管道智能机器人大学本科毕业论文.doc

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1、摘要管道机器人的运行机构主要由减速器、主动轮、从动轮、传动轴和一些连接件组成。运行机构的总体设计有：运行阻力的计算、电动机的选择、减速比的计算、齿轮强度的计算、轴强度的计算、四杆机构的设计。本设计采用SG-27ZYJ直流电动机为动力源，电动机输出轴和减速器的高速轴通过联轴器联接，通过减速器输出比较慢的转速，输出轴通过主动轮带动履带是机器人在管道中前进或后退。关键词：齿轮转动机构；履带；轴。55ABSTRACTTherunningmechanismofpipelinerobotismainlycomposedofaspeedreducer,adrivingwheel,adri

2、venwheel,transmissionshaftandapluralityofconnectingpieces.Theoveralldesignofoperationmechanism:theresistanceoperation,thechoiceofmotor,reductionratio,strengthcalculation,calculationofgearshaftstrengthcalculation,fourbarmechanismdesign.ThisdesignusesSG-27ZYJDCmotorasthepowersource,themotoro

3、utputshaftandgearboxhigh-speedshaftthroughtheshaftcoupling,reducerthroughtherelativelyslowspeedoutput,theoutputshaftthroughthedrivingwheeldrivesthecrawlerrobotforwardorbackwardinthepipeline.Keywords:Gearrotationmechanism;track;axle.55第1章引言随着城市化和工业化步伐地不断加快，管道作为一种运输工具在人们的生活和工作中出现的频率越来越高。管道不仅

4、能完成一些特定物料地传送，而且具有可靠性高、运输安全、方便。因此，在工业和生活领域，管道起到了举足轻重的作用。管道在使用的过程中，由于环境条件的影响，必定会造成一定的腐蚀和损坏，如果不及时修理，必定会造成资源的浪费和环境污染。因此，人们越来越多地把焦点放到管道探伤机器人身上。1.1管道探伤机器人设计背景及意义随着交通、石油、化工以及城市建设的飞速发展，管道作为一种经济、高效的物料长距离运输手段而倍受人们的关注，被广泛的铺设于世界各地、陆地、海洋等环境中。我国从20世纪70年代开始油气管道的大规模建设，截止到目前，国内已建油气管道的总长度约6万千米，逐渐形成了区域的油气管网供

5、应格局，中国的管道工业得到了极大的发展。本课题中所研究的管道探伤机器人也是应用在特殊作业环境下的一类特种机器人，其可以沿管道内壁行走，通过携带的机电仪器，能够完全自主或在人工协助下完成特定的管道作业，包括管道腐蚀程度、裂纹、焊接缺口的探伤检测，以及对焊接缝防腐补口等处理。既然管道在工业现场中有着如此广泛的应用，其安全运行问题也越来越受到人们的重视。一旦管道破损，仅维护抢修的成本巨大，从中泄露的物质会对周围的生态环境及人类生命安全造成威胁。如果能够及时发现并确定泄漏点，就能有效地减轻泄漏事故造成的损失和危害。然而由于管道埋地较深，通过常规的巡线检测方法很难步到泄漏点，另外长输

6、管道距离长，沿途多为荒漠、沼泽或河流，而检测方法多为人工定期巡检，这都限制了泄漏检测与定位的实时性,准确性。因此，管道的维护管理、泄漏的检测、保障管道安全运行已成为界上重要的研究课题并日益受到重视。管道探伤机器人作为一类特种机器人，正是在这样的环境下应运而生，管道探伤机器人的优点在于它不仅具有探伤质量高、作业速度快等优点，而且使操作检测人员免受大剂量射线的辐射之苦。因此管道探伤机器人有着广阔的应用前景。1.2管道探伤机器人的国内外发展现状55管道探伤机器人是目前智能机器人研究领域的热点问题之一。近几十年来，核工业、石油工业的迅猛发展为管道探伤机器人提供了广阔的应用前景。由于

7、大量地下、海底管线的维护需要刺激了管道探伤机器人的研究。从20世纪70年代起，国内外许多研究人员就针对管道探伤机器人提出了大量的设计方案并对其能够实现的功能进行不断地补充和完善，这些研究成果对管道探伤机器人的技术改进和应用场合的扩展起到巨大的推动作用。目前，各国的研究学者已经研制出了满足不同需要的管道探伤机器。从上世纪50年代起，为了满足长距离管道的自动清理及检测的需求，英、美等国相继开展了这方面的研究，其最初的成果是在1965年，美国Tuboscope公司采用漏磁检测装置Linalog首次进行了管内检测，尽管当时