【正文】 robot was cosimulated and analyzed in ADAMS..Finally,the advantages and disadvantages of our robot as well as rooms for improvement was analyzed and concluded. Key Words： Pipeline Robot； Mileage Wheel Positioning； Piping Adaptive； Ultrasonic Inspection中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 管道檢測(cè)技術(shù)是最近幾十年間隨著工業(yè)管道、生活管道在 各種地方的鋪設(shè)，然而其環(huán)境的惡劣性使管道內(nèi)外部均受到侵蝕 而發(fā)展起 來(lái)的急需的一門技術(shù)。設(shè)計(jì)了檢測(cè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，進(jìn)行了相關(guān)的硬件選型、電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。 本文設(shè)計(jì)了一種新型石油管道檢測(cè)機(jī)器人，分析了其總體機(jī)械結(jié)構(gòu)、檢測(cè)原理及方法，討論了檢測(cè)機(jī)器人在管道中的定位問(wèn)題和能源系統(tǒng)。 答辯成績(jī)： 良 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人 年 月 日 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組審查意見： 成績(jī)?cè)u(píng)定： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 目錄 目錄 摘要 ??????????????????????????? ?????????? Ⅰ ABSTRACT? ?? ? ? ?????????????????????????????? Ⅱ 第 1 章 緒論 ? ??????? ? ????????????????????????? 1 研制 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的背景和意義 ? ????????????????? 1 國(guó)內(nèi)外管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ????????????? 4 幾種主要類型的管道檢測(cè)機(jī)器人 ??????????????????? 4 石油管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀 ????????????????????? 8 管道檢測(cè)機(jī)器人的 發(fā)展趨勢(shì) ???????????????????? 10 本課題研究思路與主要內(nèi)容 ????????? ????????????? 12 本章小結(jié) ?????????????????????????????? 13 第 2 章 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的總體 方案 設(shè)計(jì) ?? ???? ????????????? 14 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案 ???????????????????? 14 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體方案要求的提出 ?????????????? 14 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體方案的比較 ???????????????? 14 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體方案的組成 ??????????????????? 17 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人里程輪定位系統(tǒng) ???????????????? 18 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu) ??????????????????? 19 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人檢測(cè)控制系統(tǒng) ????????????????? 21 本章小結(jié) ??????????????????????????????? 22 第 3 章 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的機(jī)械本體設(shè)計(jì) ? ????? ????????????? 23 機(jī)械本體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ?????????????????????????? 23 里程輪工作原理 ?????????????????? ?????????? 24 里程輪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ????????????????????????? 26 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 目錄 里程輪系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ?????????????????????? 27 超聲波檢測(cè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 ?????????????????? 28 里程輪系統(tǒng)箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????????? 28 里程輪系統(tǒng)各零件的參數(shù)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 ??????????????????? 29 里程輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????????????? 30 里程輪 用螺紋軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算 ?????????????????? 33 里程輪平鍵連接強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算 ?????????????????? 37 管道檢測(cè)機(jī)器人自適應(yīng)壓縮彈簧的設(shè)計(jì)校核 ????????????? 39 超聲波系統(tǒng)、里程輪系統(tǒng)的聯(lián)軸器選擇及萬(wàn)向聯(lián)軸器的選擇 ?????? ??? 43 本章小結(jié) ??????????????????????????????? 44 第 4 章 基于 ADAMS 與 SolidWorks 的 管道機(jī)器人 聯(lián)合仿真 ? ?? ? ?????? ???? 45 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的 SolidWorks建模 ?????????????????? 45 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的 ADAMS虛擬樣機(jī) 建立 ? ??????????????? 46 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的 ADAMS仿真 與結(jié)果分析 ? ? ????????????? 48 本章小結(jié) ? ?????????????????????????????? 49 第 5 章 結(jié)論 ???????????? ? ???????????????????? 50 致 謝 ??? ???????????????????????????????? 51 參考文獻(xiàn) ? ? ? ? ??????????????????????????????? 52 附錄Ⅰ 工程 圖清單 ???????? ? ?? ?? ????????????????? 53 附錄 Ⅱ 英文 翻譯 ?????????????? ?? ??????????????? 54 附錄 Ⅲ 英文翻譯 原文 ?????????????? ?? ????????????? 63 中南大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘 要 I 摘 要 管道是輸送石油、天然氣等介質(zhì)的最經(jīng)濟(jì)手段，但石油輸油管道受蝕后，管壁變薄，容易產(chǎn)生裂縫，造成漏油的問(wèn)題。 論文（設(shè)計(jì)） 建議成績(jī)： 良 評(píng) 閱 人 年 月 日 中 南 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表（三） 答辯意見 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯過(guò)程中，報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)工作條理較為清晰，重點(diǎn)較為突出，概念比較清楚 ， 內(nèi)容較完備。