管道清潔機(jī)器人通過(guò)性研究.pdf

1、隨著工業(yè)管道的大量使用，管道需要檢測(cè)、維修、清理亟待解決，而管道是一種特殊環(huán)境，其特點(diǎn)是空間狹小，存在大量的非結(jié)構(gòu)性管道，長(zhǎng)期使用會(huì)造成堵塞，需定期清理，傳統(tǒng)的人工清理維修顯得極不現(xiàn)實(shí)，管道機(jī)器人在這方面的應(yīng)用很有必要性。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，管道機(jī)器人技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是距離實(shí)際應(yīng)用還有一定距離，目前的管道機(jī)器人通過(guò)性主要局限在直管且智能化程度不高，對(duì)彎管，變徑管，T型管的通過(guò)性就顯得力不從心。本文著重對(duì)管道機(jī)器人在管道內(nèi)的通過(guò)性進(jìn)

2、行了研究。論文的主要工作如下：
　　(1)在查閱和掌握大量管道機(jī)器人相關(guān)文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，并結(jié)合管道環(huán)境特點(diǎn)及作業(yè)需求，通過(guò)綜合對(duì)比分析，設(shè)計(jì)了新型的管道清潔機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)，最后基于PRO/E軟件對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了參數(shù)化建模。
　　(2)對(duì)管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究，包括機(jī)器人的管內(nèi)運(yùn)動(dòng)阻力、姿態(tài)偏轉(zhuǎn)、徑向調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)、越障能力等問(wèn)題。對(duì)于變徑機(jī)構(gòu)，先建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)方程，求得各個(gè)關(guān)節(jié)的速度、加速度、反

3、力，基于Matlab/Simulink建立了仿真模型，對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真。
　　(3)對(duì)彎管、T型管進(jìn)行了幾何描述，并建立彎管數(shù)學(xué)模型和T型管的幾何模型；推導(dǎo)出機(jī)器人通過(guò)彎管、T型管所要滿足的運(yùn)動(dòng)條件，得出機(jī)器人在通過(guò)彎管、變徑管、T型管時(shí)，需滿足相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)條件；根據(jù)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)與管壁的運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題，對(duì)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，并建立行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)其進(jìn)行了仿真。
　　(4)基于 ADAMS軟件對(duì)機(jī)器人