管道机器人

现代工农业及日常生活中使用着大量管道,且多数管道安装环境人们不能直接到达或不允许人们直接介入,为进行质量检测和故障诊断,采用传统的全面挖掘法、随机抽样法或目前广为流传的SCADA系统法,工程量大,准确率低,管道机器人就是为解决这一实际问题产生的.它是一种可沿管道内部或外部自动行走、携有一种或多种传感器及操作机械(如操作手、喷枪、焊枪、刷子),在操作人员的遥控操作或计算机自动控制下,能够进行一系列管道作业的机-电-仪-体化系统.管道机器人可完成的管道作业有:     

微型管道机器人

前言 微型机器人是结构尺寸微小、器件精密,可进行微细操作的机器人。微型机器人是80年代末开始发展,现已成为国际上科技界一个热点的微电子机械系统(MEMS)研究开发的重要分支。它有着广泛的应用前景和社会需求。诸如信息技术中的控制系统和信息处理系统的微型智能机器人;用于操作血球、细胞的微机器人;医疗上用于诊断、注药、切除和修补的微型机器人等正在进行研究当中。对于那些人类无法进入的危险区域,如航天飞机,导弹、核动力工厂和石油化工厂的大量管道的     

架空线检查机器人

电力或通信架空线路可以称作是现代社会的生命线,必须保证其完好不受损坏.为此对架空线路要经常检查.以前的自动检查机都无法通过绝缘子等障碍物,所以效率低,为提高检查效率,开发了架空线检查机器人.架空线检查机器人的特点架空线检查机器人系统由控制装置和机器人本体两部分组成.控制装置放在地上,以东芝的FA3100E个人电脑作为控制电脑,还包括各种显示器,伺服控制器和通信设备等;而机器人本体则包括驱动各动作轴的马达及其传动装置、摄像机的电池等部件.此机器人系统的特点是在伺服控制器与伺服传动装置之间,以及在摄像机与图像接收器之间的信息传递都是无线的,这样就可以减小机器人本体的体积、重量及能量消耗.因而可以提高控制功能.机器人具有通过地上控制装置对前方监视摄像机的图像进行图像处理,推断出机器人本体围绕架空线的振动周期,从而使平衡轴动作以抑制机器人本体振动的功能.     

管道机器人的发展现状

按管道机器人的驱动方式——自带驱动力、利用管道内流体压力以及管外加推力的方式介绍了当前国内外的管道机器人的发展现状。指出研究工程应用中的特殊管道机器人具有很高的实用价值和学术价值。     

用超声波检测管道的机器人

日本NKK公司研制了一种利用超声波高精度检测管道腐蚀情况的机器人系统。60年代,各国铺设了许多远距离输送原油和天然气的管道,因而全世界都在采取措施以评定这些管道老化的情况。 该公司的机器人能以不到1毫米的精度(世界上最高的精度)测定管道的腐蚀情况,而且它所开发的分析软件可清除管道中气泡造成的超声波假数据。目前,美国Texaco国际石油公司的荷兰分公司已向NKK公司订购     

检查清理热电站进水管道的机器人

日本中国电力公司和三井工程与造船公司联合开发了一种清理和检查热电站进水管道的机器人,它能在电站运行中进行作业.     

履带式管道机器人及侧倾问题的研究

本文探讨了几种典型管道机器人的行走机理，介绍了我所研制的履带式管道机器人系 统结构，研究了管道机器人的侧倾问题．     

多模块蛇形管道打磨机器人的设计与分析

设计了一种由多个模块构成的蛇形管道打磨机器人,各个模块之间可以快速拆装,其中驱动模块为机器人在管道中前行提供动力牵引.该机器人可以主动适应内径为250 mm～450 mm的直管道、弯管道及其组合管道,可以在管道内部实现以打磨作业为主的作业功能.同时,提出了适用于蛇形管道打磨机器人自身过弯管的速度模型,通过对机器人的力学分析得出各个模块之间相互作用力的计算方法及影响机器人在管道内部转体运动发生的因素.在ADAMS软件中进行了虚拟样机仿真验证,初步验证了蛇形管道打磨机器人的通过性并得出机器人在管道内部前行的最佳匹配.最后,搭建了实验平台,制作了机器人真实样机,验证了机器人对内径为250 mm～450 mm管道的适应性、通过性及作业效果.     

六自由度喷涂机器人示教检查的研究

通过介绍目前喷涂机器人的研究现状.引出在工业级计算机IPC与运动控制卡的平台上研制六自由度喷涂机器人的可行性.在参考其它工业机器人的示教检查的基础上,本文提出符合6自由喷涂机器人工作要求的新的示教检查的方法,并详细介绍示教检查中单步检查、连续检查和干运行三部分的程序流程及具体实现途径.     

