shè)計和各自由度具體結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算； 最后設(shè)計伸縮機構(gòu)和機身設(shè)計。 關(guān)鍵字：管道機器人、結(jié)構(gòu)設(shè)計、清灰、機械結(jié)構(gòu) φ700mm-φ1000mm管道機器人設(shè)計——伸縮機構(gòu)和機身設(shè)計 iii abstract withtherapiddevelopment

采用直流電機驅(qū)動蝸輪蝸桿機構(gòu)作為動力源，彈簧被動適應(yīng)管壁，設(shè)計出一種適用于內(nèi)徑50-70mm變半徑細小管道的修補機器人，機器人具有機構(gòu)靈活度高，機構(gòu)緊湊，控制簡單等優(yōu)點。

介紹了基于單向運動機構(gòu)的伸縮式管道機器人工作原理,對管道機器人整機系統(tǒng)進行合理簡化,得到等效系統(tǒng)模型。根據(jù)等效模型,分析直流伺服電機、滾珠絲杠,以及單向運動機構(gòu)的動力學行為。為了研究系統(tǒng)的輸入電壓信號和輸出的運動速度之間的關(guān)系,建立了機器人系統(tǒng)的完整框圖模型。利用matlab對機器人系統(tǒng)進行仿真,分析不同輸入信號下系統(tǒng)的響應(yīng)特性,為管道機器人的機構(gòu)設(shè)計和控制器設(shè)計提供理論依據(jù)。

研究了一種輪式全驅(qū)動管道機器人質(zhì)量的優(yōu)化問題,提出一種基于遺傳算法的質(zhì)量選擇的優(yōu)化模型,分析了輪式管道機器人在滿足拖動能力、行進速度等性能指標的要求下,通過輪徑、輪距、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)的改變,能夠使機器人的質(zhì)量得到一個較小、較優(yōu)的數(shù)值,實現(xiàn)機器人的整機輕巧,使用方便,降低制造成本。采用遺傳算法,通過c++編制仿真程序,仿真結(jié)果證明了該算法是有效的、穩(wěn)定的。通過機械系統(tǒng)動力學仿真分析軟件adams進行拖動力仿真試驗,證明了該優(yōu)化方法的正確性。

當有纜管道機器人的線纜長度增加時,其重量大增,與管壁的摩擦力會變得很大,嚴重影響了機器人作業(yè)時的最大行走距離及可靠性。為了克服該缺點,本文采用kq-100e電源線載波調(diào)制解調(diào)模塊,給出了載波電路圖,制定了通信協(xié)議,描述了通信流程,從而實現(xiàn)了線纜內(nèi)電源線與信號線的復(fù)用。該研究成果已應(yīng)用于中央空調(diào)風管清潔機器人中。應(yīng)用結(jié)果表明,該通信系統(tǒng)大大減輕了線纜與管壁的摩擦力,提高了管道機器人的可靠性,增大了其作業(yè)時的最大行走距離。

一、三維植被網(wǎng)護坡施工工藝如下： 頁腳內(nèi)容0 三維監(jiān)控控制鍵盤 （keyboardcontroller） 使用說明書 operationinstruction copyright2003-2007.allrightsreserved. 溫馨提示: 感謝您使用本公司產(chǎn)品。 為了讓您能夠盡快熟練的操作本機，請您仔細閱讀我們?yōu)槟鋫鋬?nèi)容詳細的使用說明書，從中您 可以獲取有關(guān)產(chǎn)品安全注意事項、產(chǎn)品介紹以及產(chǎn)品使用方法等方面的知識。當您閱讀完說明書后， 請將它妥善保存好，以備日后參考。 一、三維植被網(wǎng)護坡施工工藝如下： 頁腳內(nèi)容1 如果您在產(chǎn)品的使用過程中發(fā)現(xiàn)什么問題，請撥打我們的服務(wù)熱線。謝謝您的合作！ 申明： 在編寫此說明書時我們非常小心謹慎，并認為此說明書中所提供的信息是正確可靠的，然而難免 會有錯誤和疏漏之處，請您多加包涵并熱切歡迎您的指正。但是我們將不對本手

介紹了4種支承輪式管道機器人變徑方案的工作原理,比較分析得出絲杠螺母副變徑機構(gòu)具有更高的驅(qū)動效率。在此基礎(chǔ)上,基于虛功原理分析了絲杠螺母—支承桿變徑機構(gòu)的驅(qū)動特性,并應(yīng)用多體動力學仿真軟件adams對其進行了動力學仿真驗證,結(jié)果顯示絲杠螺母—支承桿變徑機構(gòu)具有更高的驅(qū)動效率和更強的管徑適應(yīng)能力,并給出了其驅(qū)動電動機隨管徑變化的一般動力學特性,為支承輪式管道機器人推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

我國建筑業(yè)廣泛采用磚砌塊。分析了現(xiàn)代建筑采用工人手工砌墻工作效率低、勞動強度大、安全隱患多等缺點。提出了一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動砌墻的建筑機器人設(shè)計方案。該方案是由機械手實現(xiàn)搬運并壘墻,由升降云梯來送磚,電機帶動注射機構(gòu)把水泥打到壘磚處,機器人整體步進移動,模擬人的壘墻動作。該機器人能提高砌墻工作效率和質(zhì)量,解決了手工砌墻操作中的不利因素。