【正文】 式（自驅(qū)動(dòng)）蠕動(dòng)式（自驅(qū)動(dòng)） 腳式（自驅(qū)動(dòng)）利用管內(nèi)流體壓力 通過彈性桿加推力圖11管道機(jī)器人的基本形式 輪式日本學(xué)者福田敏男、 細(xì)貝英夫在1986年研制了可以通過“L”無圓弧過渡的管內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人。其中，亞洲機(jī)器人增長(zhǎng)幅度最為突出，高達(dá)43%。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展速度加快，年增長(zhǎng)率平均在10％左右。國(guó)外專家預(yù)測(cè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 在核工業(yè)、石油天然氣、軍事裝備等領(lǐng)域中，管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛應(yīng)用，為了提高管道壽命，防止泄漏等事故的發(fā)生，管道機(jī)器人作為高效準(zhǔn)確的故障診斷、檢測(cè)及維修手段應(yīng)運(yùn)而生，廣泛地應(yīng)用于管道的探傷、補(bǔ)口、維修、焊接等諸多領(lǐng)域。因此開發(fā)適應(yīng)在管道這一特殊環(huán)境下工作的特種管道機(jī)器人，使人脫離危險(xiǎn)作業(yè)的生產(chǎn)第一線，減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，減少不必要的損失是機(jī)器人發(fā)展的一個(gè)必然方向。目前關(guān)于地下管道的質(zhì)檢，常采用工程量十分巨大的“開挖”抽檢方法，但勞動(dòng)強(qiáng)度大、效益低，而且由于隨機(jī)抽樣法經(jīng)常出現(xiàn)漏檢，因而準(zhǔn)確率低、效果并不理想。工業(yè)管道的工作環(huán)境非常惡劣，容易發(fā)生腐蝕、疲勞破壞或使管道內(nèi)部潛在的缺陷發(fā)展成破損而引起泄漏事故等，因此管道的監(jiān)測(cè)、診斷、清理和維護(hù)就成為保障管道系統(tǒng)安全、暢通和高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵，管道的探查也就成了管道無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展的重要方向之一。關(guān)鍵詞： 管道/檢測(cè)/機(jī)器人/變徑 35Spiral Roller Pipeline Robot MechanismDesign And Simulation AnalysisABSTRACT The pipeline is a mon means of transport in the people daily life, oil transportation, city waste water and exhaust emission of urban, collective heating heating transmission and air conditioning ventilation etc, require the use of pipeline. But the pipes are not permanently maintain effectiveness, such as pipeline will appear aging, jam, rupture and attachment of bacteria and other phenomena, it is necessary to detect, detection and location of pipeline. Sometimes because of the special structure of the pipeline, so that the piping detection and location is very difficult, the most effective way is to use the pipeline robot into the pipeline to perform a task. So design the pipe robot for fundamental significance lies in : it can realize pipeline nondestructive maintenance, endoscopic detection and localization of damage and so on, improving the pipeline detection and cleaning efficiency. This paper analyzes the domestic and international oil and gas pipeline robot about the development in recent years, especially for oil and gas pipelines, oil and gas and oil and petrochemical panies in a variety of in pipe robot are analyzed, Design of a spiral roller pipeline robot, and a detailed description of the robot39。本文綜合分析了國(guó)內(nèi)外油氣管道機(jī)器人近年來的發(fā)展情況, 特別對(duì)油氣輸送管道、油氣井和油田與石化企業(yè)中的各種管道機(jī)器人進(jìn)行了分析, 設(shè)計(jì)了一種螺旋輪式管道機(jī)器人，并詳細(xì)說明了機(jī)器人的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及發(fā)展過程。有時(shí)由于管道結(jié)構(gòu)的特殊性，使人們對(duì)管道破損進(jìn)行檢測(cè)與定位非常困難，最有效的方式就是利用管道機(jī)器人進(jìn)入管道執(zhí)行任務(wù)。