立式金属罐无损检测方法的研究

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1、类√学历硕士□同等学力别□工程硕士硕士学位论文论文题目立式金属罐无损检测方法的研究—爬壁机器人本体设计学科专业检测技术与自动化装置作者姓名段艳君指导教师佟仕忠2011年5月学校代码：10148学号：01200802140620密级：□无□加密学院信息与控制工程学院入学时间2008.9论文起止时间2010.5~2011.5答辩时间2011.6研究成果声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的

2、研究成果，也不包含为获得辽宁石油化工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。特此申明。签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解辽宁石油化工大学有关保留、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分

3、内容（保密学位论文在解密后适用本授权书）。签名：日期：导师签名：日期辽宁石油化工大学硕士学位论文立式金属罐无损检测方法的研究—爬壁机器人本体设计摘要研究立式金属罐无损检测方法的目的是为了检测大型立式金属罐罐壁受腐蚀情况，以延长金属罐的使用寿命和保证其安全运行。在对立式金属罐进行无损检测时，需要有一个能在罐壁上自由运动的载体(爬壁机器人)携带检测设备来完成检测任务。本课题是由国家大容量第一计量站和辽宁石油化工大学共同合作开展的。为了完成对大型立式金属罐罐壁无损检测的任务，本文做了如下工作：(1)简单介绍了爬壁机

4、器人在国内外的研究现状以及未来的发展方向。设计了爬壁机器人的整体结构，选择与分析了爬壁机器人的吸附方式、移动方式和驱动方式，并重点说明了各种磁路结构的优缺点以及磁吸附力与机器人稳定性的关系。最终确定爬壁机器人为非接触式、永磁吸附方式、直流电机驱动四轮的移动方式。(2)通过对爬壁机器人静力学模型的建立与分析，得出爬壁机器人安全吸附于壁面的条件，即，抗滑落和抗倾覆条件。通过对爬壁机器人运动学的分析，建立了机器人几种运动状态下的运动学模型，包括直线运动、旋转运动和圆弧转向运动。通过机器人静态学和运动学的分析，了解了

5、它在不同状态下的受力情况，依据这些条件和总结了上几届同学研制的机器人样机的优缺点，重新设计了爬壁机器人本体机械结构，该结构设计简单、材质轻而强度大，易于控制，尤其是设计了上、下位置可调的吸附装置，这种方法增强了爬壁机器人的壁面适应能力。为了提高爬壁机器人的壁面吸附能力，还选用了特殊的磁路结构，即，N、S永磁铁附着轭铁的乙型磁路结构。(3)72辽宁石油化工大学硕士学位论文对爬壁机器人控制系统的驱动模块、电机测速模块、倾角检测模块、姿态控制模块等几个主要的功能模块做了系统的硬件电路设计和软件程序设计。在此基础上，

6、运用经典的PI运算控制算法完成了对爬壁机器人运动姿态变化的控制与调节。通过搭建实验平台对爬壁机器人的运动能力、越障能力、负载能力和纠偏能力等进行了实验测试。实验结果表明，研制的爬壁机器人具有运动平稳、速度可调、纠偏能力强等特点，不足之处是负载能力偏低，其余各项性能指标都达到了设计的预期目标。最后，对本课题所作研究工作进行总结，针对设计的爬壁机器人功能上的不足提出了改进意见，并对今后的研究方向做出了展望。关键词：爬壁机器人，永磁吸附，四轮驱动，倾角传感器，PI控制器TheResearchonaMethodofN

7、on-destructiveTestingof72辽宁石油化工大学硕士学位论文VerticalMentalTank—DesignofaWall-ClimbingRobotBodyABSTRACTResearchonNDTtestingmethodsofverticalmetaltank,themainpurposeistodetectthecorrosionoflarge-scaleverticalmetaltank,toprolongtheservicelifeofverticalmetaltankandg

8、uaranteeitssafetyoperation.Ontestingtheverticalmetaltank,requireanfreedommovementcarrier(e.g.WCR)ontankwall-mountedtocarriestestingequipmenttocompletetestingtasks.ThisissueiscollaboratedbytheLiaoningSh