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書內(nèi)容齊全，概念清楚，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力比較強(qiáng)。 考慮問(wèn)題比較全面。 建議成績(jī)： 良 指導(dǎo)教師： 年 月 日 中 南 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表（二） 論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) XXX 同學(xué)選題正確，既符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，又密切結(jié)合科研工作，選題具有先進(jìn)性。同時(shí)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中尊師守紀(jì)，虛心好學(xué)，團(tuán)結(jié)同學(xué)，樂于助人，體現(xiàn)了較好的協(xié)作精神。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，條理性 較 強(qiáng)，寫作格式符合規(guī)范，文檔齊全。所設(shè)計(jì)的 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體 方案正確， 結(jié)構(gòu) 合理。 [1]題目類型： (1)理論研究 (2)實(shí)驗(yàn)研究 (3)工程設(shè)計(jì) (4)工程技術(shù)研究 (5)軟件開發(fā) [2]題目來(lái)源： (1)教師科研題 (2)生產(chǎn)實(shí)際題 (3)其它 1) 成大先主編 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 2) 劉政華，何將三 .機(jī)械電子學(xué) .長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社， 3) 楊培元 ,朱福元主編 . 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 4) 《電氣工程師手冊(cè)》第二版編輯委員會(huì)編 . 電氣工程師手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 5) 沈紅衛(wèi)編著 . 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例與分析 . 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 6) 黃菊生 編著 . 單片機(jī)原理與接口技術(shù) . 北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2021 （設(shè)計(jì)）進(jìn)度安排 階段 階 段 內(nèi) 容 起止時(shí)間 前期 畢業(yè) 實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集有關(guān)資料、翻譯文獻(xiàn) 3月 10日前 中期 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，總體布局與結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、行走方式確定、傳感檢測(cè)方案設(shè)計(jì)、傳感檢測(cè)功能裝置選型與設(shè)計(jì)平臺(tái)、檢測(cè)系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 3月 11 日至 5月 10日 后期 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5月 11 日至 6月 4日 答辯準(zhǔn)備 檢查整理相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯 6月 6日 答辯 畢業(yè)答辯 6月 8日答 辯 指導(dǎo)教師（簽名） ____________ 時(shí)間 ： __________________ 系 (所 )主任 (簽名 ) ____________ 時(shí)間 ： _________________ 主管院長(zhǎng)（簽名） ______________ 時(shí)間 ： __________________ 中 南 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表（一） 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) XXX 同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，態(tài)度較積極主動(dòng)，工作較扎實(shí)認(rèn)真，較好地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的工作任務(wù) —— 管道檢測(cè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)。 ： （ 1）查閱文獻(xiàn)和實(shí)習(xí)，了解國(guó)內(nèi)外管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并翻譯相關(guān)資料一篇； （ 2）按要求完成管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人功能設(shè)計(jì)與總體方案設(shè)計(jì) ； （ 3）完成 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與行走方式確定； （ 4）完成傳感檢測(cè)系統(tǒng)方案 、傳感器選型與檢測(cè)功能布置設(shè)計(jì) ； （ 5）整理相關(guān)資料，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 （ 3） 要求具有電纜控制和遙控兩種功能。 機(jī)電工程學(xué)院 中南大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人 總體設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 學(xué) 院 機(jī) 電 工 程 學(xué) 院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電 XXX 班 完成時(shí)間 2021 年 6 月 8 日 中 南 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目 管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人總體設(shè)計(jì) 題目類型 ]1[ 工程設(shè)計(jì) 題目來(lái)源 [1] ___教師科研題 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）時(shí)間從 2021 年 3 月 1 日 至 2021 年 6 月 8 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容要求 ： （ 1） 技術(shù)指標(biāo) ：（ a）自適應(yīng)管道直徑為 270300mm，驅(qū)動(dòng)力＞ 800N；（ b）在管道內(nèi)的移動(dòng)速度大于 10cm/s；（ c）能通過(guò)曲率半徑 600mm，總長(zhǎng)為 10m的倒 U型管道；（ 4）能夠搭載微型 CCD和無(wú) 損檢測(cè)傳感器對(duì)管道內(nèi)的裂紋和腐蝕缺陷等進(jìn)行檢測(cè)與修補(bǔ)作業(yè) 。 （ 2）完成總體方案設(shè)計(jì)、總體布局和結(jié)構(gòu)確定，行走機(jī)構(gòu)原理設(shè)計(jì)、控制電機(jī)選型等。完成傳感檢測(cè)原理與檢測(cè)作業(yè)功能裝置設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)方案 。 要求設(shè)計(jì)圖紙不少于 4 張 1圖，設(shè)計(jì)說(shuō)明書不少于 50 頁(yè)。主要完成了管道檢測(cè)作業(yè)機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)，包括機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)、管道內(nèi)部行走驅(qū)動(dòng)控制與里程 輪 定位、管道裂紋超聲波檢測(cè)等方案的確定，對(duì)管道機(jī)器人機(jī)械本體 、里程輪自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)球鉸式萬(wàn)向聯(lián)軸器等進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)，建立了管道機(jī)器人 系統(tǒng) 動(dòng)力學(xué) 建模 ，并進(jìn)行了虛擬樣機(jī) 仿真 。設(shè)計(jì)圖紙圖面清晰、整潔，布