介質(zhì)流驅(qū)動(dòng)能源自給式管道機(jī)器人.pdf

1、本文研制了一種利用介質(zhì)流驅(qū)動(dòng)、移動(dòng)速度可控、并能在線獲取電能的新型管道機(jī)器人。該機(jī)器人由介質(zhì)流壓差驅(qū)動(dòng)單元、在線取能單元、速度控制單元、變徑支撐裝置等部分組成。介質(zhì)流壓差驅(qū)動(dòng)單元由開口可變式皮碗組成，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在管道中利用流體的能量而自主行走，通過控制開口的大小，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按照期望的恒定速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，在線取能裝置將通過機(jī)器人的流體能量，由葉輪驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成控制及檢測(cè)系統(tǒng)所需的電能。與傳統(tǒng)的壓差驅(qū)動(dòng)方式相比，該機(jī)器人系統(tǒng)具有

2、速度可控的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以將流體的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)器人所需的電能，對(duì)于管道機(jī)器人的長距離作業(yè)具有重要實(shí)用價(jià)值。本文重點(diǎn)討論對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　 根據(jù)這一原理，本項(xiàng)目對(duì)節(jié)流口可控式驅(qū)動(dòng)單元、在線取能單元、變徑支撐裝置、速度控制單元進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)；對(duì)將流體能量轉(zhuǎn)換成電能的主要環(huán)節(jié)進(jìn)行了理論分析，優(yōu)化了流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高了速度控制的精度、提高了取能效率；同時(shí)，對(duì)機(jī)器人在外界未知環(huán)境因素作用下的速度穩(wěn)定性控制、機(jī)器人對(duì)管道的適應(yīng)性等關(guān)

3、鍵問題進(jìn)行了理論分析，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇、自動(dòng)控制系統(tǒng)的搭建等方面給予了技術(shù)保證。
　　 為了驗(yàn)證本項(xiàng)目所提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的可行性，研制出一套機(jī)器人系統(tǒng)，并以高壓輸氣管線為背景搭建了一套驗(yàn)證性模擬運(yùn)行裝置，完成了機(jī)器人在模擬運(yùn)行環(huán)境中的運(yùn)行試驗(yàn)。當(dāng)輸氣參數(shù)變化時(shí)，機(jī)器人可以保證按照預(yù)先設(shè)定的速度穩(wěn)速運(yùn)行；同時(shí)，在機(jī)器人行進(jìn)過程中可以實(shí)時(shí)獲得電能。
　　 通過實(shí)驗(yàn)證明：本項(xiàng)目所提出的利用介質(zhì)流的動(dòng)能驅(qū)動(dòng)機(jī)器人在管道內(nèi)