轮式超声波检测爬壁机器人稳定性分析

针对圆柱型储罐检测要求,设计了一种轮式超声波检测爬壁机器人,分析了机器人爬行器能够适应的曲率半径范围。通过稳定性分析,建立了处于任意壁面倾角任意姿态爬行器的力与力矩平衡方程,分析了爬行器失稳形式及其产生原因。通过MATLAB仿真分析得到爬行器两种主导失稳形式,求得防止爬行器失稳最小吸附力,并分析了稳定吸附力与重力和壁面倾角以及姿态角等参数的定量关系。结果表明:爬行器的主导失稳形式是壁面滑移失稳和横向倾覆失稳,爬行器在壁面倾角处于π/2时稳定性最低,减轻爬行器重量稳定性会提高所需吸附力会减小。     

蠕动式管道爬行器运动控制系统建模与误差分析

针对火炮身管内壁的特殊环境,设计了一种能够高精度蠕动式运动的管道爬行器.介绍了爬行器运动控制系统的组成和单元结构,以及爬行器的蠕动式运动方式,建立了进深运动的动力学模型,研究了影响爬行器进深定位精度的误差源,并对进深定位误差进行了定量分析.     

杆(管)件自动爬行器的结构分析与比较

本文通过对适合杆 (管 )件自动爬行的电动机械式爬行器、电动液压式爬行器和气动蠕动式爬行器进行结构分析与比较 ,提出了不同特点、不同场合、不同结构爬行器的应用与选择原则。     

蠕动式石油井下爬行器液压系统的设计与研究

针对在水平井和大斜度井的测井、钻井等作业过程中,测井仪等工具无法靠重力下放到工作井段的问题,对大牵引力蠕动式爬行器的液压系统及其技术参数、压力特性进行了研究,提出了一种以工作液为液压传动介质的连续油管蠕动式大牵引力爬行器。根据爬行器工作原理,设计了爬行器的液压系统,根据井下作业的要求,确定了液压系统中各液压控制阀的技术参数,利用AMESIM仿真软件对该液压系统进行了建模,设置了合理的系统参数,进行了液压系统的性能仿真分析研究,获得了爬行器液压系统中安全阀、前后卡爪切换控制阀、前后推进缸切换控制阀等主要控制阀的压力特性曲线。研究结果表明:所研究设计的液压系统可以有效保证爬行器运动的可靠性,各控制阀的参数可以保证爬行器足够的牵引力,为后续样机的研制提供了理论依据。     

水平井爬行器回拉力学模型与分析

面对油气开发中水平井井下作业的复杂性,一种输送工具-水平井爬行器已被大部分油田采用,并取得了较好的经济效益。根据爬行器的工作原理,首先建立单根电缆空间位置几何关系以及受力分析,然后再扩展至相连电缆的力学分析,并与爬行器回拉过程力学相结合,得到了地面电缆张力与爬行器缆头张力的表达式,最后通过与实验对比,得到理论计算结果与工程实测数据误差较小,验证了所建立的力学模型的可靠性。     

基于超磁致伸缩材料的管道爬行器设计

针对目前管道爬行器推进方式的特点,设计了基于超磁致伸缩材料驱动的管道爬行器。爬行器由超磁致伸缩马达、螺旋头驱动部件、支撑部件构成,并对每一部分结构进行了详细设计。利用运动仿真,检验了爬行器的驱动轮与其本体不发生干涉,验证了设计的有效性。     

水平井测井仪器牵引爬行器的设计

从减少能耗损失和提高牵引力的观点设计了一套测井爬行器的驱动系统，简要叙述了水平测井仪器牵引爬行器的结构和动作原理，并对爬行器进行了动态分析。采用外转子电机为驱动轮轮毂，直接驱动爬行器运动，减去了减速和传动装置，也提高了该驱动系统的效率、安全性和稳定性，为测井爬行器系统的设计提供了一条新的和有效的思路。     

机械管道探测爬行器结构设计及分析

针对机械管道的测试,设计出机械管道探测爬行器。从机械管道探测爬行器机械结构的机理出发,为满足探测精度和稳定性,详细分析了管道爬行器在管道内行走时会遇到的滚动阻力、爬坡阻力及越障阻力。基于稳定性要求,选用轮式爬行机构,驱动机构采用电机驱动。支撑装置利用滑块和弹簧实现了爬行器在变径管道中的行进。为了保证内壁图像采集的精度,设计了图像采集支撑结构。对管道爬行器的机构移动特性进行了测试,给出了实验结果,验证测试系统的性能能够满足要求。     

船体壁面爬行器设计

介绍了应用于船体对接焊缝检测的磁吸附爬行器设计.该爬行器采用永磁铁吸附在钢板表面上,通过双履带后轮驱动,可以在船体壁面上连续爬行,并有一定的越障能力.主要阐述了爬行器的磁吸附机构、双履带驱动机构、各主要功能模块的结构设计及爬行器的壁面适应设计,并对其控制系统作了简要介绍.     

