用于球罐超声无损检测机器人系统的设计

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1、球罐超声无损检测机器人系统负责人：金浩然参加成员：邵佳浩，方志强，史尧光目录题目理解1设计重点2目前进度3下阶段任务4题目理解球罐：球形储油罐；能够在球面上行走；超声检测：利用超声TOFD原理来检测焊缝；无损：超声检测本身的无损；爬行机构对球罐的无损；机器人：最终目标是制作一个机构。设计重点附着力：垂直角度，曲面；随动系统：探头始终保持与检测面一定的角度和距离；机械自锁：断电或者意外情况下，能够自锁；精度：检测点都是存在严格精度控制的无损：机械机构对球罐的无损；目前进度试验样机：测试附着力和结构的综合力学性能。目前进度附着力的测试自锁装置棘轮：具

2、有齿形表面或摩擦表面的轮子，由棘爪推动作步进运动。设计：在机构前进时，主要的自锁靠考步进电机，棘轮结构有部分的自锁作用，能控制机构单方向间歇运动。在断电时，利用弹簧自行将摩擦片压住磁轮，抱死磁轮让其无法转动。机构后退时，电磁块通电，将棘爪吸起，自锁装置解除。随动系统目的：为了使探头与被探测面的距离保持恒定。由电磁铁和弹簧结构组成，利用信号控制场效应管或者MOS管之类的开关电路，然后导通电路让电磁铁运作，将弹簧压缩，然后探头弹起，当开关电路关闭时候，弹簧下压，就能将探头压下。步进电机力矩计算机器人原先的设计重量3Kg，加上步进电机450g，电路板及

3、随动系统等700g，总重在4Kg左右。机器人轮子直径为52mm，设计采用12V动力矩3Kg的步进电机两台。可带动最大质量：其中第一个2倍为齿轮传动比，第二个2倍因为不仅有两部，0.95为步进电机传动效率。M=3×2×2÷2.6×0.95=4.38>4双向丝杆由于探头要根据焊缝的宽度调整位置，而机器人前进方向要沿着焊缝的中线，所以探头移动位置距离相等而方向要相反。为了解决这个问题，我们考虑用双向丝杆，丝杆的位置精度高，双向丝杆还能实现探头的同步移动，是较理想的选择。目前进度改进后的自动型机器人设计改进点：增加了步进电机，丝杆结构，以及机械自锁装置下

4、阶段任务完善细节功能的结构设计增设编码器，让开环结构变成闭环结构；增设弧度可变的横梁，适应球面；对电路以及控制系统的设计；采用单片机做控制系统的电路板设计；步进电机控制的编程；调试机械结构整体的稳定性和平衡能力；模拟铁质球面工作测量。ThankYou!