X射線檢測實時成像管道機器人技術與理論研究.pdf

1、　　在當前的技術水平條件下，已提出了管道無損檢測自動化和機器人化的要求。而管道機器人是完成管道對接焊縫檢測最有效的設備。本文對X射線檢測實時成像管道機器人(簡稱X-rayIRTIP機器人)的幾項關鍵技術與理論和涉及的X射線實時成像檢測技術進行了深入系統(tǒng)的研究。　　在所研制的管道機器人中，采用局部自主加遠程遙控的控制方式完成工藝檢測任務。首先，機器人在基于多傳感器的焊縫自主尋址與定位技術控制下，完成高效率、高精度和高可靠性的焊縫尋址與定

2、位。與以往的方法相比，該定位方法具有無射線污染、高效率和高可靠性等優(yōu)點。然后，機器人在同步旋轉控制技術控制下完成焊縫的透照和焊縫圖像的采集?！　τ谛〗裹c、定向射束的X射線實時成像檢測技術中管內外同步旋轉運動，文中提出了一種特殊的同步旋轉控制方法。該方法以X射線為視覺源，利用基準鉛絲X射線圖像傳遞機器人管內外旋轉機構同步控制信息，從而實現(xiàn)了所要求同步旋轉運動。該項控制技術具有獨創(chuàng)性，并已得到試驗驗證，為在工程管道焊縫檢測中實現(xiàn)小焦點、

3、定向射束X射線實時成像檢測自動化提供了技術保證?！　∫匀鲃域寗拥妮喪焦艿罊C器人為研究對象，對其彎道通過性進行了理論研究。提出了用一組組合約束(幾何約束和運動約束)來描述管道機器人的彎道通過性的數(shù)學模型。采用空間機構剛體位移矩陣的分析方法確定運動約束中的旋轉曲率半徑，給出了數(shù)值仿真結果。所提出的管道機器人彎道通過性的數(shù)學描述，是其彎道導航策略設計和相應結構設計準則的理論基礎。文中給出了虛擬樣機仿真結果?！　芡庖苿?或行走)機器人

4、的基本結構進行了運動綜合。同時，為實現(xiàn)小焦點X射線實時成像檢測技術中的同步旋轉運動，提出了一種新型管外旋轉機構，對影響機構性能的諸多因素進行了數(shù)值分析，并給出了相應的設計準則。樣機試驗表明設計理論正確可行。　　對X射線實時成像檢測技術中焊縫成像問題，從圖像放大倍數(shù)、管道曲率的影響以及定位、運動精度等幾方面進行了較深入的研究。在數(shù)值分析的基礎上，得到相關結論，提出了相應結構和機構的設計準則?！　C器人產業(yè)化關鍵問題之一—可靠性進行了