细小管道机器人爬行驱动装置

采用形状记忆合金弹簧作为驱动源,设计了一种能应用于内径30 mm以内非磁性金属管道中移动的微型管道机器人爬行驱动装置,该装置为微细管道机器人的爬行驱动装置提供了一种新的设计思路.该装置具有可避障、可控制其步长、机构较灵活的特点.     

一种新型管道清理机器人

为清理各种管道的堵塞,设计了一种管道清理机器人.该管道清理机器人包括淤积物清理装置和管道穿行装置,淤积物清理装置采用螺旋铰龙对淤积物进行切割和输送.管道穿行装置采用轮毂电机和气缸推动的双驱动方式,能灵活适应管道的直径变化,对管道穿行装置进行受力分析,给出该装置设计的依据.     

机械管道强度检测装置的设计策略初探

工业的发展离不开管道的支持，能够实现长距离的资源输送，例如，石油和天然气以及一系列能源，在各种工业装置中都能够见到管道的身影，并且管道的材料能够根据不同物质的温度和压力区分出适合的种类。管道之间也能够产生联系，由于管道之间的受力情况复杂，且组合成分居多，在实际使用过程中，机械管道的强度各有不同，传统的管道强度检测装置大多采用压板来夹紧管道，这会产生严重的测量误差，受人力的影响过大。因此，本文以此为前提，探索机械管道强度检测装置的设计策略。     

汽蚀工况液体射流泵的实验研究

介绍了一种可用于有压管道自动定量加料装置的工作原理和试验研究方法。利用了液体射流泵在汽蚀工况下流量比不变的特征，通过实验研究了射流泵的形状及工作参数对其汽蚀流量比和装置效率的影响，对单级和双级射流泵的工作性能进行了对比实验，通过分析找到了合适的射流泵配比方案。研制了有压管道自动定量加料装置并进行了现场试验。     

高压气流管道瞬态冲击振动分析及抑振研究

为了解决高压配气间管道系统工作时发生的剧烈振动问题,确保重大型号试验任务的顺利开展,采用多种数值模拟手段和试验测试手段相结合的方法,进行结构振动分析及抑振研究。首先,基于有限体积法构建主管道2及其出气管道的内流场流体动力学数值模型,计算并提取动态气动载荷;其次,基于有限元方法建立包含主管道2及其出气管道在内的整个配气间里的管道系统的结构动力学数值模型,分析其结构模态特性;最后,综合以上2个数值模型,计算高压气流管道结构瞬态激励振动响应,并依据结果设计相应的抑振装置。该综合分析方法充分厘清了振动的基本诱因,抑振后的结构振动大大降低,完全具备了持续工作的能力。研究表明,该振动研究方法可用于指导高压高速流体管道结构设计或结构技改,也可用于指导空气动力试验装置的研制。     

定量RBI技术在烷基苯装置上的应用

在工艺危害性分析及定性RBI基础上，采用RB．eye软件对烷基苯（MTBE）装置进行了定量RBI分析。并根据RBI结果对装置中的设备部件和管道进行了风险排序。通过定量RBI分析结果，识别出装置设备和管道的主要腐蚀损伤模式及腐蚀机理。对部分风险排序靠前的设备或管道进行原因分析，并提出了合理的降低风险的措施。     

可调管架支撑装置结构改进

分析了钢管横向运输机中管道支撑装置在使用过程中存在的位置精度问题，采取相应的措施进行结构优化改造，提高位置调整精度，此装置非常实用方便。     

基于大管径的管道清洗装置设计研究

针对现有管道清洗装置存在的一些清洗难度大、清洗耗资大、操作不便捷、清洗环境多样化和待清洗管道管径种类混杂等弊端,提出了一种利用高压水射流设计的自进式大管径管道清洗装置。该装置的设计理念是采用整体水力驱动,集合冲洗、洗刷管壁的清洗功能于一体且各部分相互协调运行,在生产成本小的前提下,实现操作简便且可适用于多样环境和混杂管径管道的清洗,使管道清洗变得更便捷、更省钱省力。应用SolidWorks软件对装置进行三维设计,通过计算,选择在有效清洗范围内适应一定管道直径范围和力学要求的各部件的最优尺寸,并对三维模型进行受载的力学分析验证。结果表明,通过高压水射流技术设计的自进给清洗装置具有稳定性好、可延伸、清洁效率高和适用于各种管径的管道等优势,而且能够取得很好的经济效益。     

