模块化管道清洁机器人设计与通过性分析

为提高小型油气运输管道内壁结垢的清理效率,设计一种能在300~450 mm直径管道中工作的模块化履带管道清洁机器人。针对具体情况确定管道机器人的整体结构设计,使得机器人能够通过不同的组装形式适应不同工作环境,并介绍了机器人的工作原理;对可柔性变径的履带式行走机构及机器人的管径适应性进行力学分析,同时分析机器人在管道中的几何约束运动和运动情况,并在ADAMS中分析机器人在管道中的通过性。结果表明:管道机器人的设计合理,相关变径几何约束以及运动约束条件正确,机器人能够在设定管径范围内的直管与L形弯管中正常行走。

基于DSP的管道焊接机器人微机控制系统模块化设计

首先对管道焊接机器人结构组成进行说明,然后分别从硬件电路和软件设计两方面,对基于DSP的微机控制系统的模块化设计过程进行分析。试验结果表明,所研制的微机控制系统功能完善、工作稳定可靠,机器人跟踪精度高、焊缝质量好,可以用于实际焊接生产。

模块化同步自主变径输气管道机器人的研究设计

为了对长时间服役的输气管道进行精准、快速的检测,设计了一种能够实现模块化、同步自主变径、便于搭载检测元件的内检测管道机器人。该机器人搭载CMOS图像传感器及红外反射传感器,可对管内破裂、腐蚀及错口等多种缺陷进行检测,并记录缺陷的具体位置。该管道机器人采用拖揽式的能源供给方式,驱动模块由电动机带动驱动轮转动,在输气管道内独立运行。通过SolidWorks三维建模,ANSYS分析以及MATLAB求解得到该机器人的各项参数:额定爬行速度16 cm/s,最小过弯半径660 mm,牵引力不小于400 N;变径预紧机构采用对称的同步变径式结构,变径范围可达到300~400 mm;机器人尾部设有万向节,可将相同结构串联以实现模块化,同时增加自重,增大牵引力。对管道机器人虚拟样机进行动力学仿真分析,其直管、弯管及竖直管道的速度仿真曲线误差均不超过10 mm/s,验证了该机器人在直管、弯管及竖直管道都具有良好的通过性。该设计可以为长输气管道的内部缺陷检测提供良好的硬件支持。

矩形通风管道清洁机器人机构设计与优化

针对矩形通风管道的清洁需求,设计一种矩形通风管道清洁机器人,其主要由驱动机构、变距机构与清灰机构三部分组成。根据机器人在竖直管道中的工作条件,构建静力学平衡方程,确定管壁施加在机器人轮子上的最小压力;对变距机构进行力学分析,建立变距机构相关数学模型,确定电机扭矩与轮子所受压力之间的关系;通过ADAMS对变距机构进行参数化建模,将各连杆杆长作为设计变量,考虑几何约束条件,将滑块与地面间移动副所受合力最小为目标函数,使用ADAMS内置算法OPTDES-GRG对变距机构进行优化分析。结果表明:优化后的连杆长度使机器人可用于高度在220~293 mm之间的管道,驱动力矩较优化前减少了45.2%。

基于模块化自适应管道机器人机构设计与研究

针对传统管道检测机器人存在的驱动效率低下、适应管径单一、过弯产生运动干涉、无法长距离作业等问题,设计了一种具有自适应能力的新型管道检测机器人。基于模块化设计的思想,将机器人按功能分为6个模块,对各模块不同方案的特性进行了分析和对比,完成了各模块的设计和优化。该管道机器人结构紧凑、运动稳定、可自适应过弯、自适应管径变化、能长距离作业。该研究对于管道机器人模块化研究具有一定意义,为管道机器人的结构设计及实际化应用提供了参考。

LNG管道模块化建造中的清洁干燥

管道的清洁干燥是建造过程中非常重要的一环,对减少事故、保证管道安全运行起着重要作用。笔者针对LNG管道模块化建造的特点,对管道清洁干燥施工的方式、方法、技术要求等做了全面阐述。

蠕动式管道清洗机器人设计与分析

针对目前管道清理的需求设计一款由多个模块构成的蠕动式管道清洗机器人。该机器人由前、后支撑模块和清洗模块组成,各模块之间相互配合实现机器人的前进及清洗工作。其中前、后支撑模块通过滚珠丝杠电机连接,是机器人管道内前进的动力来源;清洗模块在机器人前进的过程中始终处于工作状态,实现对管道内壁的清洗。通过对机器人进行不同工况下的受力分析,分析其越障能力、爬坡能力和牵引能力以及影响因素,计算得到理论最大越障高度、爬坡角度和牵引力;通过在ADAMS中建立虚拟样机模型,对机器人进行了动力学仿真验证,得到了动态性能稳定的管道清理机器人结构。

模块化施工过程中的管道安装清洁度控制

针对三门核电一期工程的模块化施工过程，详述了管道安装清洁度控制的特点、方法、难点，提出了改进后续工作的建议措施。

排水管道机器人综述

排水管道机器人通常采用模块化设计,一般分为爬行器、电缆绞盘、上位控制单元、检测单元、辅助装置、图像处理软件等模块。本文介绍排水管道机器人各模块现有技术特点,并结合智能控制技术,展望未来排水机器人发展方向。

一种适合大面积清扫的光伏板清洁机器人设计

太阳能发电正在受到越来越多人的关注,光伏板设备数量也在以极快的速度增加,然而光伏板的发电效率会受到环境影响,尤其是表面积灰会极大降低发电效率。针对光伏板表面的清洁问题,设计了一种适合大面积清扫的光伏板清洁机器人。采用类行车式的行走组件和清洁组件,并能自主规划路径。可拼接式的模块化轨道,不受光伏板的尺寸限制,保证整个光伏板表面都能被清洗,减少了板面的无效清洁区域,提高了大面积清洁光伏板的工作效率,并为光伏清洁机器人的后续研究提供了依据。

