资源描述：
《管内机器人驱动机构和控制系统设计开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、本科毕业设计（论文）开题报告题目：细管小型机器人驱动机构和控制系统设计学生姓名：何飞院（系）：机械工程学院专业班级：机械0702指导教师：刘雁蜀完成时间：2011年6月5日细管小型机器人驱动机构和控制系统设计开题报告1.课题意义工业管道系统已广泛应用于冶金、石油、化工及城市水暖供应等领域,因其工作环境非常恶劣,容易发生腐蚀、疲劳破坏或使管道内部潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故等.有毒有害、易燃易爆物品在失控状态下向大气泄漏、排放造成的危害是事故风险评价的重要指标.燃气管道(包括地下输油、输水管道)长期使用后,由于管内、管外介质的腐蚀,造成管壁减薄甚至出现裂纹和漏孔,导致
2、燃气的泄漏、爆炸等事故,严重影响正常的生产生活秩序.因此,必须定期地对这些管道进行检修和维护.然而管道所处的环境往往是人力所限或人手不及,检修难度很大,故通常对重要和不允许泄漏的管道采用定期或提前报废的办法,从而造成了巨大人力和物力损失;另一方面,燃气中的杂质在管道中沉积,造成燃气管道堵塞,从而影响燃气输配和应用系统的正常运行.目前关于地下输送管道的质检,常采用工程量十分巨大的“开挖”抽检方法,由于随机抽样法经常出现漏检,因而准确率低,效果并不理想,不但劳动强度大、效益低,而且往往会妨碍道路交通.因此燃气管道管内探测是一项十分重要的实用化工程,关系到燃气的安全、合理地应
3、用和管理。为解决这一问题，针对特定的环境要求，有学者研制了相应类型的管道机器人，其主要分管外与管内两种，以代替人工进行作业。显然，机器人的移动性能与环境适应能力是完成任务的关键。管道机器人是一种可沿管道内壁行走的机械，可以携带一种或多种传感器及操作装置(如CCD摄像机、位置和姿态传感器、超声传感器、涡流传感器、管道清理装置、管道裂纹及管道接门焊接装置、防腐喷涂装咒、简单的操作机械手等)，在操作人员的控制下进行一系列的管道检测维修作业。2.国内外研究现状早在二十世纪五六十年代，随着以油气管道为代表的大口径管道敷设工程的迅速发展，管道运行事故频繁发生，引起了人们对管道检测和
4、维护的高度重视。二十世纪七十年代，核工业等部门的管道和锥状容器的维护及检测需求刺激了管道机器人技术的研究和发展，同时，石油、天然气工业的发展也为其提供了广阔的应用背景。2.1．国外管道机器人技术研究现状从20世纪50年代起,为满足长距离管道运输、检测的需要,美、英、法等国相继展开了管道机器人的研究,其最初成果就是一种无动力的管内检测设备,一般译名称“管道猪”(PipePig)[3]。该设备依靠其首尾两端管内流体形成的压力为驱动力,随着管内流体的流动向前运动。它是一种被动的无自主动力的检测设备,依靠外力的作用而实现在管道中移动。随着计算机、传感器、控制理论及技术的发展,近
5、些年来,人们开始研究采用具有自主动力的机器人来进行管道检测。这种管道机器人能在管道中自主行走,可以准确接近管道的故障截面,获得故障状况的可靠信息,精确到达操作位置。日本东京工业大学航空机械系ShigeoHirose和HidetakaOhno等人于1993年开始研究管道检测机器人.成功研制出能适应Φ150mm管道的Thes—Ⅲ型管道检侧机器人。美国纽约煤气集团公司(NYGAS)的DaphneDpZurko和卡内基梅隆大学机器人技术学院的HagenSchempf博士在美国国家航空和宇宙航行局(NASA)的资助下于2001年开发了长距离、无缆方式的管道机器人系统—EXLORE
6、R，专门用于检测地下煤气管道的情况。德国工业机器人的总数占世界第三位，仅次于日本和美国。德国学者BernhardKlaassen、HermannStreich和FrankKirchner等人在德国教育部的资助下于2000年研制成功了多关节蟠虫式管道检测机器人系统MAKRO德国InstituteforAppliedMechanicsTechnicalUniversityofMunich的Dipl.-Ing.AndreasZagler开发了管道爬行机器人。综上所述，目前美国、德国和日本等国家的管道机器人技术处于世界领先地位，并且结合实际需要，注重产品的开发和应用，使得管道机
7、器人的应用得到了推广。2.2.国内管道机器人研究现状国内对管道机器人的研究己有20余年的历史。与西方发达国家相比，起步较晚，哈尔滨工业大学、上海交通大学、大庆石油管理局、中原油田及胜利油田等先后参与了这方面的研究工作。国内的管道在线检测技术大部分也应用了“管道猪”。近些年来,我国也开始对带自主动力的机器人进行研究，取得了快速的发展。尤其是哈尔滨工业大学机器人研究所，在开展大中口径工程用管道机器人技术研究中处于领先地位。哈尔滨工业大学邓宗全等人于1987年起就对管内行走机构进行了较深入的研究，并研制了“螺旋驱动式管内移动机器人”实验样机和平
