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1、外管道檢測作業(yè)機 器人總體設(shè)計 導(dǎo) 師 : 論文框架 研究背景 課題方向 論文要點 結(jié)論 1 2 3 4 研究背景 1.目前，管道的應(yīng)用十分廣泛，無 論是在 家庭、 石油儲運、天然氣運 輸還是在國防科技都 少不了 對于管 道的運用。 2.工業(yè)管道系統(tǒng)十分狹窄，人員大 型機械都難以接近 ，導(dǎo)致人員傷亡 率增加、維修成本高。 課題方向 1.“廣”，指它可以攀爬各種方向 的類似管道形物體并可以同時承載 各種儀器在各種環(huán)境中進行作業(yè)。 2.“簡”，指結(jié)構(gòu)簡單，維修成本 低。 3.“新”，指體積上

2、是行走機器人 中較小的類型，其作業(yè)空間不需要 太大。 論文要點 1.動力裝置 2.攀爬手臂 3.管道攀爬機器人的功能及其運 行原理 二維草圖 俯視圖 二維草圖 主視圖 1.動力裝置 在第一、第三機械手臂中部分分別 設(shè)有電動機，提供攀爬動力，同步齒輪 傳動向上提升手臂。 2.攀爬手臂 1.管道攀爬機器人主要由 3只手臂構(gòu)成。手臂可以自由張 開、閉合。每個手臂呈半圓環(huán)形，自動鎖閉，減小機械 手的動力系統(tǒng)負載。 2.手臂動力系統(tǒng)：電動機帶動內(nèi)部螺桿旋轉(zhuǎn)使手臂后部 距離產(chǎn)生變化，利用杠桿原理使手臂自由張開閉合，使 機器可以牢固地抓住攀爬對象。 3. 爬

3、升系統(tǒng)：電動機傳動同步齒輪帶動螺桿旋轉(zhuǎn)達到各 手臂之間距離改變的效果。管道攀爬機器人可以自由更 換手臂進行高空焊接，安排傳感器等檢測裝置可以進行 管道的檢測維修。 3.管道攀爬機器人的功能及其運行原理 管道攀爬機器人主要是有 3對機械手臂構(gòu)成。第一對 手臂張開后動力裝置將手臂向上提升一定距離，然后第 一對手臂閉合加緊管道，之后，第二對、第三對手臂分 別進行相同的動作，以達到攀爬的目的。為保證機器能 夠安全穩(wěn)定攀爬，攀爬時始終保持有兩對手臂加緊管道 。管道攀爬機器人自動攀爬到事故端時， 3對機械手臂 同時抱緊，等待承載的儀器作業(yè)。當工作結(jié)束后，管道 攀爬機器人自動返回起始位置等待回收或接受下一個任 務(wù)。每只手臂呈半圓環(huán)形，自動鎖閉。它們是攀爬主體 。手臂內(nèi)部設(shè)有電機，提供動力，帶動內(nèi)部螺桿伸縮， 并與外部手臂構(gòu)成杠桿，利用杠桿原理使手臂張合，從 而達到攀爬的目的。 管道攀爬機器人采用蓄電池或太陽能供電，自身耗 電少，而且結(jié)構(gòu)簡單，便于后期維護過程中的零部件更 換；操作亦簡單方便，不需要對使用者進行長時間的繁 瑣培訓(xùn)。 結(jié)論 1.機器本身構(gòu)造簡單，簡單地更換機械手 臂抱環(huán)后可以對原來人工不能檢查的一 些管道進行外部檢測。 2.能夠搭載微型 CCD和無損檢測傳感器對 管道 外 的裂紋和腐蝕缺陷等進行檢測與 修補作業(yè) 。