管道探测蛇形机器人的行走结构研究

简述蛇形机器人的整体框架及单元结构设计,根据不同的管径改变相邻模块间的夹角以及模块的连接总数,以适应相应管径,使机器人可以贴附在管道内壁,之后在部分关节模块上添加驱动,以驱动机器人整体沿管道内壁以螺旋的方式前进。同时,运用ADAMS软件建立在不同的管径中机器人所需关节模块数量以及关节模块之间的夹角,并对机器人在管道中静止时的受力情况进行分析,得出机器人与管道之间的相互接触力,关节模块连接处的相互作用力以及相邻模块直接的作用转矩大小,通过仿真实现在管道内进行螺旋前进。

管道弧焊机器人控制系统设计

提出一种以AT89C52单片机为核心的管道弧焊机器人智能控制系统方案,选择分布式计算机控制系统作为整体控制,并建立了完整的主从通信系统.系统联合调试结果表明,该系统具有控制功能强、操作方便、工作稳定、控制精确度高、便于现场使用等优点,完全满足了生产工艺的要求.

一种自适应多功能智能管道机器人设计

针对现有管道机器人功能单一、适应性差的问题,设计了自适应多功能智能管道机器人。采用SolidWorks对机器人进行了三维建模,分析了机器人的工作机理,对控制系统进行了研究。采用ANSYS有限元分析软件对支撑结构进行了分析。对变径机构主动轮部分进行了运动学建模,得到了N20电机与管道机器人行进速度的函数关系及N20丝杆电机转速与管道机器人开合灵敏度的函数关系。对机器人外径调节范围和空载行进速度进行了试验,制作了实物样机,经试验测试表明:机器人单节高度为80 mm,质量为0.7 kg,主动轮外径可调节范围为60.16~240.33 mm,空载行进速度为0.21 m/s,主要支撑结构均满足设计要求。该机器人具有结构简单、制造成本低、功能多元、主动适应管径变化的特点,不仅为管道类机器人的创新设计提供了有效解决方案,而且为海洋管道的安全性检测做出了贡献。

管道机器人的研究现状分析

文章从应用场景、结构设计、结构特点3个方面介绍了国内管道机器人的研究现状,论述分析了不同设备的优点和局限性,并预测了今后管道机器人的发展趋势。

家用多功能移动加湿机器人加湿模式模拟试验研究

文中拟采用模块化设计理念,完成一种家用多功能移动加湿机器人的设计。该设计主要偏向于主体结构的设计、优化及创新思想的提出。引入逆向设计的思想,对已知模型进行三维数据的设计。对较成熟的扫地机器人产品、加湿器进行外观结构重新设计及优化,力求优化产品模型。通过模拟试验对不同加湿模式的加湿效果进行对比和分析。试验结果分析表明,在相同面积的区域,选择不同加湿模式都能达到人体健康湿度,而且移动式加湿模式对室内湿度的均衡效果更显著。该模块化家用移动加湿机器人的设计极大地扩展了家用智能电器的使用范围,提高了家用智能电器的使用效率。所提出的基于模块化可重构思想的家用智能电器设计理念,对未来智能家用服务机器人产品的设计具有重要的借鉴意义。

技美科技推出协作机器人

日前，上海技美科技股份有限公司召开新品发布会，推出一款名为“Buddy6F”的模块化“通用协作型机器人”。根据资料介绍，Buddy6F可以根据需要增减关节数量，智能更换握爪和夹具，可以实现多臂协同处理任务。在通用型产品的基础上，还有密封型、清洁型等衍生型号。

多模块蛇形管道打磨机器人的设计与分析

设计了一种由多个模块构成的蛇形管道打磨机器人,各个模块之间可以快速拆装,其中驱动模块为机器人在管道中前行提供动力牵引.该机器人可以主动适应内径为250m m-450 m m的直管道、弯管道及其组合管道,可以在管道内部实现以打磨作业为主的作业功能.同时,提出了适用于蛇形管道打磨机器人自身过弯管的速度模型,通过对机器人的力学分析得出各个模块之间相互作用力的计算方法及影响机器人在管道内部转体运动发生的因素.在ADAMS软件中进行了虚拟样机仿真验证,初步验证了蛇形管道打磨机器人的通过性并得出机器人在管道内部前行的最佳匹配.最后,搭建了实验平台,制作了机器人真实样机,验证了机器人对内径为250 mm-450 m m管道的适应性、通过性及作业效果.

天津大学研制出3D打印模块式软体机器人,可用于管道检查

2021年1月7日,天津大学的研究人员3D打印出了一种可定制的模块式软体机器人,它能够在工业设施的管道上爬行,并进行检查和实时监控。这个机器人设备具有一系列软弯曲机制和模块化抓手,能够灵活地攀爬奇形怪状的设施。管道断裂往往会导致生产延误,许多公司仍在手动检查,因此这个机器人可能代表了一种新的、更有效的替代方案。

中国兵器装备集团装备研究所研制成功小型模块化两栖机器人

该小型模块化两栖机器人是集光、机、电干一体的履带武机器人产品，具备在复杂环境下的通过能力和对周围环境的观察能力。该产品能在直径大干30cm的无急回转的管道、人员无法到达的狭小空间及恶劣、危险等环境下使用，还可以广泛应用干车底危险品检查，消防救险、城市生活管道检测、风管检测，石油管道检测和有毒场合等。