管道检测机器人设计与实现

为了简化管道检测流程和提高效率,设计了一种以通信服务模块为中心的管道检测机器人系统.从硬、软件两方面介绍了该嵌入式系统的设计和实现方法.硬件部分采用低功耗、高性能的STM32处理器作为客户端,通信服务模块采用高通AR9331路由器处理芯片.软件部分主要使用基于Linux的小型开源系统OpenWRT,实现了运动控制、视频采集、参数检查、网络数据收发、级联工作等功能.根据管道机器人的特殊工作流程,制定了一套适用于管道检测的通信协议,保证了机器人的正常工作,提高了检查效率.各种测试结果表明该嵌入式系统设计合理,整体上满足管道检测机器人的各项功能要求.     

一种新型管道内微机器人的研究

本文描述了一种微管道机器人的结构与控制,分析 了这种微管道机器人的移动原理,该机器人借用仿生学原理,结构独特、简单、新颖,运行 速度快,能方便地实现前进和后退,可以在各种形状的弯管内运行．具有自学习功能,实现 了智能控制．该机器人的直径为8mm,最小长度为16mm,最高运动速度为40mm/s,牵引力大于 0.5N．该机器人可用于核电站航天飞机等其他特殊领域的微小型管道的检查,维护．     

基于单片机的管道激光除锈机器人

基于生产生活中的管道除锈工作和功能需求,设计了一款利用双向螺纹的螺杆来控制机器人展臂的自适应管径的机器人。以嵌入式单片机STM32F03为控制中心,通过42大扭矩步进电机带动螺杆转动操控展臂的收缩伸展,利用大扭矩直流减速电机带动机器人在金属管道中移动。用户通过显示屏可实时观察到摄像头拍摄到的管道内情况,操作手柄遥感控制舵机云台执行激光除锈操作。通过现场调试,最终实现了操控机器人即可观察检测到管道内的情况以及完成除锈操作。该类机器人的稳定性与可操作性强,有推广价值。     

融合视觉和嗅觉的管道探测机器人的设计与实现

介绍了一种新型管道探测机器人系统．采用视频分划生成的十字线,对管道内的视频图像信号中的目标信号进行识别和判断;利用气体传感器对管道内残留的有害气体进行识别和判断,并融合两部分的判断结果送入控制系统,用以控制机器人的移动和对目标执行动作．本系统采用巧妙的机械结构有效实现机器人在直管和弯管进行简易、快速、准确的检测．通过原理样机验证了这套系统的可行性．     

渗滤液导排管道检测机器人的研究

针对垃圾填埋场渗滤液导排管道检测的需要,研究了一种基于CCD摄像方法的管道检测机器人系统,该系统主要由机器人的驱动装置、预清洗装置、检测系统、控制系统和地面工作站等组成.详细介绍了管道检测机器人的系统总体设计和各组成部分的功能.经系统测试和现场实验表明,该系统能够在管道内平稳运行、传输出清晰地管道内壁图像、完成管道清洗的工作,实现管道机器人的远程信息的交换和控制.     

一种新型中央空调管道机器人的设计

论文根据集中空调管道清扫的特点,设计了一种新型的空调管道机器人,并以自行研发的集中空调管道机器人样机为例,介绍了其传动机构、运动机构的设计,系统功能的实现以及由些引出采上位机与下住机的通信方式的问题.设计中采用三轮三角形布置的轮式移动载体,选用RS-485作为通信电气标准,实现51单片机控制端与Pc机的通信.在操作员的远距离遥控操作下,空调管道机器人在管道内部自动行走,并携有操作机构和辅助设备(CCD摄像机、管道清洁扫等),进行一系列管道清扫作业.     

微小管道涡流检测机器人系统研究

微小机器人系统Tubot II型是适应20mm管道内缺陷的自动探测系统,它由一个两级 计算机控制的管内移动机构携带涡流探头,外加涡流分析仪和记录设备等组成．本文专述Tu bot II系统设计、关键技术和性能试验．这套机器人系统经产品化开发后可望应用于诸如核 电、化工、制冷和公用事业等的非磁性金属管道的定期检查．     

管道内微机器人弯管运动的动力学稳定性

介绍了一种新型管道内微机器人,根据该机器人建立了有摩擦接触的微机器人受限运动的动力学模型,用奇异摄动法解释了降阶刚体模型接触力稳定性的附加条件,利用该模型分析了管道内微机器人在弯管内运动的稳定性。     

工业管道系统设计的干涉检查

介绍了在工业管道设计过程中干涉检查的重要性。论述了干涉检查的内容和管道干涉的状态分析。针对不同情况,分别用三视图法和公垂线法来判断管道是否出现干涉现象。在管道设计中及时对管道进行干涉检查,不仅能够减少了工业管道系统的设计时间,而且能够提前发现设计错误,从而提高工作效率。