基于STM32的燃气智能应急处理装置设计

随着科技的不断进步和信息行业的蓬勃发展，燃气检测方法日益多样化。然而，目前多数物联网燃气泄漏检测装置尚未具备数据上传备份、远程报警以及实时监控等关键功能。鉴于当前燃气检测装置存在功能单一、无法联网以及报警范围有限的问题，设计一款基于STM32的燃气安全智能应急处理装置。该装置以STM32F405芯片为核心，采用ESP8266模块作为数据传输装置，搭载MQ5气体传感器用于检测燃气管道泄漏的可燃气体，并通过SHT30温湿度传感器监测燃气管道周围的温湿度情况，实时数据信息则通过LCD屏呈现。该装置能实现可燃气体泄漏的检测，能实时将数据上传云端，可通过现场、手机、电脑云端实时查看。     

ZC3型散水泥装船机

ＺＣ３型散水泥装船机是一种新型高效的连续装船设备。装料共有两种溜筒装置，分别适用于普通散货运输船和散水泥专用运输船。设有水泥粉尘处理的除尘系统，包括由管道、布袋集尘器和鼓风机等组成的集尘装置和由埋刮板输送机及给料机组成的水泥回收装置。     

混凝土管端口打磨机器人设计及力学性能分析

为提高预应力钢筒混凝土管道端口的打磨精度和效率，设计了一种新型的自行走式端口打磨机器人。基于构型演变法对该机器人进行了构型设计及结构设计，建立了其力学模型。以插口端打磨机器人应用于4 m口径管道为实例，求解了机器人运行过程中的极限载荷，并进行了有限元仿真分析，分析结果表明，该机器人在运行过程中，强度、刚度满足现场需求。现场试验验证了该机器人具有较高的打磨效率与工作可靠性。     

一种核管道机器人结构设计与驱动力分析

针对人工方式进行核电管道检测与维护存在效率低的问题,将管道机器人技术应用到核电站管道维护中,代替人工进行现场故障监测、异物探测和清理。设计了直径为300 mm的管道机器人的机械结构,分析了机器人在管道中的受力情况以及驱动特性。同时设计了一种全新的单电机全驱动机构,这种设计使机器人整体结构更为紧凑,提高了机器人行进速度以及驱动负载能力。并利用ADAMS动力学仿真软件对机器人驱动特性进行了研究和分析。结果表明,机器人的驱动能力能够满足实际作业需求,并且其驱动能力与摩擦系数、斜坡度有关;其中驱动力与摩擦系数成正比,即摩擦系数越大机器人的驱动力越大;驱动力与斜坡度成反比,即斜坡度越大驱动力越小。该研究结果可为后续机器人优化设计提供理论依据。     

柔性蠕动管道机器人结构设计和通过性分析

为提高对管道复杂环境的适应性,实现机器人平稳可靠行走,对柔性蠕动管道机器人进行了结构优化设计和管内通过性分析。该机器人采用柔性弹簧轴驱动和单向轮机构,靠自身的结构自适应性实现蠕动行走,并能在一定范围内自主适应管道内径和形状的变化。通过对蠕动机器人在直线管道的运动分析和受力分析,得到了机器人的蠕动行走条件。利用ADAMS仿真软件对机器人进行了运动仿真,验证了该机器人蠕动行走的可行性和行走条件的正确性。     