海底管道电动爬行器密封技术研究

研究了海底管道电动爬行器各个部件的动密封与静密封的实施方法,介绍了检验爬行器密封性能的水压试验方法。经测试及实际使用表明,该密封方法完全满足海底管道电动爬行器在石油输送管道中运行的密封要求。     

伞形管道爬行器控制系统设计

分析了伞形管道爬行器的动作和电机的选取,对驱动电机和伞足电机均采用直流电机和脉宽调制调速,重点研究了伞形管道爬行器的前进、后退、停止,伞足的张开、闭合,转弯时电机的顺序动作控制电路等,对伞形管道爬行器的控制和应用有重要意义。     

无线遥控液压爬行机器人的设计

无线遥控液压爬行机器人是一种用于大型构件滑移安装的新型施工装备.该机器人由爬行器、液压动力系统、传感检测和计算机无线遥控系统组成,通过自锁机构夹紧轨道形成反力推动构件.爬行器和液压系统采用了模块化设计,无线遥控通信设备采用了蓝牙数据收发器.机器人能应用于大型构件整体同步连续滑移的无线遥控作业,并且推力与速度可测可控.     

一种夹轨爬行器研究

针对目前大型筒状容器吊装过程溜尾需要,研究了一种夹轨爬行器,可适应于不同规格和重量的长形容器吊装溜尾顶推。详细介绍夹轨溜尾结构、工作原理、关键元件分析及应用背景,该夹轨爬行器具有双向顶推功能,具有一定的创新性。     

数控机床爬行的模糊PI控制研究

为了消除数控机床工作过程中爬行现象对工件加工精度的影响,研究了一种基于超磁致伸缩致动器的控制系统。首先进行了爬行控制系统的整体设计,使用Matlab/Simulink建立超磁致伸缩致动器(GMA)激励系统动态力学模型。然后建立数控机床爬行的简单物理模型,并使用Adams进行建模与GMA力学模型相结合,构成Matlab与Adams的联合仿真系统。根据模糊控制原理,设计了一种模糊PI控制器对系统进行控制,通过Simulink对控制系统进行仿真分析。结果证明该系统能很好的抑制数控机床低速工作中的爬行现象,并且模糊PI控制效果要明显优于常规PI控制。     

多变焊缝自适应路径追踪检测自动化系统

针对目前还没有适用于多变焊缝的自动检测装置,研制了针对多变焊缝的自适应路径追踪检测自动化系统。设计由MC9S12XS128MAL作为主控芯片的控制模块,利用Lab Windows CVI编写上位机软件。设计开发的自适应爬行器能适应多变焊缝结构参数变化,控制模块控制爬行器搭载超声检测探头以焊缝为路径进行自动反馈调节追踪爬行,并将监测到的爬行器运行状态参数和多变焊缝结构测量参数传输到上位机软件进行实时监测、显示记录和分析。系统实现了多变焊缝自适应爬行并沿着焊缝特定轨迹追踪自动检测。     

自动超声探伤系统在船体对接焊缝检测中的应用研究

设计一种适用于船体对接焊缝的自动超声波探伤系统,并对船体壁面爬行器的组成结构、系统运行方式、自动检测原理、焊缝扫查方式及系统软件设计进行了重点分析和讨论.该系统在计算机控制下,由爬行器带动双探头在焊缝两侧移动,发现缺陷即报警并标识,从而实现探伤作业自动化.     

自适应管道缺陷检测爬行器结构设计

管道运输广泛应用于各种领域,在管道的使用过程中,会产生管道堵塞与管道缺陷开裂失效,从而导致输送物质泄漏等不良后果。因此,研究一种基于模糊控制算法的自适应管道缺陷检测爬行器,旨在实现爬行器在管道中的爬行与检测,可以适应管道直径变化,带电缆工作,转弯和附着能力强,检测强度及效率高。其结构简单,检测可靠,适用于天然气管道、城市管道等场合。     

细小管道爬行器的研究与开发

本文介绍一种能在细小管道（φ１０ｍｍ）内爬行并可进行夹取管内异物作业的微小爬行器。它基于压电冲击式驱动原理和形状记忆合金（ＳＭＡ）记忆功能实现其作业功能。爬行速度在６￣８ｍｍ／ｓ。通过建立动力学模型，对其运动机理进行了探讨，给出了测试和实验结果。     

电缆爬行器找水测试技术应用研究

介绍了海上油田水平井找水工艺难点、工艺原理及流程,分析了渤海油田水平井面临的找水测试难点,提出了一种以爬行器为输送方式,采用集流伞式分隔仪进行动态分段定位的方法实现水平井找水测试,并阐述了井下爬行器、水平井动态封隔集流测试分隔仪、找水测量仪等关键工具研究设计。同时,建立了室内模拟海上水平井筛管防砂完井出水找水的研究方法,为后续海上油田水平井精确找水测试提供了一种新的研究思路。     

正弦激励抑制数控机床爬行的研究

爬行现象是一种数控机床在工作中经常发生的不稳定的工作状况,极大的影响着零件加工质量和机床的使用寿命。首先简述进给系统工作过程,分析爬行现象产生机理,建立进给系统运动简单物理模型,并通过Adams建模进行仿真。然后使用Matlab/Simulink建立超磁致伸缩致动器(GMA)激励系统动态力学模型,实现Matlab和Adams的联合仿真。通过控制超磁致伸缩致动器的驱动电流,实现对致动器输出力的实时控制。将GMA的输出力施加丝杠轴向上,观察在不同频率和幅值的驱动电流作用下工作台运动状态的变化,验证了使用外加正弦激励抑制爬行现象方法的可行性。