模块化管道清洁机器人设计与通过性分析

为提高小型油气运输管道内壁结垢的清理效率，设计一种能在300～450 mm直径管道中工作的模块化履带管道清洁机器人。针对具体情况确定管道机器人的整体结构设计，使得机器人能够通过不同的组装形式适应不同工作环境，并介绍了机器人的工作原理；对可柔性变径的履带式行走机构及机器人的管径适应性进行力学分析，同时分析机器人在管道中的几何约束运动和运动情况，并在ADAMS中分析机器人在管道中的通过性。结果表明：管道机器人的设计合理，相关变径几何约束以及运动约束条件正确，机器人能够在设定管径范围内的直管与L形弯管中正常行走。     

管内锚固式相贯线专用焊接机器人

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空问焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人.机器人以管道内壁为锚固对象,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.机器人利用3个关节对焊枪位置进行控制,利用2自由度的自动定心手腕机构对焊枪进行姿态控制,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制.针对该专用焊接机器人,建立了焊接机器人的运动学模型,给出了机器人运动学模型解法.实际焊接试验表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求.     

油烟管道清洗机器人设计

文章在油烟管道清洗机器人的机械结构设计的基础上,重点研究了基于单片机控制的油烟管道清洗机器人的开放式控制系统,完成了清洗机器人的控制策略和控制系统的软硬件结构的实现.通过运动控制模块,避障检测模块、视频监控、遥控模块的设计,完成了变位履带式移动装置驱动、管道内壁喷淋冲洗及视频监控工作任务.该机器人结构简单、控制灵活,系统工作稳定,为油烟管道清洗机器人监控自动清洗技术的进一步研究提供了平台.     

技术信息

粉煤管内壁检测机器人的开发 日本中部电力最近开发了检查输煤管内壁状况的“粉煤管内壁检测机器人”。 该机器人系统由检查机器人、电缆输出装置、操作车、操作支持 ＣＡＤ用微机构成。机器人采用磁性脚轮吸附自走式，可垂直移动，能接触水平部位及曲线部位，重量轻 ２７．７ｋｇ，体积小（ ６９０ ｍｍ ×３２６ ｍｍ ×６０ｍｍ）。该系统还装备有前方监视用固定式及测试监视用可动式ＣＣＤ摄像机各１台、照明灯３个，以及厚度测试用超声波装置、行走距离测试仪、角度检测仪、粉煤精除器。可测壁厚的超声波测厚仪探头设在机器人前面，可…     

圆形管道机器人的机构设计与运动分析

研制了一种适应圆形管道的管道探测机器人，机器人搭载实时视频传输系统，具有主动变径机构和可以独立控制的驱动模块。机器人通过主动变径机构的调整使驱动模块上的履带适应圆形管道内壁尺寸。为了分析机器人在圆形管道内部的运动位姿特性对机器人进行了运动分析，使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算，研制了机器人实验样机，搭建了机器人管道內部运动适应性实验平台，在水平管道和坡度管道情况下对机器人运动特性开展了实验及分析。研究结果表明，该机器人在圆形管道中具有较好的运动适应性能。     

基于模糊控制的排水管道自主清淤机器人

为了替代人工完成地下排水管道清淤工作,提出一种可以在电动机的驱动下沿着排水管道自主行走,同时对伸入管内的树枝或油污沉积形成的钙化物进行自动清理的新型机器人。利用光电编码器、倾角传感器和超声波传感器实时检测机器人工作状态和作业环境的变化,并通过引入模糊控制算法,实现驱动步进电动机过载调整、机器人姿态调节以及基于载荷变化的速度调节,从而极大地提升了机器人的自主作业能力,为获得更好的清淤效果奠定了理论基础。     

中央空调风管清洁机器人关键技术研究

为增强风管清洁机器人的管道适应性,根据国内中央空调风管特点,提出一种风管清洁机器人自适应调节机构。分析了机构的工作原理、力学特性,建立了数学模型,进行了仿真。为增大机器人的最大行走距离,将电源载波技术应用于机器人的通信系统。给出了载波电路图,制定了通信协议,描述了通信流程,实现了线缆内电源线与信号线的复用。研究成果应用于中央空调风管清洁机器人中。结果表明:调节机构对国内风管有极强的适应性,载波技术的应用增大了机器人的最大行走距离。     

自适应管道打磨机器人的通过性分析与仿真

针对管道机器人难以检测打磨管内缺陷且通过性差的问题,设计一种自适应管道内壁检测打磨机器人,研究其在直管、弯管以及障碍管中的通过性能。提出管道机器人的结构方案,分析其行走驱动装置及作业装置特点;建立机器人的运动学模型,结合结构在管道内的受力,对机器人在不同管道内运动的受力状态、几何约束与运动特性进行分析;运用ADAMS仿真软件和整体化仿真方法,对机器人在管道中的通过性能进行仿真分析。结果表明：该机器人可以通过水平直管、弯管和内含10 mm高环形障碍的管道,但机身速度、压力和车轮的接触力存在一定波动;在通过弯管时,采用内外车轮差速、外扩变径机构,可降低内耗、增加贴合力。     

