管道清灰機(jī)器人的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(已修改)
2025-01-29 03:09 本頁面
【正文】 蘭州理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）蘭 州 理 工 大 學(xué)LANZHOU UNIVERSITY TECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 管道清灰機(jī)器人的設(shè)計 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計及其自動化 班級： 2010級機(jī)械設(shè)計 姓名： 陸詩彧 指導(dǎo)老師：許軍山 楊萍 日期： 2012年12月 目錄前 言 0第一章 概 述 1 1 3 4 4 5 7第二章 總體方案的制定及比較 9 9 9： 9第三章 部件的設(shè)計和計算 15 15 16（1）行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)功率的預(yù)算 16（2）行走機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的設(shè)計 17 22 23（1）吸塵器操作臂的設(shè)計 23（2）卸料門的拉開桿件的設(shè)計 23第四章 控制原理的設(shè)計 24 24： 27致 謝 2930 前 言第一章 概 述機(jī)器人——（KAREL CAPEK）的名為“羅薩姆的萬能機(jī)器人”的幻想劇中，一些小的人造的和擬人的傀儡絕對地服從其主人的命令。這些傀儡被稱為“機(jī)器人”。該單詞起源于捷克語“ROBOTA”。意思是“強(qiáng)制的勞動”。機(jī)器人的組成與人類相似。舉例說，人搬運(yùn)某一物體的運(yùn)動過程中可用圖（a）所示的方塊圖來說明。首先，人聽到外部的命令或用眼睛看到外部的指令，并由眼睛測量出距離。感覺到這種信息經(jīng)過感覺神經(jīng)送到大腦中，大腦經(jīng)過分析計算，然后通過運(yùn)動神經(jīng)發(fā)出指令，手臂用最好的方式伸向物體，并將物體抓住，手上的感覺神經(jīng)，感覺物體已經(jīng)抓牢了，把信息傳給大腦。大腦命令手抓起物體，同時指令腳移動到所要求到達(dá)的地點，最后放下物體。一般包括以下幾個部分見圖（b）：耳、眼腦手軀干腳對象環(huán)境感受、觀測運(yùn)動神經(jīng)感覺神經(jīng)行走操作（a）操作人員行走裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)與操作人員聯(lián)系裝置感覺裝置外界環(huán)境控制裝置(b)（相當(dāng)于人的大腦），（相當(dāng)于人的手）； （相當(dāng)于人的腳）；與外界環(huán)境聯(lián)系的裝置（相當(dāng)于人的口、耳、眼、鼻以及皮膚上的感覺神經(jīng)）。實際的機(jī)器人在不同的程度上具有兩種特有的屬性：對環(huán)境的通用性和自動適應(yīng)性。①通用性：具有完成各種任務(wù)以及以不同的方式完成相同的結(jié)構(gòu)或機(jī)械能力。這意味著機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有可變的機(jī)械形狀。②自動適應(yīng)性：是指一個機(jī)器人必須被設(shè)計成由自己去完成任務(wù)，盡管難以預(yù)知，但卻可以有限的知道在完成任務(wù)期間環(huán)境的變化，通過改變路徑、姿態(tài)等來處理所面對的問題，最終完成任務(wù)。為了對機(jī)器人進(jìn)行分類，必須能夠定義和區(qū)分不同的類型，因此根據(jù)不同的定義就有不同的分類方法。現(xiàn)在使用的有很多種。