管道机器人自带线缆机构设计与分析

有缆管道机器人工作距离较近,且容易在破损的管道中出现卡死的情况,在分析了这些缺点的基础上,提出了自带线缆管道机器人的整体机构设计和绕线器的机构设计,并对其行进距离进行了分析。为了使计算结果更加明显,选择的自带线缆机构所携带的线缆的长度为25米,通过计算自带线缆机器人和普通管道机器人的极限行进距离,得到前者比后者多行进10～12米的结果。结果显示,当机器人安装该机构时,其行进距离会大大的增加。     

10kV配网带电作业机器人智能剥线工具的设计与应用

智能剥线工具主要应用于电力接火作业中线缆绝缘皮的剥离。该产品在绝缘杆作业法基础上,根据机器人作业特点,由电动剥皮器、控制系统、通信系统等组成,采用机电一体化、绝缘耐压和电磁兼容技术,与机器人配合自动完成剥除线缆绝缘皮作业。智能剥线工具实现一键式剥皮,自动化集成程度高,取得了良好的实用效果。     

光传输管道清洗机器人控制系统设计与研究

在对光传输管道的结构特点进行调研分析基础上,对用于清洗此类管道的机器人控制系统进行了研究。设计了包括视觉系统和机器人行走控制两部分的运动控制系统。视觉系统负责采集数据并对数据进行处理后计算机器人的偏移量和偏移角度;机器人行走控制主要由纠偏控制与舵角控制两部分构成,形成一个以舵角为被控对象的闭环控制系统,基于视觉系统实时获取的偏差信息,通过控制算法进行在线实时纠偏,不断消除位姿偏差达到机器人跟随管道中心线的目的。该机器人运动过程匀速、平稳,结构简单,控制灵活,系统工作稳定,在直线行走过程中,行走10m后机器人距离中心偏差≤1cm,其为进一步对光传输管道的污染控制进行研究提供了平台。     

可调速皮碗结构强度与通流特性数值仿真研究

皮碗作为管道机器人常用动力装置,利用管道流体作用于其两端压力形成的压差作为整体装置动力来源,因其适用管道口径范围广、结构简单被广泛的关注与应用.皮碗在管中移动过程中随着管道压差变化发生相应变形,如果变形过大,可能导致皮碗脱离管壁造成驱动失效;如果管内压差及管壁间的摩擦力超出了皮碗的变形范围,则可能使皮碗发生破损.因此,...     

大型管道水下检测机器人的运动学分析

机器人在大型管道内行走时,会受到多重阻力的共同作用,从而影响机器人的行进速度和工作效率,因此对机器人的运动学分析具有十分重要的工程意义。针对管道检测问题,采用CFD方法和FLUENT软件,建立大型管道检测机器人流场模型,并对其进行了数值模拟,分析了水流速对机器人所受流体阻力大小的影响。同时,本文也对机器人的水平行走阻力和爬坡行走阻力进行分析,保障了机器人运动的可行性,为该类型机器人的创新设计提供了理论依据和参考。     

蠕动式排水管道机器人研制

简要综述了国内外排水管道清淤作业机器人的结构方案,分析了各自特点和局限性。提出了一种基于组合机构的新型蠕动式排水管道机器人。给出了机器人主要结构组成,以及行走机理分析,建立了其行走运动模型和驱动力矩分析模型,给出了主要影响参数以及数值分析。最后,建立了机器人的虚拟样机,完成了其虚拟样机仿真分析。综合理论数值分析和虚拟样机仿真分析验证了方案的可行性和设计理论及分析结论是正确的。该方案的排水管道清淤作业机器人具有大拖动力、作业距离长的特点。     

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。     

无源管道机器人推进系统的摩擦阻力计算

皮碗式机器人在输气管道内运行需要克服与管壁间摩擦力的影响,研究摩擦力与皮碗结构的关系,从而控制机器人运动速度是当前输气管道检测的重要课题。文章建立了皮碗式无源管道机器人受力模型,根据力的叠加原理把皮碗与管壁间的压紧力分解成圆筒壁挤压力和悬臂梁的弯曲力,推导得出皮碗所受压紧力与皮碗各部分结构间的关系式。通过实例计算得出压紧力与皮碗厚度等的关系曲线,从而为机器人在输气管道内运行的速度控制提供了理论依据。     

具有差动运动功能的管道机器人设计与分析

研制一种具有差动运动功能的环境自适应轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人,该机器人在通过弯管时可根据管道环境利用三轴差动机构自动调节各驱动轮的转速,从而提高机器人通过弯管时的运动柔顺性.为分析三轴差动式管道机器人的运行状况,通过建立机器人在弯管内运行的精确位姿模型,求得机器人驱动轮轮心以及驱动轮与管壁接触点的位置;以位姿模型为基础对机器人各驱动轮的速度进行分析,得到机器人过弯管时各驱动轮的理论速比关系.对机器人驱动轮与管壁的正压力进行分析,并建立机器人的牵引力模型.搭建管道试验环境进行机器人的差速试验和牵引力试验,测试值与理论分析基本一致,说明三轴差动式管道机器人具有良好的弯管通过性能,适合于在工程管道中应用.     

遥操作爆炸物处理机器人控制系统设计与实现

遥操作爆炸物处理（EOD）机器人是由操作者通过远程控制完成夹持、拆除、搬运和放置爆炸物等作业任务的特种机器人。该机器人控制系统由液压控制系统、伺服控制系统、行走控制系统、视觉系统以及通信系统组成。文章主要介绍该机器人控制系统的设计与实现。