主要參考資料： 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 傳感器技術(shù) 機(jī)器人技術(shù) 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用 相關(guān)科研論文10篇 完 成 期 限： 指導(dǎo)教師簽名： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日目 錄中文摘要 Ⅰ英文摘要 Ⅱ1 前言 1 課題的背景與意義 1 機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 1 國(guó)內(nèi)外管道微型機(jī)器人的發(fā)展近況 2 商業(yè)領(lǐng)域的管道機(jī)器人 6 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù) 9 論文的主要內(nèi)容 92 螺旋輪式管道機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì) 11 機(jī)器人管內(nèi)運(yùn)動(dòng)方式對(duì)比分析 11 輪式 11 蠕動(dòng)式 12 螺旋輪式管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理 14 機(jī)構(gòu)的原理 14 機(jī)器人設(shè)計(jì)要點(diǎn) 153 管道機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì) 16 旋轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)受力分析 16 運(yùn)動(dòng)自由度分析 18 電機(jī)的選擇 18 電機(jī)連接軸的設(shè)計(jì) 20 彈簧的設(shè)計(jì)與選擇 21 支撐輪和電機(jī)的固定方案 22 探測(cè)頭的定位方案 224 管道機(jī)器人在管中運(yùn)動(dòng)通過性分析 23 管道環(huán)境對(duì)機(jī)器人的幾何約束 235 監(jiān)視控制系統(tǒng) 25 探測(cè)頭的選擇 25 檢測(cè)系統(tǒng) 25 單片機(jī)控制系統(tǒng) 26 控制程序 27 H橋式驅(qū)動(dòng)電路( H bridged power amplifier) 27 機(jī)器人與主控計(jì)算機(jī)的通訊 ( The munication between the robot and master puter) 286 行程的計(jì)算 297 應(yīng)用前景 29結(jié)束語 31致謝 32參考文獻(xiàn) 33螺旋輪式管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析摘 要管道是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中常用的一種運(yùn)輸工具，石油的運(yùn)輸、城市中廢水和廢氣的排放，城鎮(zhèn)集體供暖中暖氣的輸送和空調(diào)的通風(fēng)等等，都需要用到管道。主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)一款管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)，對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。學(xué)校代碼：11517學(xué) 號(hào)：200806111105 畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析學(xué)生姓名 張 海 紅 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化0844 學(xué) 號(hào) 200806111105 系 （部 機(jī)械工程系 指導(dǎo)教師 王新莉（教授）、孟凱（助教） 完成時(shí)間 2012年5月20日 螺旋輪式管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析河南工程學(xué)院論文版權(quán)使用授權(quán)書本人完全了解河南工程學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。論文作者簽名： 年 月 日 河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文，是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 論文作者簽名： 年 月 日河南工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目 管道機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)號(hào) 200806111105 姓名 張海紅 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：選題背景： 在核工業(yè)、石油天然氣、軍事裝備等領(lǐng)域中，管道作為一種有效的物料輸送手段而得到廣泛應(yīng)用，為了提高管道壽命，防止泄露等事故的發(fā)生，管道機(jī)器人作為高效準(zhǔn)確的故障診斷、檢測(cè)和維修手段應(yīng)運(yùn)而生，廣泛地應(yīng)用于管到的探傷、補(bǔ)口、維修、焊接等諸多領(lǐng)域?；疽螅? 建立三維模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，提交圖紙，設(shè)計(jì)說明書等相關(guān)資料。但管道并不能永久的保持有效性，如管道會(huì)出現(xiàn)老化、堵塞、破裂和附著細(xì)菌等現(xiàn)象，這就需要對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)、探傷與定位。所以管道機(jī)器人研制的根本意義在于：可以實(shí)現(xiàn)管道的無損維護(hù)、內(nèi)窺檢測(cè)及破損定位等工作，提高管道檢測(cè)和清理的效率。最后結(jié)合我國(guó)石油工業(yè)發(fā)展的具體情況, 給出了管道機(jī)器人在油氣輸送管道、油氣井及其他管道中的應(yīng)用前景。s working principle, structure characteristics and development process. Finally, bined with the development of industry of our c