船舶管道機(jī)器人的設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、船舶管系是船舶的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著船舶燃油、冷卻水等的運(yùn)輸，是聯(lián)系主輔機(jī)與相關(guān)設(shè)備的脈絡(luò)。由于船舶管系一般處于高溫、潮濕等環(huán)境，因此極易發(fā)生損壞，出現(xiàn)裂紋甚至斷裂，造成燃料或水的泄露。傳統(tǒng)的管系檢測方法不僅繁瑣，而且精度不高。而根據(jù)船舶管道特點(diǎn)研制的船舶管道機(jī)器人能夠進(jìn)入船舶管道內(nèi)部，很好的實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部裂紋、凹凸的檢測，能夠?yàn)榇肮艿赖娜粘＞S護(hù)與檢修提供可靠的信息。
　　本文首先介紹了管道機(jī)器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，研究了管道機(jī)器人無

2、損檢測關(guān)鍵技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展及應(yīng)用情況。在綜合分析現(xiàn)有管道機(jī)器人常用的幾種變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了基于變胞機(jī)構(gòu)的變徑調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。通過力學(xué)分析，驗(yàn)證了其可靠性。進(jìn)而結(jié)合驅(qū)動方案設(shè)計(jì)出了船舶管道機(jī)器人的機(jī)械機(jī)構(gòu)，該機(jī)器人具有機(jī)構(gòu)緊湊、傳動穩(wěn)定、變徑能力強(qiáng)、柔性好等特點(diǎn)，能夠?qū)軓綖?30～490mm的船舶管道進(jìn)行檢測。
　　其次對所設(shè)計(jì)的船舶管道機(jī)器人進(jìn)行了相應(yīng)的性能分析，在理論分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用ADAMS軟件對所設(shè)計(jì)的管道機(jī)器人在管徑

3、為480mm的管道內(nèi)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的船舶管道機(jī)器人具有穩(wěn)定充足的牽引力、較強(qiáng)的越障和彎道通過能力，能夠適應(yīng)船舶管道復(fù)雜的環(huán)境。
　　最后根據(jù)船舶管道內(nèi)部環(huán)境和管道檢測的要求，進(jìn)行了船舶管道機(jī)器人控制的軟硬件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)上采用模塊化設(shè)計(jì)，分別給出了各個(gè)模塊的硬件設(shè)計(jì)，并對關(guān)鍵芯片的選型給出了詳細(xì)的說明。軟件設(shè)計(jì)上針對管道機(jī)器人的功能特點(diǎn)分別給出了各個(gè)模塊的控制策略。根據(jù)所選的無損檢測-磁漏檢測采集的裂紋信號，運(yùn)用