管道机器人分解ppt课件.ppt

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1、管道机器人PipeRobot研究背景意义特种机器人，是指除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人和管道机器人等。管道的空间、路况、光线，以及工作环境的限制管道机器人区别于其他机器人，又有它的用武之地2021/7/272研究背景意义20世纪70年代以来,石油、化工、天然气及核工业等产业迅速发展,各种管道作为一种重要的物料输送设施,得到了广泛应用。但是它们常架设在空中或埋在地下，形成错综复杂的管网。受空间或地理位置的限制，人们很难直接介入，使人工检修不仅困难，而且成本高。同时由于腐蚀、重压等作用,管

2、道不可避免地会出现裂纹、漏孔等现象。而管道所处的环境往往是人们不易或不能直接接触的。管道机器人的由来管道机器人应运而生2021/7/273研究背景意义2005年，上海在采用“凤凰工艺”对旧煤气管道进行改造时，运用了可视屏幕遥控操作的管道机器人进入管道进行全面巡查和修补作业，取得了较好的效果，实现了地下管道非开挖修复，成功地在延安东路闹市区施工，修复了一条长1500m的地下煤气管道。中央空调风管内的灰尘等是传播病毒的载体。科学家曾做过一项对比实验:开空调1小时后，室内空气中细菌的含量是不开空调房间内的3一4倍。城市“大楼病”的诸多病因中，中央空调常常是罪魁祸首。因此需要

3、重视中央空调管道的清洗。案例2021/7/274管道机器人管道机器人是一种可沿管道内部或外部自动行走的特种机器人它可以携带一种或多种传感器及操作装置，在操作人员的遥控操作或自动控制下，能够进行一系列的管道检测维修作业的机电一体化系统。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、管道裂纹及管道接口焊接装置、防腐喷涂装置、简单的操作机械手等2021/7/275管道机器人管道机器人常用于石油、化工、核工业、城建等许多工程管道的管道质量检测、探伤、故障诊断、清洁、喷涂、焊接、管道维修等众多方面……2021/7/276国内外研究国外关于燃气管道机器人的

4、研究始于20世纪40年代；管道检测机器人技术于90年代初得到了迅猛发展并接近于应用水平。由于70年代微电子技术、计算机技术、自动化技术的发展,2个行走轮4个支撑轮腿：电机驱动（以适应不同管径）一般认为，法国的J.VERTUT较早从事管道机器人理论和样机的研究，1978年他提出了轮腿式管内行走机构模型IPRIV，该机构虽然简单，但起了抛砖引玉的作用。2021/7/277国内外研究日本管道机器人的研究众多，如，东京工业大学航空机械系ShigeoHirose和HidetakaOhno等，于1993年开始研究管道机器人，先后研制成功了：适用于φ25mm管道的Thes-Ⅳ型管道

5、机器人适用于φ50mm管道的Thes-Ⅰ、Thes-Ⅱ型管道机器人适用于φ150mm管道的Thes-Ⅲ型管道机器人。2021/7/278国内外研究Thes-Ⅰ型管道机器人，特点：轮子的倾斜角可以随着阻力大小的改变而改变,当机器人的负载较大时,轮子的倾斜角将产生变化,从而减小行走速度,增加推进力。总长为300mm,质量只有310g。Thes-Ⅲ型管道机器人，特点：“电机-蜗轮蜗杆-驱动轮”的驱动方案；每个驱动轮都有一个倾斜角度测量轮,测量机器人的倾斜角度，并反馈给电机从而保证管道机器人的驱动轮以垂直的姿态运动；该管道机器人系统通过CCD摄像头实现信息的采集，整个系统采用

6、拖缆控制方式，检测距离超过100m。2021/7/279国内外研究美国纽约煤气集团公司(NYGAS)的DaphneD‘Zurko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———EXLORER。主要特征：一次作业检测距离长，采用无缆方式；可以在铸铁和钢质煤气管道中，低压和高压条件下工作；可以顺利通过90°的弯管接头和垂直管道；与外部采用无线通讯方式；2021/7/2710国内外研究国内在管道机器人方面的研究起步较晚,而且多数停留在实验室阶段。目前国内外管道机

7、器人的研究成果已经很多，可是在微小管道、特殊管道（如变径管道、带有U型管的管道）进行检测、维修还刚起步，但是由于该类管道在各个领域的广泛应用，因此研发该类机器人极具吸引力。2021/7/2711国内外研究哈尔滨工业大学邓宗全教授在国家“863”计划课题“X射线检测实时成像管道机器人的研制”的支持下,开展了轮式行走方式的管道机器人研制。研究成果主要用于大口径管道的自动化无损检测。并相继进行了管道机器人弯道通过性、弯道驱动控制等方面的理论实践研究。该机器人特点：适应大管径(大于或等于<900mm)的管道焊缝X射线检测。一次作业距离长,可达2km。实现了管