管道清潔機器人通過性研究.pdf

1、隨著工業(yè)管道的大量使用，管道需要檢測、維修、清理亟待解決，而管道是一種特殊環(huán)境，其特點是空間狹小，存在大量的非結構性管道，長期使用會造成堵塞，需定期清理，傳統(tǒng)的人工清理維修顯得極不現實，管道機器人在這方面的應用很有必要性。經過數十年的發(fā)展，管道機器人技術取得了長足的進步，但是距離實際應用還有一定距離，目前的管道機器人通過性主要局限在直管且智能化程度不高，對彎管，變徑管，T型管的通過性就顯得力不從心。本文著重對管道機器人在管道內的通過性進

2、行了研究。論文的主要工作如下：
　　(1)在查閱和掌握大量管道機器人相關文獻和資料的基礎上，并結合管道環(huán)境特點及作業(yè)需求，通過綜合對比分析，設計了新型的管道清潔機器人本體結構，最后基于PRO/E軟件對機器人進行了參數化建模。
　　(2)對管道機器人的運動學和動力學問題進行了詳細的分析研究，包括機器人的管內運動阻力、姿態(tài)偏轉、徑向調節(jié)運動、越障能力等問題。對于變徑機構，先建立其運動學、動力學方程，求得各個關節(jié)的速度、加速度、反

3、力，基于Matlab/Simulink建立了仿真模型，對其進行了運動學、動力學仿真。
　　(3)對彎管、T型管進行了幾何描述，并建立彎管數學模型和T型管的幾何模型；推導出機器人通過彎管、T型管所要滿足的運動條件，得出機器人在通過彎管、變徑管、T型管時，需滿足相應的運動條件；根據機器人行走機構與管壁的運動干涉問題，對行走機構進行了改進，并建立行走機構的運動學、動力學方程，對其進行了仿真。
　　(4)基于 ADAMS軟件對機器人