無(wú)損檢測(cè)爬壁機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、長(zhǎng)期在腐蝕、低溫、高溫和高壓下操作的容器存在材料劣化、脆斷、蠕變開(kāi)裂和蠕變疲勞斷裂的可能性,原有缺陷的存在和擴(kuò)展會(huì)導(dǎo)致容器失效。如何檢驗(yàn)、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)性缺陷,了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),以判斷容器能否繼續(xù)使用,是保證壓力容器與管道安全運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題,也是目前壓力容器工程技術(shù)人員日益關(guān)注的問(wèn)題。
　　 本論文是以現(xiàn)役化工容器為研究對(duì)象,為在役化工容器在線無(wú)損檢測(cè)設(shè)計(jì)爬壁機(jī)器人本體,要求其能夠攜帶檢測(cè)部件在壓力容器表面平穩(wěn)可靠地運(yùn)動(dòng),并完

2、成檢測(cè)任務(wù)。爬壁機(jī)器人的性能指標(biāo)有:機(jī)器人具有負(fù)載能力,機(jī)械本體是各種功能模塊的載體,可以實(shí)現(xiàn)多樣功能,如除銹、檢測(cè)、缺陷打標(biāo)等;其次是結(jié)構(gòu)尺寸,本體的基本尺寸定為850×600×200mm;焊縫檢測(cè)速度約1m/min;越障能力,壓力容器的焊接是對(duì)接焊,焊縫平整,對(duì)于機(jī)器人越障能力的要求,并不十分嚴(yán)格;可檢測(cè)的壁面厚度:3-50mm。
　　 機(jī)械本體設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)分別采用單車(chē)雙履帶結(jié)構(gòu)的車(chē)體結(jié)構(gòu),吸附方式為永磁吸附,驅(qū)動(dòng)方

3、式為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。檢測(cè)方式采用超聲檢測(cè),為防止本體行走過(guò)程中遇到不規(guī)則焊縫產(chǎn)生傾覆,采用履帶壓緊裝置防止傾覆發(fā)生。
　　 利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks建立三維模型,為了兼顧爬壁機(jī)器人的穩(wěn)定性和靈活性,需要計(jì)算出最小允許吸附力,為了定量求出抗傾覆前后的最大抗傾覆力矩,所以對(duì)本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析,找出臨界條件,并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。履帶在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在滑移,對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到履帶式爬壁機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。<