蠕动式管道机器人结构设计与运动特性分析

为提高管道机器人在管道内行走的安全性及可靠性,本文针对管径为457 mm的天然气运输管道,设计一款液压驱动蠕动式爬行管道检测机器人,用以对管道内壁的损伤及管体腐蚀开裂情况进行离线检测。根据管道内工况需求,利用蠕动爬行原理对管道机器人整体结构设计。计算管道机器人的驱动能力和越障能力,并采用多体动力学仿真技术对其进行分析,得出管道机器人运行过程中所能达到的最大驱动力及能够通过的最大障碍高度,并制作了物理样机并对其各项性能进行测试。结果表明：管道机器人的运动特性与理论分析结果一致,机器人运行过程平稳可靠,能够保证足够的管道通过性能及驱动能力,可实现复杂工况下的运行和检测。     

三轴差动式管道机器人的驱动特性及仿真研究

为解决轮式管道机器人弯管运行的干涉问题,研制一种具有差动运行功能的轮式管道机器人——三轴差动式管道机器人.首先介绍了机器人的结构组成和基本原理,对机器人的牵引力、越障能力等驱动特性进行分析,建立相应的理论分析模型.同时,建立机器人的虚拟样机仿真模型,对其牵引力、越障能力进行仿真研究,仿真结果与理论分析基本一致.机器人在弯管运行的仿真结果表明:机器人能够顺利通过弯管,三轴差动机构具有较好的差动效果.     

支撑轮式管道机器人牵引机构结构设计

管道机器人可以在油气管道内进行特殊作业,运动方式是其核心。介绍了一种新型管道机器人牵引机构,采用支撑轮式运动方式。首先介绍了机构的整体设计和技术特点,并详细阐述了驱动机构和支撑机构的设计方案和工作原理,同时对其力学特性进行了分析。该机构行走速度快,驱动能力强,工作可靠并可以适应较大的管径变化,可以用于油气管网作业。     

管道切割机器人结构设计与仿真分析

为更好地完成燃气管道修复工程中对内衬软管的切割工作,设计一种应用于非开挖翻转内衬修复技术的管道切割机器人。通过UG 软件设计管道切割机器人的整体三维模型,并建立该机器人的动力学方程,运用ADAMS仿真软件对该机器人进行运动仿真,验证管道切割机器人在实际管道内部运动过程的稳定性。首先分析管道切割机器人每个电机输出力矩曲线图的变化特性,成功验证管道切割机器人的运动姿态满足稳定性要求;然后分析该机器人每个电机质心的位移、速度曲线图的变化特性,成功验证管道切割机器人的运动轨迹满足稳定性要求。仿真结果表明,该管道切割机器人具有结构设计合理、运动安全稳定、动作快速的特点,为非开挖翻转内衬修复技术提供了一种节约成本与工期的优良设备。     

谐振式微型管道机器人设计与实验

针对直径在18~30 mm范围内的细小管道难以检测的问题,提出一种微型机器人。该机器人采用谐振原理驱动,简化了传动机构。由微型电机带动偏心轮旋转作为激励源,建立了机器人在管道壁约束下的数学模型,求解机器人柔性足与管壁碰撞产生的角加速度和接触点位置,分析了机器人的运动机理。研制机器人样机,并搭建管道试验环境,进行速度和牵引力测试实验。最小样机尺寸15 mm×15 mm×22 mm,由实验结果得出:样机在8 V电压下,速度最高可达到68.29 mm/s,功耗约为0.15 W,最大爬坡角度30°。     

一种微型管道机器人移动机构的设计

论述了微型管道机器人移动机构的发展背景，在介绍了已有的微型管道机器人移动机构的基础上，指出了这种移动机构的缺陷．然后设计了一种新型微型管道机器人的移动机构，并给出了其运动机理及电磁铁的主要参数计算公式．这种新型微型管道机器人的移动机构以电磁驱动，可实现在微型管内的双向蠕动运行，并能够较顺畅的随弯管形状被动转向．     

管道机器人的驱动单元工艺优化设计

驱动单元的驱动特性和可靠性决定管道机器人的工作效率及其工作能力,由于对管道机器人三轴差速驱动单元的优化大部分都由电脑仿真来完成,但是在制造、装配阶段还是会导致差速不准、功率过大等问题.因此本文通过对三轴差速器工艺的优化,解决了工艺当中的公差分配问题,降低了零件的工艺难度,建立了十字轴垂直度误差对啮合质量和轴向调正间隙的函数关系.     

驱动送、引风机所耗能量及介质的温度增值

本文就锅炉送、引风机所耗能量的计算方法进行了探讨，旨在导出较为准确的送引风机所耗能量及介质温度的计算式，以满足工程实践计算的需要。     

微型机器人驱动技术发展及现状分析

本文介绍了微型机器人驱动技术的特点,对基于不同原理的驱动形式进行了概括总结,综述了国内外的研究现状,并对微型机器人驱动形式进行了分析和展望.分析了面向不同应用领域的微机器人适用的驱动形式,指出无线化是微机器人技术的一个发展方向,磁场驱动技术、微加工技术和智能材料技术的发展将极大地推动微机器人向人体体内医疗领域应用的延伸.     