管道对接焊缝超声波检测信号特征提取方法

为提高管道对接焊缝超声波检测信号特征提取的精度和效率，提出管道对接焊缝超声波检测信号特征提取方法。利用超声波技术获取焊缝信号，并通过信号叠加融合得到焊缝超声波检测信号；用小波包自适应算法对采集的信号实施去噪处理；采用判断追踪算法对去噪后的信号实施分解，利用其在判断基上的投影获取管道对接焊缝信号特征。测试结果表明，所提方法去噪效果好、特征提取结果精确且提取效率高，可提升管道对接焊缝超声波检测的应用效果。     

全自动超声波快速变壁厚检测的一种方法

介绍一种利用更换探头架的方法，实现全自动超声波快速变壁厚检测的现场经验，具有容易操作、速度快的特点，在全自动超声波管道检测中具有指导价值。     

三相伞状支撑式管道清洁机器人的设计与研究

基于雨伞伸缩的结构,设计一种清洁中央空调通风管道内灰尘的机器人。该机器人由清洁单元和2组行走单元组成,其中清洁单元通过特制的弹簧使得清洁头可以自动适应管道直径大小的变化。行走部分由2组行走单元和连接机构组成,行走单元上沿圆周方向等距分布有3组伞状支撑结构。通过2组行走单元的配合,机器人可以顺利通过垂直管道和管径变化处。对3组伞状支撑结构进行力学分析,得出了合理选择驱动支撑结构运动的电机型号的数学公式。     

一种基于集成阀控制的管道机器人设计

针对人工检测排水管道存在的管道直径小及易燃、易爆等问题,设计一种基于集成阀控制的管道机器人。集成阀具有密封防爆、扩展性强等优点。该机器人采用气动动力系统、蠕动行走方式,能在一定范围内的变径管道中行走并转弯,完成管道清洗、检测等工作。控制系统采用下位机操作,通过缆绳到上位PC机集中控制。所设计的机器人具有安全防爆、动力保障性强、故障机器人回收维修方便、性价比高等优点。     

活塞杆内壁缺陷检测的超声波探头设计

针对飞机前起落架活塞杆内壁的超声探伤,设计制作了能与管件耦合良好并能保持一定入射角的曲面横波多晶探头,以产生所需声束,解决了活塞杆内壁探伤技术难点。     

管道清灰机器人的车箱设计

以管道清灰机器人为研究对象,针对管道内的具体情况和管道清灰机器人的工作环境和清灰要求,对管道机器人在装载灰尘过程中所需的结构进行了设计和分析.在机器人的本体结构上设计了一个车箱,参考了机构死点位置的原理,并用电机和蜗轮、蜗杆来控制车箱门,实现了自动清灰.     

基于任务优先级选择方法的双机器人协调联控研究

设计针对色谱仪的新型油气分离装置，从理论和实际两方面对装置核心部件进行介绍。验证该装置的气密性，并通过对管路内径、推气速度和接头长度进行正交试验，对油气分离关键因素间关系给出定量描述，优化油气分离结构。试验结果表明：该装置的气密性、油气分离方式具有较高的精度和效果，满足色谱仪自动进样的全自动操作。同时，该装置可与机器人配合作业，对绝缘油色谱分析的自动化实现有良好的推广作用。     

蠕动式污水管道清淤机器人

采用模块化方法对污水管道清淤机器人中的管道清理单元、推进舱、阀组和控制单元等模块加以组合,并对其进行了总体方案设计,给出了机器人蠕动行走液压油路方案,分析了其蠕动行走过程。介绍了系统上、下位机联合控制方案,同时描述了下位机在控制系统中的功能及其对应程序流程。在此基础上,研制了一台污水管道清淤机器人,并对其进行了实验。结果表明：该机器人在现有方案下能够实现预定的设计目标,管道清理检测质量良好,可降低工人工作强度。     

水库涵管检测用十字结构全向型管道机器人研究

该管道机器人是为了提高地方水利员人工检测水库(山塘)涵管隐患的工作效率而设计的,做到机器换人,大幅度提高野外检测效率.水库涵管检测用十字结构全向型管道机器人的结构是由一个十字结构作为机器人的基本框架,在十字的各个驱动腿顶端安装驱动轮,可以根据管壁具体地形自适应变化.该机器人的通行平面是管道中心水平面,可以最大限度地避开山塘涵管淤泥问题,且能大幅度提高管道错位越障能力.     

淬火油污垢处理技术及应用

长期使用的淬火油易发生变质，大量粘稠状的胶体粘附在散热器壁上，不利于换热，且很难清洗，影响生产，可采用加添加剂改性的办法，去除污垢，效果明显。     

锅炉高压蒸发器管泄漏原因分析

高压蒸发器管发生泄露。采用化学成分、金相、拉伸与能谱等方法对其材质进行鉴定,结果表明材质不是蒸发器管腐蚀泄露的原因。腐蚀形貌与射线检查结果表明:泄漏点主要发生在焊缝附近的热影响区,通过现场工况调查并结合未泄露管化学清洗前后形貌、酸洗模拟试验与内壁沉积物分析,表明内壁腐蚀特征与停用时积水情况有明显对应关系,酸洗过程不会对金属基体造成明显腐蚀损伤,腐蚀主要发生在化学清洗前;采用停用腐蚀模拟试验对现场工况进行还原,其结果与现场实际管子的腐蚀特征基本一致。因此,基建期间部分管子内局部有积水和污物导致发生停用氧腐蚀是本次蒸发器管泄露的主要原因。