毕业论文（设计）--管道机器人设计.doc

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1、目录前言·················································ⅰ目录················································ⅱ中文摘要···········································ⅲ第一章概述··········································11.1机器人概述····································11.2管道机器人概述········

2、························31.3国内外管道机器人的发展························41.1.1国内管道机器人的发展·······················41.1.2国外管道机器人的发展·······················61.4机器人的发展景·······························8第一章总体方案的制定与比较··························102.1管道机器人设计参数和技术指标···············102.2总体

3、结构的设计和较························10第三章部件的设计和算····························153.1管道机器人工作量算························153.3撑开机构和放大杆组的计·····················24第四章其他······································325.1大小锥齿轮的设计和核·······················325.2轴Ⅰ的设计和核·······················

4、······355.3键的校核·······································44摘要在工农业生产及日常生活中，管道应用范围极为广泛。在管道的使用过程中，会产生管道堵塞与管道故障和损伤，需要定期维护、检修等。但管道所处的环境往往是人们不易达到或者不允许人们直接进入，所以开发管道机器人就显得尤为重要。以金属冶炼厂管道清洁机器人为研究目标，根据其工作环境和技术要求设计了一种可适应φ700mm-φ1000mm管道的管道清洁机器人。该管道机器人采用三履带式的可伸缩行走装置，操作装置为2个自由的的操作臂

5、，末端操作器上安装有吸尘头，吸尘头吸起的灰尘通过吸尘软管收集在装灰箱体内。当灰尘装满后，机器人行走到倒灰口，打开卸料门，将灰尘倒掉。本次设计主要对管道清洁机器人进行结构设计，利用三维参数化特征建模软件Pro/Engineer建立了管道清洁机器人的三维模型，生成了机器人主要零部件的工程图。对管道机器人中的主要机构进行动态仿真，验证了所设计机构的正确性。最后对主要零部件进行了设计校核计算，并简单叙述了该机器人控制方案。第一章概述1.1机器人概述机器人----这一词最早使用始于1920年至1930年期间在捷克作家凯勒尔*凯佩克（

6、Karelcapek）的名为"罗莎姆的万能机器人"的幻想剧中，一些小的人造的和拟人的傀儡绝对地服从其主人的命令。这些傀儡被称为“机器人”。该单词起源于捷克语“robota”。意思是“强制的劳动”。机器人的组成与人类相似。举例说，人搬运某一物体的运动过程可用图（a）所示的方块图来说明。首先，人听到外部的命令或用眼睛看到外部的指令，并由眼睛测量出距离。感受到这两种信息经过感觉神经送到大脑中，大脑经过分析计算，然后通过运动神经发出指令，手臂用最好的方式伸向物体，并将物体抓住，手上的感觉神经，感觉物体已经抓牢了，把信息传给大脑。大

7、脑命令手抓起物体，同时指令脚移动到所要求到达的地点，最后放下物体。一般包括以下几个部分见图（b）：1.2管道机器人概述20世纪70年代以来,石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展,各种管道作为一种重要的物料输送设施,得到了广泛应用。由于腐蚀、重压等作用,管道不可避免地会出现漏孔、裂纹等现象。同时多数管道安装环境人们不能直接到达或不允许人们直接进入,为进行质量检测和故障诊断,采用传统的全面挖掘法、随机抽样法工程量大,准确率低,管道机器人就是为解决这一实际问题产生的。它是由可沿管道内部或外部自动行走装置、携有一种或多种传感器

8、及操作装置如：机械手、喷枪、焊枪、刷子。管道机器人的工作空间是复杂、封闭的各种管道,包括水平直管、各角度弯管、斜坡管、垂直管以及变径管接口等,所以需要在操作人员的遥控操作或计算机自动控制下,进行一系列管道作业。管道机器人可完成的管道作业有以下几类：1.生产、安装过程中的管内外质量检测。2.恶劣环境下管道