复合驱动管内机器人转向运动过程稳定性研究

发布时间：2021-03-07 10:30

　　自从进入工业化时代,管道的应用已经渗透到生产生活的各个方面。管内机器人作为在管道内进行一系列作业的机电一体化系统,降低了人工作业的危险性和劳动强度,增加了管内作业的可靠性。目前,管内机器人驱动方式比较单一,较难满足复杂的管道环境需求,在此前提上,提出复合驱动管内机器人的概念,其应满足续航能力强、功能多样化、稳定性高的性能指标,本文则针对复合驱动管内机器人转向运动过程进行稳定性研究。基于“复合（驱动）”原理建立复合驱动管内机器人通用物理模型,以其为研究对象进行静力学分析,计算复合驱动力与管内阻力;在考虑空间约束的情况下,得到机器人的运动模型,针对机器人转向过程进行动力学建模。建立复合驱动管内机器人的稳定性与转向过程位姿变化,引入ZMP的概念及ZMP稳定性分析方法,采用位姿矩阵对管内机器人转向过程进行描述,并通过MATLAB仿真计算得到不同位姿角机器人行走轮与管壁间隙的变化趋势。基于虚拟样机技术,对单节单元体、双节单元体、不同位姿角下机器人通过90°弯管的转向过程进行ADAMS仿真,对比分析单节单元体与双节单元体在转向过程中的运动特性,机器人在不同位姿角时通过弯管的对稳定性的影响;通过CF... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

工业化管道系统

图 1-2 桑坦德省石油泄漏生时刻警示人们，管道系统的安全运行意维修，因此研制出合理可靠的管内机器人降低人力成本和节约财力都具有重要意义行走，携带多种传感器、计程装置以及操

图 1-3 无动力管道清理设备、管道清理技术公司、FTL 密封技术公司机器人，可适应多种管径，双向运行，主污水。如图 1-4 所示，机器人具有两组支实现双向运行的功能，该机器人于 2009 年

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种管道机器人的机构设计[J]. 王智慧.  工业设计. 2016(05)
[2]螺旋驱动管内机器人自适应运动机理与机构设计[J]. 李特,马书根,李斌,王明辉,王越超.  机械工程学报. 2016(09)
[3]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)
[4]关节式爬管机器人的运动稳定性研究[J]. 罗洁,侯宇,郭艳霞,冯玖强.  计算机仿真. 2015(03)
[5]主动螺旋驱动式管道机器人[J]. 刘清友,李雨佳,任涛,陈永华.  机器人. 2014(06)
[6]油气管道维抢修方法及技术进展[J]. 张仕民,梅旭涛,王国超,李亨涛,王宏生.  油气储运. 2014(11)
[7]柔性蠕动式管道机器人弯道驱动能力研究[J]. 年四成,张延恒,孙汉旭,陈伟.  华中科技大学学报(自然科学版). 2014(08)
[8]适应大范围内径的管道修磨机器人机构设计[J]. 吴小辉,石飞,申纯太,徐子力,薛卉,黄蓉.  机器人技术与应用. 2014(02)
[9]柔性蠕动管道机器人的牵引力及软轴结构稳定性分析[J]. 张延恒,冯文龙,年四成,孙汉旭.  机器人. 2013(04)
[10]基于遗传算法的移动机械臂轨迹优化研究[J]. 杜钊君,吴怀宇,韩涛,郑秀娟.  机械设计与制造. 2013(05)

博士论文
[1]管道机器人三轴差动式驱动单元设计与可靠性研究[D]. 张学文.吉林大学 2008
[2]煤气管道检测机器人系统及其运动控制技术研究[D]. 张云伟.上海交通大学 2007
[3]微管道机器人及其智能控制系统的研究[D]. 程良伦.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000

硕士论文
[1]基于动物运动粘弹性和相位反馈的仿人机器人行走控制[D]. 刘研.北京理工大学 2015
[2]管道内表面处理机器人结构设计及运动稳定性研究[D]. 谯正武.兰州理工大学 2009
[3]微小型螺旋推进管道机器人设计与分析[D]. 郭瑜.国防科学技术大学 2006



本文编号：3068916