机械差速式管道机器人运动特性及仿真分析

针对支撑轮式管道机器人在过弯时驱动轮与管道内壁易发生打滑的问题,设计了一种可适应140～150 mm管内径的机械差速式管道机器人.对机器人的结构组成及驱动原理进行了介绍,建立了机器人变径支撑、越障条件及过弯阶段的理论模型.运用ADAMS软件对管道机器人进行运动仿真分析.结果表明,仿真数据与理论模型分析结果误差较小,验证了该机构的合理性.本文设计的机器人驱动轮在过弯时具有差速功能,避免了与管道内壁之间的打滑,提高了运动稳定性.     

压力管道涡流检测的理论与数值分析

针对压力管道涡流检测,采用放置式探头进行检测,用等效电流偶极子层代替裂纹的作用,通过求解裂纹面上的积分方程确定等效电流偶极子密度．这样就由实际的三维问题转化为二维平面问题,极大地减小了计算量．     

基于雅可比矩阵分析法的多关节机器人机构设计技术研究

鉴于多关节机器人机构参数的设计是极其复杂的难题,研究出一种平面6自由多关节机器人的机构设计方法。通过分析小载荷6自由度多关节机器人机构设计的特征,提出一种从末端工作载荷任务反推各个杆件所需驱动力与功率作为选取驱动部件、设计机构依据的思路。通过建立机器人正向、逆向运动学数学模型,引入雅可比矩阵解决机器人逆运动学解析问题,得到多关节机器人各关节的运动速度,在速度选定基础上,计算出驱动力矩,综合考虑性价比选择出电机与减速器,根据电机与减速器的外形尺寸,从多关节机器人末端反向设计出机构外形。设计实例表明,该机器人结构具有良好的运动特性,为多关节机器人的详细结构设计提供了一种简单、有效途径。     

基于SolidWorks的摄影机器人虚拟设计与运动分析与运动分析

随着影视摄影技术快速发展,中国影视产业发展规模的日益扩大,传统的人工手动摇臂拍摄技术迫切需要进一步发展。将机器人技术与传统拍摄技术相结合,既可以达到拍摄质量要求,还可以提高拍摄效率,应用SolidWorks软件对摄影机器人进行虚拟样机设计,并利用motion模块对机器人进行运动仿真,缩短了设计周期,节约了研发费用,为日后进一步研制提供理论依据。     

幂律流体饱和多孔介质平板通道流动特性分析

针对幂律流体在填充多孔介质平行板通道中强迫流动充分发展的流动特性问题,基于Darcy-Brinkman-Forchheimer流动模型,通过假定边界层内速度分布经验关系式,采用边界层动量积分方法,推导出边界层厚度、轴向流速及压力降的无量纲计算表达式。比较了线性、抛物线两种速度分布模型与分析解的接近程度,并讨论了达西数Da、综合惯性参数F'、粘性比M、孔隙率φ及幂律指数n等对无量纲轴向流速分布和压力降的影响。计算结果表明,在非达西流区抛物线速度分布模型的精度更高,除M外,Da、F'、M、φ及n对无量纲轴向流速分布和压力降均有较大影响。     

YG461型织物透气仪的中压标定及织物透气量的探讨

本文主要论述了国产YG461型织物透气仪的测试原理,并在中压条件下对不同透气量织物的透气性进行了大量的测试.同时以实验数据为依据,给出了两室压差及透气量的数值对应形式的查数表供测试者使用,并对不同层数织物的透气量进行了相关分析.     

压力容器的有限元分析及优化设计

针对传统设计中压力容器的材料浪费问题,提出基于有限元分析的压力容器的优化设计方法．该方法首先利用有限元法对压力容器进行分析并提取分析结果中的相关参数,然后利用优化设计方法进行定量计算,最终得到既满足性能指标又满足设计指标的设计参数．实际结果表明,基于有限元分析的优化设计方法,在工程实际应用中可有效发挥作用．     

Orthogonal optimal design and analysis of RPCVD simulation by CFD

The simulation of multi-level and multi-factor for the growth of SiGe matetial by RPCVD is designed by adopting the orthogonal method. A FLUENT simulation of density, velocity and pressure distributions for the above designs is given by using CFD software. According to the range and variance analysis of the growth surface simulation results in nine positions, the final optimized simulation parameters are obtained. The optimization results by using the Orthogonal Method that the flux of the inlet is 1.67×10^-4m³/s, the pressure of the chamber is 2666.44Pa at low tempreture(823K) and that the flux keeps 1.67×10^-4m³/s, and the pressure is 7999.32Pa at high tempreture(1123K) are consistent with those by practical technology.     

多分辨率分析和小波能量曲率的框架结构损伤识别

为研究运用多分辨率和小波包分析方法识别结构损伤的有效性,以三层混凝土框架结构为研究对象,分别建立不同损伤工况下的三维有限元数值模型,采用ANSYS程序进行动力时程分析,研究不同识别指标和输入信号的识别灵敏度以及其他因素对损伤识别结果的影响.分析结果表明:小波包能量曲率差法能够较好达到损伤识别的目的,输入信号使用加速度响应信号比速度和位移响应信号具有更好的识别效果;有限元模型网格划分、加速度时程响应信号的提取位置以及采样频率对损伤位置的识别有较大影响;有限元网格划分越密、加速度时程响应信号提取位置离损伤位置越近、采样频率越大,损伤位置识别越精确.     

风机、水泵变频调速及示范工程节能分析

介绍了风机和水泵的运行选场生、变频调速的基本概念及其优良的节电性能,最后以一锅炉房鼓引风机采用变频调速的示范工程为例,分析和实测了其节能效果。