1. 研究目的与意义
现今,管道焊接主要由人工操作,如在天气炎热的情况下,管内焊接环境是相当恶劣的,会对加工过程带来诸多不利。
另外,近些年,世界范围内油气管线建设存在巨大市场,随着市场管道和石油天然气管道的建设越来越多,对焊接工作和焊接效率的要求都有所增加,这就对焊接设备提出来更高的要求,不仅要焊接质量高,而且还要速度快。
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2. 国内外研究现状分析
我国管道焊接机器人技术研究开始于20世纪80年代,国内很多高校、科研机构及管道施工单位单位纷纷开展全位置管道焊接机器人相关技术研究。
经过近年的研究,在管道机器人的结构、控制系统等方面取得了大量的研究成果。
2001年中国石油天然气集团工程技术研究院冯标、李春润、唐德渝、张建护、张田利研制出一种由焊接机头(小车行走系统、焊枪摆动系统、焊枪高度调节系统)、焊接轨道、控制系统、焊接电源四部分组成的pw-2型管道全位置自动焊接机器人,并且在实际工程应用中取得了良好的效果。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:对管道焊接机器人的行走装置进行系统总体设计即管道焊接机器人的撑开杆组,管道焊接机器人的操作臂装置,信号的采集装置,控制装置的各种结构分析与系统设计。
主要包括本文提出所设计的机器人行走的设计要求和指标,对履带式的机器人进行结构上的分析总结。
时间安排:第一阶段(第1周):查看任务书,熟悉课题,收集借阅有关资料、粗拟开题报告;第二阶段(第2周):构思总体设计方案,展开总体设计,完成开题报告; 第三阶段(第3--6周): 绘制焊接机器人机械结构,完成三维图1份若干零件图;第四阶段(第7--8周):设计直流电动机的驱动电子系统; 中期检查;第五阶段(第9--11周):设计避障电子系统;完成电路图1-2张,系统程序1份; 第六阶段(第12周):翻译有关英文资料;第七阶段(第13--14周):完成毕业设计论文;第八阶段(第15周):最终审查、整理、完善毕业设计;第九阶段(第16周):资料打印、整理、装订、准备答辩;
4. 研究创新点
特色与创新:目前管道机器人的研究虽未达到使用化程度,但从相关文献来看,都经过了实验测试,性能基本上能满足设计要求,设计构思新颖,在设计、制作等方面都有一定的突破。
这次的课题设计选用了履带式的移动机构。
履带式移动机器人支撑面积大,接地比压小,适合于松软或泥泞场地作业,下陷度小,滚动阻力小,通过性能好,越野机动性能好 爬坡,越沟等性能均优于轮式移动机器人。