球形管道机器人设计

球形管道机器人是将球形机器人的结构应用于管道爬行这一背景中设计的一种机器人。它利用了球形机器人运动全向性、转弯灵活的特点,解决了目前管道机器人中普遍存在的转弯困难、运动速度慢的问题。介绍了球形管道机器人的机械结构,在水平面内对机器人做了运动原理分析。针对管道应用的特点介绍了机器人对于各种交叉管路的识别并具体分析了转弯过程。     

肠道胶囊机器人的转向随动力学模型

为了实现旋进式胶囊机器人在充满黏性液体弯管内的无碰撞转弯行走,提出一种离散逼近的空间万向旋转磁场控制策略,采用与机器人相连的赖柴坐标系确定机器人的姿态,建立旋转磁场与机器人内驱动器耦合所产生的空间磁力矩模型和弯管液体环境对机器人转弯运动响应的流体力矩模型,对转弯过程中磁力矩和流体力矩的动态响应特性进行理论研究。结果表明在转弯过程中外旋转磁场使机器人发生随动效应,流体力矩使磁力矩诱导的摆动响应迅速衰减现象有利于机器人在弯曲环境内的非接触式驱动。     

基于Pro/E的管道喷涂机器人运动仿真分析

利用ProE／Mechanism的运动仿真功能,模拟实现了冗余多自由度管道喷涂机器人手臂在S型管道内的运动特性。模拟仿真过程中通过输入由机器人逆运动学计算所得的手臂关节关键点的相对坐标,实现了机器人手臂按照规划路径运动的设计要求,从而检验出手臂是否与管道碰撞,为喷涂路径的优化提供了重要参考,最终实现了对机器入喷涂效果的最优化控制。     

具有自适应能力管道机器人的设计与运动分析

提出并研制一种基于自适应移动机构的管内探查机器人.通过对机器人传动机构的设计,实现了在不增加驱动电动机数量的前提下,机器人具有适应不同管道直径的能力.机器人的传动机构能够在管道直径改变时,自动地改变行走部件的输出形式以克服障碍,完成越障任务.在没有应用链式多节构型的情况下,机器人配备一个驱动电动机就能够完成越障任务,改善了传统螺旋驱动式机器人越障能力不高的问题,同时也提高了对驱动电动机的使用效率.为了分析试验中发现的机器人保持架自转现象,对机器人进行运动分析,并由分析结果对相关部分进行改进.试验结果表明,该机器人能够在内径为190 mm和180 mm的管道中行进,并能够顺利通过两节管道间形成的同心台阶障碍,验证了自适应移动机构的行走能力.     

一种蠕动式管道机器人的设汁

提出了一种新型蠕动式管道机器人,分析了驱动机理和管道通过性。这种蠕动式管道机器人分为左右两个部分,两个部分通过柔性软轴连接。它的结构简单,仅采用一个电机既可以实现管道内的蠕动行走。制造成本低,且控制方法简单可靠。这种新型结构的管道机器人在工业管网检测领域有着广泛地应用前景。     

适应管径变化的管道机器人

研制了一种能适应管径变化的新型管道机器人.介绍了机器人的机构组成及工作原理,并分析了其运动学和静力学特性.机器人采用三组行星轮系作为行走部件和径向尺寸调节机构,并沿圆周均匀分布.这种设计使得机器人能够根据管径大小自适应地调节径向尺寸,从而能够在有一定管径变化的管道中工作.实验证明,该机器人的设计符合实际要求.     

三维无模弯管机器人的设计与控制

为了避免弯管作业对于模具的依赖,设计了一种不需要模具的三维弯管机器人,其主体包括机械机构和控制系统.弯管机构设计简单、结构紧凑,可对管件连续加工,完成三维无模弯管加工.从结构设计、工作原理方面进行了分析,并对关键机构进行了设计和运动学分析.根据三维无模弯管的控制要求,对机器人控制系统的硬件、软件进行了设计,利用触摸屏、...