管道清淤机器人的研究
发布时间：2021-07-29 20:40
市政排水管道系统如同城市的动脉,其良好的工作状态是维持城市正常运行的必要条件。当排水管道出现堵塞时,通常采用人工作业的方式来清理淤积物。但是大多数排水管道内部空间狭小、环境极其恶劣、还有很多的易燃易爆气体,就限制了人工清理作业。人工清理作业劳动强度高、效率低、清理不彻底。随着科学技术的发展,机器人技术应用在各行各业,因此研制一款用于市政排水管道清理、疏通、检测的管道清淤机器人成为必然趋势。本文针对市政排水管道,设计了具有清淤、检测功能的管道清淤机器人。机器人主体分为车轮驱动系统、摇臂摆杆悬架、差动平衡装置、车体和摄像云台系统。悬架采用六轮独立驱动的摇臂摆杆式结构,最大限度上满足了机器人的越障能力。差动平衡装置是连接车体和悬架的部件,减小了悬架通过起伏地形对车体俯仰的影响。采用对称锥齿轮式差动平衡方案,结构简单,承受力大。为改善机器人性能,进行了优化和动力学仿真分析工作。以完成一次越障前、中、后轮消耗的总功最小为优化目标,利用序列二次规划法对单侧摇臂摆杆悬架进行了优化,得出悬架结构尺寸的最优值。对管道清淤机器人进行了左右轮同时越障和单侧越障的动力学仿真,得出在不同工况下的动态性能。管道清...
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大雨过后的城市
图 1-1 大雨过后的城市排水管道经常出现堵塞、破裂、淤泥沉积等问题的原因是我国大排水管道修建较早，早期的排水管道使用寿命低、管径较小、排同时人们的用水量迅速增加，并且产生越来越多生活垃圾、厨余一般不经过处理就直接进入到排水管道。致使本来就排水效率不容易出现一系列故障[4]。证排水系统正常运行需要定时开展清理排水管道的淤泥、及时修缺陷的工作。目前，常用的管道清淤方式有绞车清淤、高压水射。图 1-2 为绞车清淤的工作原理图。绞车清淤需要在两个排水管道台绞车。钢丝绳穿过排水管道连接两台绞车[6]，中间设有清通工绞车的配合，使清通工具在管道内来回移动，起到疏淤泥的作用式主要的缺点是需要工作人员进入检查井将携带有清通工具的钢管道。由于管道内环境恶劣，空间狭小，给工作人员的工作开展便，甚至管道内存在有害气体，危及工作人员生命安全。
图 1-3 高压水射流清淤法管道壁平整光滑且淤积物较少的场合。我国的料，内壁较为粗糙，并且排水管道淤积物较多不适用，应用范围小。方法只是凭借经验来清淤，效率不高，容易留内堵塞情况进行有针对性的清淤工作。同时，毒气，当工作人员贸然进入到井内时，会很大用管道清淤机器人代替人工繁重、复杂的清淤年代以来，在计算机技术、控制技术、电子电展下，各种性能完善的机器人相继诞生，工作领到渺小的管路管道，在各种人类无法适应的环无疑问，当代机器人技术已经从传统的工业机的特种机器人范畴[9]。管道机器人作为机器人大
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于nRF24L01无线模块的消防泵巡检监测系统设计[J]. 郭京波,张潮,赵伟行,张海东,周庆祥. 消防科学与技术. 2018(09)
[2]基于STM32自平衡车系统设计[J]. 王世峰. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]城市排洪管道对城市应急系统的影响[J]. 车毅峰. 四川水泥. 2017(12)
[4]市政排水管道清淤技术浅谈[J]. 李婧琳,缑变彩,杨志远. 山西建筑. 2017(27)
[5]我国制定特种机器人标准的必要性简析[J]. 董挺. 机床与液压. 2017(15)
[6]六轮全地形移动机器人越障性能分析与仿真[J]. 王超星,王殿君,陈亚,刘占民,相臣. 制造业自动化. 2016(12)
[7]管道机器人专利技术综述[J]. 李雅娟. 科技传播. 2016(11)
[8]油气管道机器人技术现状及发展趋势[J]. 刘清友. 西华大学学报(自然科学版). 2016(01)
[9]基于SCA60C的帆板位置控制系统研究[J]. 王瑾,袁战军,李小斌. 自动化与仪器仪表. 2015(04)
[10]基于A4982的步进电动机细分驱动控制系统[J]. 岳振力,焦国太,王建平,梁国强. 微特电机. 2014(10)
博士论文
[1]排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究[D]. 谭琼.同济大学 2007
硕士论文
[1]基于STM32的家居安防系统设计与测试[D]. 肖遒.河北科技大学 2019
[2]城市地下管道检测机器人设计[D]. 程义.湖北工业大学 2018
[3]基于STM32F103ZET6的门禁与考勤管理系统设计[D]. 赵雪平.西北师范大学 2018
