介質(zhì)流驅(qū)動能源自給式管道機器人.pdf

1、本文研制了一種利用介質(zhì)流驅(qū)動、移動速度可控、并能在線獲取電能的新型管道機器人。該機器人由介質(zhì)流壓差驅(qū)動單元、在線取能單元、速度控制單元、變徑支撐裝置等部分組成。介質(zhì)流壓差驅(qū)動單元由開口可變式皮碗組成，可以實現(xiàn)機器人在管道中利用流體的能量而自主行走，通過控制開口的大小，可實現(xiàn)機器人按照期望的恒定速度進行運動；同時，在線取能裝置將通過機器人的流體能量，由葉輪驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)換成控制及檢測系統(tǒng)所需的電能。與傳統(tǒng)的壓差驅(qū)動方式相比，該機器人系統(tǒng)具有

2、速度可控的優(yōu)點，同時還可以將流體的能量轉(zhuǎn)換成機器人所需的電能，對于管道機器人的長距離作業(yè)具有重要實用價值。本文重點討論對機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　 根據(jù)這一原理，本項目對節(jié)流口可控式驅(qū)動單元、在線取能單元、變徑支撐裝置、速度控制單元進行了詳細設(shè)計；對將流體能量轉(zhuǎn)換成電能的主要環(huán)節(jié)進行了理論分析，優(yōu)化了流道結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高了速度控制的精度、提高了取能效率；同時，對機器人在外界未知環(huán)境因素作用下的速度穩(wěn)定性控制、機器人對管道的適應(yīng)性等關(guān)

3、鍵問題進行了理論分析，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)的選擇、自動控制系統(tǒng)的搭建等方面給予了技術(shù)保證。
　　 為了驗證本項目所提出的系統(tǒng)設(shè)計思想的可行性，研制出一套機器人系統(tǒng)，并以高壓輸氣管線為背景搭建了一套驗證性模擬運行裝置，完成了機器人在模擬運行環(huán)境中的運行試驗。當輸氣參數(shù)變化時，機器人可以保證按照預先設(shè)定的速度穩(wěn)速運行；同時，在機器人行進過程中可以實時獲得電能。
　　 通過實驗證明：本項目所提出的利用介質(zhì)流的動能驅(qū)動機器人在管道內(nèi)