外管式爬壁机器人的设计

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1、外管式爬壁机器人的设计关键词：外管机器人，爬管机器人，管道检测，机构设计植物中的管道，包括发电厂和化工厂，需要稳定的保养，因为管道内流体的腐蚀和磨损和外部环境的发生。但是，作为检查管道的过程不是自动的，手工检查是一个非常耗时的工作。因此，为了减少检查时间和成本，我们提出了管道爬壁机器人管道检测。所提出的机器人是适用于工厂的操作，因为这个机器人是一个出管式，它允许它移动以外的管道。并且机器人可以覆盖直的和弯曲的长度可调的独立控制和驱动轮在不同直径的管道。该机器人的机构和控制系统的设计已经提出并且所推荐的机器人的可行性已被攀登实验证明。1.简介

2、各种植物，包括核电厂，在其结构体系中使用各种管道。由于在管道内的流体和外部环境存在的连续腐蚀和磨损，管道的检查对植物和设备的维护是至关重要的。作为检验过程，通常是无损检测（无损检测），因此，管道是不是自动化的，这样的手动测试通常是非常耗时的任务，通常由设置检查位置，安装的无损检测设备，释放的无损检测设备我的管道，并改变检查位置。因此这个过程的自动化有一个稳定的迫切需求。然而，大多数的原型已经是沿管道内移动的管道类型。使用这些设备如果不先关闭工厂是困难的。因此，我们提出了一种可以克服管道机器人模型限制的外管式爬壁机器人。一些研究小组报告了管式

3、机器人。基姆等人。提出了一种尺蠖式巡检机器人重加压水反应堆核电站。但是这个机器人是用于小型管道并且它的最大移动速度由继承的限制它的结构和移动基于尺蠖原理限制到1.5毫米/秒。和二汤川，等人报道了磁轮式管道机器人可避免对管法兰，但无法移动沿遏制管道。并联机器人是由日本坂等人提出的。这个机器人有一个圆形的扫描轨道，可以沿着弯曲的管道移动。但它不能主动覆盖管道的不同半径。由于这项研究的最终目标是开发一个机器人包括直管和弯管和覆盖范围在10英寸（254毫米）和30英寸（762毫米）之间的直径，我们提出了一个管式管道机器人能够沿着直线和各种管径管道弯

4、曲。在第二章中，对结构和执行器的设计进行了描述。在第二章中，对结构和执行器的设计进行了描述。直管和弯管的实验结果在4章提出了。2.设计2.1机构设计我们的第一个设计目标是创建一个模型能够覆盖的范围内在254和762毫米之间的管道直径，但因为508毫米的覆盖直径太大不能用一个机器人覆盖，我们决定设计2种类型的机器人相对于覆盖直径。因为每个机器人的结构和工作原理是相同的，我们将提出的覆盖直径为从300毫米到500毫米的机器人。机构设计的主要目的是使一个机器人能够沿直线和弯曲的管道移动，以及覆盖管的一个大品种的直径。图1显示了由主机，驱动模块，固

5、定和运动稳定器组成的设计机器人的概述。主机是机器人的基础上，驱动模块和持有人连接。主机是驱动模块和稳定器连接的机器人的基础。它有一个开放的'碳'的形状结构，以避免障碍，其直径为1000毫米，以覆盖300毫米和500毫米之间如图2所示的大口径管道。在驱动模块和支持机构的结构和更换的线性致动器的轻微修改，覆盖范围可以很容易改变。驱动模块由一个线性致动器和一个驱动轮组成，并产生2度的自由运动：在管的轴向方图1所设计出的管道式管道爬壁机器人图4额外的稳定器，运动的稳定剂，和加强筋。图2所提出的机器人的覆盖范围图5钢筋主机与131牛反应力各三点变形。

6、表1大型机的零件清单零件名称尺寸（毫米）材料主机的弯曲部分（hfs6）A30×30,R500A6061加强筋的直线部分（hfs5)A20×20A6061加强筋的弯曲部分（hfs5）A20×20,R500A6061图3由直线驱动装置和驱动轮组成的驱动模块向上的驱动运动和管的径向方向的直线运动如图3所示。驱动轮的径向运动的线性致动器具有100毫米冲程，并调整在径向方向上的车轮的位置。由线性驱动装置提供的正力允许机器人在没有滑动的情况下保持连接的管道，不管管道直径。主机上有三个驱动模块，每个驱动轮独立控制，机器人可以沿着弯曲的管道移动。三个驱动模

7、块分别位于主机上以在120小时时间间隔支持机器人的运动，图4中的另外2个支架被安装以增加支架的支撑力，以使机器人需要保持扫描或紧急状态的位置。这2个稳定器是连接在主机上的180个时间间隔面对对方，并实施由线性致动器相同的驱动模块。在早期阶段，结构分析表明，该主机具有足够的刚度。然而，由于大型机是由螺栓连接三件组装，大型机的刚度减弱，变形过大。因此，我们增加了加强筋，如图4所示，在主机上。从加固主机的结构分析，图5所示，我们能够证明，新的主机减少了2的支护力计算的变形。该设备在主机两端经受的最大变形是7.4毫米，这被一个相比之前的无加强筋肋的

8、模型的因子2减少。并且阻尼式运动稳定器安装在加强辅助机器人上保持稳定在运动过程中。图6管道与驱动轮之间的作用力图7控制程序和图形用户界面主机，加劲肋，和稳定剂是由商业化标准的铝合