[4]基于全气动逻辑控制的管道清淤机器人研究与实现[D]. 李洁.北京交通大学 2017
[5]六轮摇臂摆杆式行星探测车的结构设计与分析[D]. 宁杭.江苏科技大学 2016
[6]摇臂式悬架月球车平顺性优化分析[D]. 吕洪森.大连理工大学 2015
[7]管道检测机器人控制系统的设计与实现[D]. 郑旭.南京理工大学 2013
[8]管道机器人控制及通讯系统和管道检测[D]. 金杰.东华大学 2006
[9]基于虚拟样机的月球车移动性能仿真分析研究[D]. 宋春霞.国防科学技术大学 2005
本文编号：3310019
【文章来源】：石家庄铁道大学河北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大雨过后的城市
图 1-1 大雨过后的城市排水管道经常出现堵塞、破裂、淤泥沉积等问题的原因是我国大排水管道修建较早，早期的排水管道使用寿命低、管径较小、排同时人们的用水量迅速增加，并且产生越来越多生活垃圾、厨余一般不经过处理就直接进入到排水管道。致使本来就排水效率不容易出现一系列故障[4]。证排水系统正常运行需要定时开展清理排水管道的淤泥、及时修缺陷的工作。目前，常用的管道清淤方式有绞车清淤、高压水射。图 1-2 为绞车清淤的工作原理图。绞车清淤需要在两个排水管道台绞车。钢丝绳穿过排水管道连接两台绞车[6]，中间设有清通工绞车的配合，使清通工具在管道内来回移动，起到疏淤泥的作用式主要的缺点是需要工作人员进入检查井将携带有清通工具的钢管道。由于管道内环境恶劣，空间狭小，给工作人员的工作开展便，甚至管道内存在有害气体，危及工作人员生命安全。
图 1-3 高压水射流清淤法管道壁平整光滑且淤积物较少的场合。我国的料，内壁较为粗糙，并且排水管道淤积物较多不适用，应用范围小。方法只是凭借经验来清淤，效率不高，容易留内堵塞情况进行有针对性的清淤工作。同时，毒气，当工作人员贸然进入到井内时，会很大用管道清淤机器人代替人工繁重、复杂的清淤年代以来，在计算机技术、控制技术、电子电展下，各种性能完善的机器人相继诞生，工作领到渺小的管路管道，在各种人类无法适应的环无疑问，当代机器人技术已经从传统的工业机的特种机器人范畴[9]。管道机器人作为机器人大
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于nRF24L01无线模块的消防泵巡检监测系统设计[J]. 郭京波,张潮,赵伟行,张海东,周庆祥. 消防科学与技术. 2018(09)
[2]基于STM32自平衡车系统设计[J]. 王世峰. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]城市排洪管道对城市应急系统的影响[J]. 车毅峰. 四川水泥. 2017(12)
[4]市政排水管道清淤技术浅谈[J]. 李婧琳,缑变彩,杨志远. 山西建筑. 2017(27)
[5]我国制定特种机器人标准的必要性简析[J]. 董挺. 机床与液压. 2017(15)
[6]六轮全地形移动机器人越障性能分析与仿真[J]. 王超星,王殿君,陈亚,刘占民,相臣. 制造业自动化. 2016(12)
[7]管道机器人专利技术综述[J]. 李雅娟. 科技传播. 2016(11)
[8]油气管道机器人技术现状及发展趋势[J]. 刘清友. 西华大学学报(自然科学版). 2016(01)
[9]基于SCA60C的帆板位置控制系统研究[J]. 王瑾,袁战军,李小斌. 自动化与仪器仪表. 2015(04)
[10]基于A4982的步进电动机细分驱动控制系统[J]. 岳振力,焦国太,王建平,梁国强. 微特电机. 2014(10)
博士论文
[1]排水系统模型在城市雨水水量管理中的应用研究[D]. 谭琼.同济大学 2007
硕士论文
[1]基于STM32的家居安防系统设计与测试[D]. 肖遒.河北科技大学 2019
[2]城市地下管道检测机器人设计[D]. 程义.湖北工业大学 2018
[3]基于STM32F103ZET6的门禁与考勤管理系统设计[D]. 赵雪平.西北师范大学 2018
[4]基于全气动逻辑控制的管道清淤机器人研究与实现[D]. 李洁.北京交通大学 2017
[5]六轮摇臂摆杆式行星探测车的结构设计与分析[D]. 宁杭.江苏科技大学 2016
[6]摇臂式悬架月球车平顺性优化分析[D]. 吕洪森.大连理工大学 2015
[7]管道检测机器人控制系统的设计与实现[D]. 郑旭.南京理工大学 2013
[8]管道机器人控制及通讯系统和管道检测[D]. 金杰.东华大学 2006
[9]基于虚拟样机的月球车移动性能仿真分析研究[D]. 宋春霞.国防科学技术大学 2005
本文编号：3310019
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