管道机器人智能电缆绞盘恒张力控制的研究

针对管道机器人在后退过程中需要借助人手动来收线的问题,提出了一种智能化的电缆绞盘系统,它是通过管道机器人爬行器和绞盘间电缆的恒张力控制来实现的.由此建立了基于模糊控制的恒张力模型,并利用Matlab软件对张力控制系统进行了仿真研究,结果表明该方法是可行的,基于模糊控制的恒张力系统在机器人系统中具有很好的应有价值.     

电缆管道牵引机器人

由山东东营供电公司与上海交通大学合作开发的科技成果“基于视频监控的电缆管道牵引机器人”在济南顺利通过山东省科技成果鉴定委员会专家鉴定，鉴定专家认为该成果运行稳定、可靠、实用，项目总体创新性强、达到了国内领先水平。该机器人将电缆敷设过程中的管道监测和敷设拉线功能集于一身，     

一种用于电缆管道排管作业与巡检的遥操作机器人

介绍一种用于城市地下电缆排管作业与巡检的遥操作机器人系统.该系统由可远程操作的机器人本体、传输/回收设备和便携式地面监控站组成.基于TMS320DM6446主控芯片的嵌入式控制系统、高性能的驱动机构、多传感器组成的检测单元及可靠的无线/有线双传输链路使机器人能辅助电缆管道排管作业和施工验收,完成电缆状态检测等功能.实验表明,该机器人结构独特、体积小巧,能够稳定运行于电缆排管中;机器人拥有足够牵引力以辅助电缆敷设;检测单元能获取视频图像、管内温度、排管坡度和电缆局部放电量等检测信息;整个机器人系统可以满足电缆管道排管作业与巡检的基本要求.     

智能管道检测机器人

我们所研制的一种用于检测小口径（管径≤３００mm）石油管道的智能管道检测机器人，它采用超声波原理对石油管道残余壁厚进行检测，整个智能检测系统分为管内和管外两大部分。该机体积小，动作灵活，动力大，具有对管材不敏感、没有特定的壁厚上限、精度高、无需校验等特点，基本达到了在役管道长距离检测的要求。工作原理图１所示为超声波检测的基本原理。超声波探头置于被测管道内部，并以垂直于管壁的方向向管壁发射宽频超声波脉冲。探头首先接收到由管道内壁反射回的脉冲，由此可测得探头与内壁之间的距离A；然后，探头接收到由外壁…     

基于模糊自适应的智能绞盘恒张力控制

张力控制在智能机器人的绞线收放线系统中十分重要,本文建立了智能绞盘的张力控制数学模型,设计了模糊自适应张力调节器来控制绞盘收线的恒张力,并利用MATLAB软件对其进行了仿真,最后进行现场试验,结果证明该方法性能稳定,控制精度高,有较广的应用价值。     

基于机器人的电缆隧道智能消防系统

针对电缆隧道消防的特点和需求,提出了一种基于消防机器人的日常巡检、火源识别、火情扑灭的消防系统。消防机器人可以在巡检过程中将电缆隧道内图像、音频、环境数据实时传输至后台,系统后台自主判断异常情况并主动报警,可进行人工干预、远程遥控机器人或机器人自主处置火情,及时将灾害消灭在萌芽状态。通过模拟试验验证了该系统的有效性。     

管道机器人发展研究

管道机器人是一种可以携带一种或多种传感器及维修工具,沿管道内部或外部自行运动的机械,能够进行机、电、仪一体化管道作业。对国内外管道机器人的研发现状进行了介绍,并从空调管道检查、管道打磨、排水管网检测等方面给出了管道机器人的应用实例。分析了管道机器人在发展中存在的能源供给、稳定性、位置识别与越障、检测与修复一体化等问题,并对新型管道机器人的特点进行了论述。     

新型恒功率电液绞盘的研究

液压绞盘与电绞盘相比具有功率密度大、较强的超载和连续工作能力等优点,因而被广泛应用于重型机械设备的卷扬、缠绕装置中。在非恒功率源系统中,传统的液压绞盘采用定排量液压马达作为执行器,在提升过程中由于卷径的变化而无法实现恒功率的工作特征。提出一种新型的电液绞盘,通过采用变量马达及专门设计的控制阀组,可在提升过程中自动对卷径的变化进行补偿,从而实现绞盘恒功率输出的工作特征。研究结果表明：恒功率电液绞盘与传统的液压绞盘相比,能显著提高系统的设备利用率、改善提升过程的平稳性及增加轻载时的提升速度。     

一种自适应多功能智能管道机器人设计

针对现有管道机器人功能单一、适应性差的问题,设计了自适应多功能智能管道机器人。采用SolidWorks对机器人进行了三维建模,分析了机器人的工作机理,对控制系统进行了研究。采用ANSYS有限元分析软件对支撑结构进行了分析。对变径机构主动轮部分进行了运动学建模,得到了N20电机与管道机器人行进速度的函数关系及N20丝杆电机转速与管道机器人开合灵敏度的函数关系。对机器人外径调节范围和空载行进速度进行了试验,制作了实物样机,经试验测试表明：机器人单节高度为80 mm,质量为0.7 kg,主动轮外径可调节范围为60.16～240.33 mm,空载行进速度为0.21 m/s,主要支撑结构均满足设计要求。该机器人具有结构简单、制造成本低、功能多元、主动适应管径变化的特点,不仅为管道类机器人的创新设计提供了有效解决方案,而且为海洋管道的安全性检测做出了贡献。     