以下介紹日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會（JIRA）的分類方法：第一類：手工操作裝置：一種由操作人員操作的具有若干個自由度（DOF）的裝置；第二類：固有程序的機(jī)器人：依照預(yù)定的不變的方法按部就班執(zhí)行任務(wù)的操作裝置，對任務(wù)的執(zhí)行順序很難進(jìn)行修改；第三類：可變程序的機(jī)器人：與第二類是同一種類型的操作裝置，但其執(zhí)行步驟可以修改；第四類：再現(xiàn)式機(jī)器人：操作人員 通過手動方式引導(dǎo)或控制機(jī)器人完成任務(wù)，而機(jī)器人控制裝置則紀(jì)錄其運(yùn)動軌跡，需要時可以重新調(diào)出紀(jì)錄的軌跡信息，機(jī)器人就能以自動的方式完成任務(wù)；第五類：數(shù)值控制機(jī)器人：由操作人員給機(jī)器人提供運(yùn)動程序，而不是用手動方式教導(dǎo)機(jī)器人完成指定的作業(yè)任務(wù)；第六類：智能機(jī)器人：通過對環(huán)境變化的感知，改變其運(yùn)動軌跡、姿態(tài)等措施圓滿的完成任務(wù)。機(jī)器人的誕生和機(jī)器人學(xué)的建立無疑是20世紀(jì)人類科學(xué)技術(shù)的重大成就。自60年代初機(jī)器人問世以來，作為20世紀(jì)人類最偉大發(fā)明之一的機(jī)器人技術(shù)，經(jīng)歷了近半個世紀(jì)的發(fā)展，已取得了長足的進(jìn)步。特別是到了20世紀(jì)90年代，隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速發(fā)展。除了用工業(yè)生產(chǎn)中從事焊接、噴漆、搬運(yùn)和裝配等作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人的水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的特種、智能機(jī)器人系統(tǒng)也有了長足發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人在經(jīng)歷誕生——成長——成熟期后，已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造業(yè)中必不可少的核心裝備，當(dāng)今世界上約有上百萬臺工業(yè)機(jī)器人正與工人朋友并肩戰(zhàn)斗在各條戰(zhàn)線上。非制造業(yè)中的仿人性機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等各種用途的特種機(jī)器人也正以飛快的速度向?qū)嵱没~進(jìn)。20世紀(jì)70年代以來，石油、化工、天然氣及核工業(yè)等產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，各種管道作為一種重要的物料輸送設(shè)施，得到了廣泛應(yīng)用。由于腐蝕、重壓等作用，管道不可避免地會出現(xiàn)漏孔、裂紋等現(xiàn)象。同時多數(shù)管道安裝環(huán)境人們不能直接到達(dá)或不允許人們直接進(jìn)入，為進(jìn)行質(zhì)量檢測和故障診斷，采用傳統(tǒng)的全面挖掘法、隨機(jī)抽樣法工程量大，準(zhǔn)確率低，管道機(jī)器人就是為了解決這一實際問題產(chǎn)生的，它是由可沿管道內(nèi)部或外部自動行走裝置、攜有一種或多種傳感器及操作裝置如：機(jī)械手、噴槍、焊槍、刷子。管道機(jī)器人的工作空間是復(fù)雜、封閉的各種管道，包括水平直管、各角度彎管、斜坡管、垂直管以及變徑管接口等，所以需要在操作人員的遙控操作或計算機(jī)自動控制下，進(jìn)行一系列管道作業(yè)。管道機(jī)器人可完成的管道作業(yè)有以下幾類：1. 生產(chǎn)、安裝過程中的管內(nèi)質(zhì)量檢測。2. 惡劣環(huán)境下管道清掃 、噴漆、焊接、內(nèi)部拋光等維護(hù)。3. 使用過程中焊縫情況、表面腐蝕、裂縫破損等故障診斷。4. 對埋地舊管道的修復(fù)。5. 管道內(nèi)外器材運(yùn)送、搶救等其它用途。國內(nèi)在管道機(jī)器人方面的研究起步較晚，而且多數(shù)停留在實驗階段。哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄧宗全教授在國家“863”計劃課題“X射線檢測時成像管道機(jī)器人的研制”的支持下，開展了輪式行走方式的管道機(jī)器人研制，實現(xiàn)了管外機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動作業(yè)無攬操作技術(shù)，并研制了鏈?zhǔn)胶弯搸絻煞N新型管外傳
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