翻轉(zhuǎn)式爐膛清灰機(jī)器人的設(shè)計(jì).pdf

1、我國生產(chǎn)的原油絕大部分為“三高”油(即高凝固點(diǎn)、高含水與高粘度)，不宜或不可能等溫輸送。因此，加熱爐廣泛應(yīng)用于原油的遠(yuǎn)距離傳輸過程中，是油田勘探開發(fā)、油氣輸送中的重要設(shè)備之一。目前加熱爐多以管式加熱爐為主，原油在爐管內(nèi)部流動(dòng)，油(氣)燃料通過在爐膛內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量。然而，不可避免的問題是，加熱爐在運(yùn)行一段時(shí)間后導(dǎo)熱管壁表面會(huì)出現(xiàn)結(jié)灰現(xiàn)象。由于所積灰塵中含有酸性物質(zhì)，這會(huì)導(dǎo)致加熱爐熱效率大大降低，大幅度提高燃油消耗和運(yùn)行成本，同時(shí)也會(huì)腐蝕導(dǎo)

2、熱管壁，這是極其不安全的。因此，清灰工作是提高加熱爐熱效率和保證安全性的關(guān)鍵途徑。
　　 針對(duì)加熱爐爐膛的人工清灰工作較為困難而且危害工作人員健康這一現(xiàn)狀，并結(jié)合加熱爐自身特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種在加熱爐爐膛內(nèi)平行直管間可翻轉(zhuǎn)的機(jī)器人，來實(shí)現(xiàn)清灰除塵工作，并創(chuàng)新性地提出了自動(dòng)轉(zhuǎn)換軌道這一思想。
　　 本文首先闡述了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理，基于第二類Lagrange方程和虛功原理對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，建立并求解了相關(guān)動(dòng)力學(xué)方程；

3、通過牛頓力學(xué)采用整體法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了靜力學(xué)分析，求解了不同工作狀態(tài)下各部分的力學(xué)特性，為機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 基于模塊化設(shè)計(jì)理念，將機(jī)器人結(jié)構(gòu)按功能劃分成不同單元模塊，即翻轉(zhuǎn)、行走、清灰三大單元模塊，再根據(jù)劃分情況設(shè)計(jì)出機(jī)器人各個(gè)模塊的具體機(jī)械結(jié)構(gòu)；然后重點(diǎn)分析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中電機(jī)的選擇，并完成了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中參數(shù)選擇下的校驗(yàn)工作。
　　 基于機(jī)器人的工作原理和工作過程，設(shè)計(jì)了機(jī)器人的控制系統(tǒng)，闡述了控制