【正文】 ...................................................................................................... 0 第一章 概 述 .......................................................................................... 1 機器人概述 ............................................................................................. 1 管道機器人概述 ..................................................................................... 3 國內外管道機器人的發(fā)展 ..................................................................... 4 國內外管道機器人的發(fā)展 ............................................................ 4 國外管道機器人的發(fā)展 ................................................................ 5 機器人的發(fā)展前景 ....................................................................... 7 第二章 總體方案的制定及比較 ................................................................. 9 管道機器人設計參數(shù)和技術指標 .......................................................... 9 總體結構的設計和比較 ......................................................................... 9 根據國內外的管道機器人的移動方式大致可分為六種： ......... 9 第三章 部件的設計和計算 ...................................................................... 15 管道機器人工作計算 ........................................................................... 15 行走機構的設計和計算 ....................................................................... 16 （ 1）行走機構的驅動電機功率的預算 ............................................. 16 （ 2）行走機構結構的設計 ................................................................. 17 撐開機構和放大桿組的設計 ............................................................... 22 操作臂的設計 ....................................................................................... 23 （ 1）吸塵器操作臂 的設計 ................................................................. 23 （ 2）卸料門的拉開桿件的設計 ......................................................... 23 蘭州理工大學 畢業(yè)設計（論文） 2第四章 控制原理的設計 ............................................................................ 24 控制原理的分析和設計 ....................................................................... 24 主要控制流程圖： ............................................................................... 27 致 謝 ....................................................................................................... 29 蘭 州 理 工 大 學 畢 業(yè) 設 計（論文） 前 言 蘭州理工大學 畢業(yè)設計（論文） 1第一章 概 述 機器人概述 機器人 —— 這一詞 最早使用始于 1920年至 1930 年期間在捷克作家凱勒爾 .凱佩克（ KAREL CAPEK）的名為“羅薩姆的萬能機器人”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。 機器人的組成與人類相似。大腦命令手抓起物體，同時指令腳移動到所要求到達的地點，最后放下物體。這意味著機器人的機械結構具有可變的機械 形狀。以下介紹日本工業(yè)機器人協(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：固有程序的機器人：依照預定的不變的方法按部就班執(zhí)行任務的操作裝置，對任務的執(zhí)行順序很難進行修改； 第三類：可變程序的機器人：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)式機器人：操作人員 通過手動方式引導或控制機器人完成任務 ，而機器人控制裝置則紀錄其運動軌跡，需要時可以重新調出紀錄的軌跡信息，機器人就能以自動的方式完成任務； 第五類：數(shù)值控制機器人：由操作人員給機器人提供運動程序，而不是用手動方式教導機器人完成指定的作業(yè)任務； 蘭州理工大學 畢業(yè)設計（論文） 3第六類：智能機器人：通過對環(huán)境變化的感知，改變其 運動軌跡、姿態(tài)等措施圓滿的完成任務。除了用工業(yè)生產中從事焊接、噴漆、搬運和裝配等作業(yè)的工業(yè)機器人的水平不斷提高之外，各種用于非制造業(yè)的特種、智能機器人系統(tǒng)也有了長足發(fā)展 。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。 2. 惡劣環(huán)境下管道清掃 、噴漆、焊接、內部拋光等維護。 國內外管道機器人的發(fā)展 國內外管道機器人的發(fā)展 國內在管道機器人方面的研究起步較晚，而且多數(shù)停留在實驗階段。其主要機構由撐腳機構、三個氣缸蘭州理工大學 畢業(yè)設計（論文） 5（前氣缸、中氣缸、后氣缸）、軟軸、彈簧片、法蘭盤組成。它是通過給管道加一系列的時序脈沖進行控制，依次使各單元動作，達到蠕動爬行的運動。機器人由前后兩個電磁線圈和前后兩個驅動器組成 。 日本機器人的的發(fā)展經過了 60 年代的搖籃期， 70 年代的實用期，到 80年代進入普及及提高期，開始在各個領域內廣泛推廣使用機器人。美國 INUKTUN 公司系列管道檢測機器人 VERSATRAX 是國外現(xiàn)有的已成型管道機器人。管道機器人的色彩攝像 頭采用嵌入式“魚眼”鏡頭，結構非常緊湊。（ 5）該管道機器人可以探測煤氣管道內部是否水滲透、碎片堆積；可以確定內部缺陷的確切位置并且定位相應的作業(yè)裝 置；采用視頻圖像的形式準確反映管道內部的狀況條件。加拿大INUKTUN 公司的雙履帶式管內機器人行走機構，履帶采用剛性支承結構，兩履帶的夾角可以調節(jié)，以適應不同的作業(yè)管徑。KUNTZE 等采用四 輪獨立屈服驅動方案研制成管道檢測機器人系統(tǒng) KARO，該機器人系統(tǒng)只能實現(xiàn)對 500mm管徑的地下輸水管道的檢測，一次檢測距離為 400m，系統(tǒng)采用托纜控制式。