直进轮式管道机器人的设计

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1、直进轮式管道机器人的设计　　直进轮式管道机器人的设计　　摘要　　管道运输在我国运用比较普遍，管道长期处于压力大的恶劣环境中，受到水、油混合物、硫化氢等有害气体的腐蚀。这些管道受蚀后，管壁变薄，容易产生裂缝，造成漏油的问题，存在重大安全生产隐患和济济损失。因此研究工程应用中的管道机器人具有很高的实用价值和学术价值。　　根据这些问题，我们设计一种新的行走机构并分析了其总体机械结构。本文进一步介绍了当前国内外的管道机器人的发展现状并提出了一种新的管内行走机构。它利用一个电机同时驱动均布在机架上并与管内壁用弹簧力相封闭的六个行进轮，从而实现了可以轴向直进全驱动的管内行走。　

2、　接着本论文重点对直进轮式管道机器人的运动机理和运动特征进行了分析和介绍。根据管道机器人的设计要求选择电机，介绍了电机选择过程，对其中关键的机械部件如蜗轮蜗杆传动部件、齿轮等进行了设计。该机器人具有较大的承载能力，可以在较高的速度下实现连续移动，由于该机构采用弹性装置支撑，所以该机构的管径适应性增大，是一种具有实用价值的移动机构形式。　　关键词：管道机器人；行走机构；弹性装置　　目录　　摘要I　　AbstractII　　1绪论1　　1.1本课题的研究目的和意义1　　1.2国内外管道机器人的发展状况2　　1.3国内外管道机器人的发展趋势8　　1.4论文的研究内容10　

3、　2管道机器人总体方案设计11　　2.1实现管内行走的几种典型机构11　　2.1.1螺旋轮式11　　2.1.2蠕动式12　　2.1.3直进轮式13　　2.2直进轮式全主动管内机器人的运动机理17　　3管道机器人的移动机构分析与设计18　　3.1管道机器人管内行走的基本条件18　　3.2直进轮式移动机构分析19　　3.2.1轮式移动机构的原理19　　3.2.2轮式移动机构的特点19　　3.3直进轮式移动机构的运动分析21　　3.3.1运动自由度分析21　　3.3.2运动速度分析21　　3.4移动机构的受力分析23　　3.4.1受力分析时的一些假设条件23　　3.4.2

4、移动机构前进时的受力分析24　　3.5直进轮式移动机构设计计算27　　3.5.1直流电机的选择27　　3.5.2传动部位的设计计算29　　3.5.3机架的设计31　　3.5.4标准件选择31　　3.5.5拉伸弹簧的设计32　　3.6管道机器人在管道中运动通过性分析32　　3.6.1曲率半径大小的影响32　　3.6.2微型管道机器人适用的管道口径33　　4直进轮式管道机器人实体建模34　　4.1Solidworks软件简介34　　4.2关键零部件的实体建模过程35　　4.3主要部位的连接36　　4.4装配图的实现37　　5总结38　　参考文献40　　致谢41　　附录4

5、2　　参考文献　　[1]谢文彬,杨建国,李蓓智,宋立博.管道检测机器人的研制.机械工程师,XX,14~16　　[2]田海晏,薛龙,孙章军.直进轮式微型管道机器人的行走系统设计.北京石油化工学院学报,XX,14(2):33~36　　[3]唐德威,梁涛,姜生元,邓宗全,于伟真.机械自适应管道机器人的机构原理与仿真分析.机器人,XX,30(1):29~33　　[4]邓宗全.管内作业机器人的发展与展望.机器人,1986,(6):471~478　　[5]邓宗全,王杰,刘福利,李笑,陈明.直进轮式全驱动管内行走机构的研究.机器人,1995,17(2):121~122　　[6]杨

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