平行管道外周向翻轉除垢機器人設計.pdf

1、管道運輸已經廣泛應用到國民生產,“三高”原油長距離管道輸送中由于原油流動性差通常采用平行直導熱管式加熱爐加熱輸送,但由于燃燒控制不佳而導致的導熱管結焦會嚴重影響熱交換效率,本文在比較國內外管道作業(yè)機器人的結構和功能的前提下,設計了一種翻轉式爐膛清掃機器人,適應加熱爐內導熱管平行分布且在管道間沒有連接的特殊結構,能在平行管道間有完全借助自身的結構實現(xiàn)繞管道翻轉換道和沿著管道行進,可用于平行直管加熱爐爐膛內管道的自動清灰,將工人從高粉塵的惡

2、劣清掃工作環(huán)境中解脫出來,大大降低了工作強度。
　　本機器人包括行走機構、清掃機構和翻轉機構三個模塊。行走機構為輪式結構,包括夾緊和放松兩種工作狀態(tài),夾緊狀態(tài)時保證機器人的可靠定位及移動所需的力的支持;放松狀態(tài)則為環(huán)管道翻轉運動提供方便,不產生額外的翻轉阻力,由于兩種狀態(tài)需要頻繁轉換,采用力封閉的支持方式提高轉換的靈活性和可靠性。清掃機構從刷絲自身相關參數(shù)、刷子的操作參數(shù)等方面對影響刷子清掃效果的因素進行了討論,以定量控制接觸壓力

3、和清掃速度等因素,實現(xiàn)機器人的清灰面積率達到85％以上。翻轉機構利用摩擦力實現(xiàn)環(huán)管道運動,采用雙主動輪并聯(lián)驅動方式的解決方案,克服了皮帶打滑,并從動角特性和伸長量特性定量分析方案的有效性。
　　本文對行走、翻轉、清掃等主要工作狀態(tài)進行了受力分析,為合力排布驅動源、優(yōu)化控制系統(tǒng)結構及其適應性提供了基礎。針對機器人出現(xiàn)的故障和問題,分析故障原因,并進行了優(yōu)化和改進,經實驗驗證,證實了改進方案的有效性和冗余性,基本具備了自動清掃平行直導