小型管道机器人设计开题报告

 2021-08-08 01:08

1. 研究目的与意义

管道在当今社会已经得到了广泛的应用,管道在长期的使用中难免会破裂、堵塞、积污,但是管道的检测、清理、维护却不是很方便,往往为了寻找管道上的一个裂纹而花费大量的人力和物力。我们的机器人可以在管道内自由地行走,具有一定的承载能力,可以成为管道检测、清洗设备的载体,使得管道的检测,清洁等工作易于实现。

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2. 国内外研究现状分析

国内在管道机器人方面的研究起步较晚, 而且多数停留在实验室阶段。哈尔滨工业大学邓宗全教授在国家863计划课题X射线检测实时成像管道机器人的研制的支持下, 开展了轮式行走方式的管道机器人研制, 实现了管内外机构同步运动作业无缆操作技术, 并研制了链式和钢带式两种新型管外旋转机构。该系统由六大部分组成(1)移动载体(2)视觉定位(3)收放线装置(4)X射线机 (5)检测控制,系统控制(6)防护系统

上海交通大学研发了小口径管道内蠕动式移动机构。它是模仿昆虫在地面上爬行时蠕动前进与后退的动作设计的。其主要机构由撑脚机构、三个气缸(前气缸、中气缸、后气缸)、软轴、弹簧片、法兰盘组成。针对微小空间、微小管道实时探测的要求,研制成电磁驱动微小型管道机器人样机。微小管道机器人由四个电磁驱动单元组成。其驱动机理模拟生物体的蠕动爬行。它是通过给线圈加一系列的时序脉冲进行控制,依次使各单元动作,达到蠕动爬行的运动。

西安交通大学设计制作了蠕动式微动直线自行走机构。这种行走机构以电致伸缩微位移器做驱动器,以电磁铁机构作为可吸附于行走表面的保持器。

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3. 研究的基本内容与计划

课题计划安排:

(1)第1周-第2周 查阅文献和实习,了解国内外管道检测作业机器人的现状和发展趋势,填写开题报告和文献综述。

(2)第3周-第4周按要求完成管道检测作业机器人功能设计与总体方案设计;

(3)第5周-第11周完成管道检测作业机器人总体布局、结构设计计算与行走方式确定;完成传感检测系统方案、传感器选型与检测功能布置设计;完成三维装配图的设计和主要零部件二维工程图的绘制;

(4)第12周-第13周整理相关资料,撰写设计说明书。

(5)第14周 毕业设计答辩。

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4. 研究创新点

1.气动驱动,动力较大,使得机器人具有承担一定负载的能力,通过调节气压可以实现动力大小的调节。

2.气缸本身即可实现往复的直线运动,简化了机构。

3.机器人的脚可以通过添加不同长度的加长脚来改变脚的长度,以适应不同内径的管道。

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