智能巡检机器人的电缆缺陷检测关键技术研究

为了满足电力系统运维过程中电缆沟巡检的任务要求,设计了一种智能型电缆沟巡检机器人系统,并对该系统中的电缆缺陷检测关键技术进行研究。提出了一种基于小波变换图像分割与图像轮廓检测的电缆绝缘层破损检测算法和电缆温度异常检测算法,通过在搭建的模拟电缆沟实验环境中对机器人系统进行整体测试,验证了算法的有效性。同时,测试结果表明,设计的机器人巡检系统能够实现实时的电缆缺陷检测,可以满足电力系统电缆巡检的实际要求。     

缆索爬行机器人结构设计与动力学仿真

以实现缆索无损检测为目的,提出了一种用于携带缆索检测仪器的新型缆索爬行机器人的本体结构方案。机器人整体采用框架式的结构,其最主要的特点是实现了机器人爬行状态下调节抱缆力的功能。建立了抱缆力调整装置的数学模型。在AD.AMS中进行了动力学仿真分析,得到了机器人的动力学特种曲线。     

管道检测机器人的研制

对工业管道检测现状进行了详细的调研，分析了目前管道检测机器人的优缺点，对应用于工业管道的管道检测机器人进行了研究。该检测机器人基于螺旋推动原理，并对传统的螺旋结构进行了改进。文中在详细介绍其分节式结构和优点的基础上，详细分析了滚轮的受力情况。然后，介绍了其超声波发射、接收电路和单片机控制系统。     

液压技术在缆索机器人中的应用

研制高速度、大负荷的爬缆机构，是实现斜拉桥缆索维护作业机器人化的关键，对于桥梁安全、美观具有重要意义。针对不同的工况，研制了液压调节装置的缆索机器人方便施工中的装卸、保障施工对缆索不同直径的要求。经过在上海徐浦大桥、南浦大桥上进行了现场试验，结果表明使用具有液压技术的缆索机器人在斜拉索桥上实现安全高效的爬升作业。     

基于EAP驱动器的并联式管道机器人机构设计

电活性聚合物是一类较新的聚合物,其高效的电能和机械能转换特性可用于驱动器的开发。本文介绍EAP材料作为驱动器的机理以及EAP移动、转动驱动器的设计,并与其他功能材料的驱动特性进行了比较;提出了一种基于EAP驱动器的并联式管道机器人机构,对其管道内行走运动进行了规划;该机器人具有较强的非结构环境适应性。     

一种蠕动式缆索机器人的结构与分析

设计一种蠕动式缆索机器人,介绍了机器人的机械结构、运动方式。建立夹紧部分的力学模型,并对其进行力学分析,确定夹紧机构自锁的条件,确定了驱动力的计算方法,为步进电机的选择奠定基础。     

斜拉桥拉索检测机器人控制系统设计

拉索的维护对于斜拉索桥长期的可靠性是至关重要的.为了改进拉索的维护手段,文中提出了一个针对拉索检测机器人控制系统的设计.机器人控制系统包括:运动控制系统、电源监测系统、拉索检测系统、无线通讯系统、主控制器系统及地面监控系统.基于该控制系统设计的拉索检测机器人被用于斜拉桥的拉索检测中.结果表明,该控制系统的设计能较好地实现机器人对斜拉桥拉索的检测.     

一种面向光缆自动收排过程的远程监控系统

在光缆的自动化生产过程中,光缆收排设备不再配备专门的现场监控人员,因此开发面向光缆自动收排过程的远程监控系统就显得十分重要.采用PROFINET实现了收排线电机的同步控制,使用OPC UA技术实现了现场设备、控制室PC机之间的通信连接,完成生产数据的采集与传输,并利用web技术开发了云端监控平台.     

机器人在垂直输气管道中的运行速度

管道机器人在进入垂直输气管道向下运行时,由于机器人自重会使设备加速运行。为了探究垂直输气管道中机器人的运行速度规律,首先利用牵拉试验验证了机器人在一定运行速度范围内其运行阻力基本保持不变;然后根据动量守恒定律建立了机器人在垂直管道向下运行时的受力状态方程。由于机器人自重影响,机器人将做加速度减小的加速运动,分析了由于加速运动导致的机器人速度增量与压强增量间的关系,当压强增量与机器人自重再次达到受力平衡时,机器人速度达到最大值。确定了机器人最大运行速度的计算方法,可在机器人通过垂直输气管道时提前预测机器人的最大运行速度。通过与数值模拟结果和工业现场实际运行速度进行对比,验证了计算方法的可靠性。     

管道检测机器人的焊缝自主定位系统

介绍了一种管内探伤机器人自主定位的方法原理，经检验，其定位精度和效果满足了检测工艺的要求。     

一种轻型斜拉桥缆索检测机器人的结构与动力学分析

针对目前迫切需要斜拉桥缆索检测自动化而设计的一种轻型缆索检测机器人,分析了总体结构方案和特点.在此基础上进行动力学分析,综合考虑机器人向上爬行和向下爬行的运动要求,推出了机器人的驱动条件和附着条件,并进行了电机初步计算.