水平井牵引机器人自动定心机构动态仿真

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1、石油勘探与开发1042010年2月PETROLEUMEXPL0RAT10NANDDEVEL0PMENTVo1．37No．1文章编号：1000—0747(2010)O1—0104—07水平井牵引机器人自动定心机构动态仿真白相林，张旭堂，刘文剑(哈尔滨工业大学机电工程学院)基金项目：“863”国家高科技计划资助项目(2007AA06Z231)摘要：牵引机器人输送技术是油田水平井测试中仪器输送的有效手段，自动定心机构是牵引机器人的辅助支撑，用来承受牵引机器人的自重，使机器人始终保持与管道同轴。通过对弹簧蓄能轮式定心机构结构形式与工作原

2、理的研究，建立了偏置式4对臂自动定心机构的力学模型；利用ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)的优化工具，分析了各结构参数与弹簧力的敏感系数，完成了结构参数的优化；根据优化结果建立了仿真模型，利用ADAMS的机械系统建模与仿真模块对其力学特性及动态性能进行了仿真研究，发现越障时结构上存在缺陷，由于两臂之间采用铰接，越障时不能形成独立的力封闭三角形。据此提出了改进方案，通过增加连杆来消除两臂间的制约关系。改进后的模型在越障时避免了单侧轮受力，减少了冲击，提高了机器人运动

3、的平稳性。图9表3参19关键词：水平井；牵引机器人；自动定心机构；动态仿真中图分类号：TEl32文献标识码：ADynamicsimulationofauto—centralizerforhorizontalwelltractionrobotbasedonADAMSBaiXianglin，ZhangXutang，LiuWenjian(SchoolofMechatronicsEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Tractionrobo

4、tconveyingtechnologyisefficientinhorizontalwelllogging．Auto—centralizeris3nassistantsupporttobeartheweightofrobotandcenterrobotinoiltubewhilelogging．Themechanicalmodelforauto—centralizerwithfourpairbiasarmswasbuiltbasedonspring—levermechanism．ADAMS(AutomaticDynamicAn

5、alysisofMechanicalSystems)wasappliedtoanalyzethesensitivenesscoefficientofstructuralparametersandspringforce，thusoptimizingthestructuralparameters．Consequently，asimulationmodelwasbuiltbasedontheoptimizationresult，andasimulationstudywascarriedoutonthemechanicsproperty

6、anddynamicperformancewithADAMSmechanicssystemmodelingandsimulationmodule．Theresultsimpliedthattheoriginalstructurehadadisadvantagewhilecrossingobstacles．Furtherstudiesindicatedthatthecouplinghingejointbetweenthepairarmscouldn’tformaclosedtriangleofforcewhilecrossingo

7、bstacles．WehaveemployedanimprovedstructuretoovercomeitbyaddingaconnectinglevertOeliminatetheconstraintbetweenthearms．Contrastexperimentsshowthatthenewstructureavoidsbearing1oadwithonesideandhaslessshockwhilecrossingobstacles，thusimprovingthesmoothnessofmovementforthe

8、tractionrobot．Keywords：horizontalwell；tractionrobot；autocentralizer；dynamicsimulation性元件蓄能的定心机构；Jolio等研制出基于六连杆的0引言定心机构；Guerrero等设计出