管内移动微型机器人研究与发展现状

管内移动微型机器人是微型机器人领域的一个重要的方向,其主要包括用于发电、化工、制冷等行业中的细小管道检测的刚性管内移动的微小型机器人,以及能进入人肠道的内窥镜的柔性管内移动的微型机器人。将微型机器人的研究方向与内容进行总结,介绍管内移动微型机器人的国内外研究发展现状,讨论管内移动微型机器人的研究内容与方向。

压电双晶片式管内移动机构的振动解析

对压电双晶片式管内移动机构进行了振动解析。首先利用分割设计法对机构进行了初步设计 ,然后利用有限元法进行了具体设计解析。通过对机构固有振型的研究 ,发现两种振动模态能够产生驱动作用 ,且叶片与基板的夹角对这两种模态的振动频率有一定影响。设计制作了试验机构 ,通过试验验证了 2个共振频率点的存在。

谐振型压电式管内移动机构

提出了两种易于微小型化的压电式管内移动机构。该机构利用压电陶瓷的逆压电效应产生振动 ,通过振子的共振在驱动足前端产生椭圆运动 ,驱动机构在管道内运动。利用分割设计法和有限元方法对机构进行了设计和分析 ,并制作了试验样机。初步的试验结果表明 。

双弯曲振子型压电式管内移动机构的试验研究

提出了一种利用双弯曲振动驱动的压电式管内移动机构 ,该机构由两个带有凸起的矩形板振子和弹性支撑元件组成 ,通过振子的凸起端部的椭圆运动形成驱动能力。本文作者利用分割设计法对振子进行了初步设计 ,然后通过有限元法进行结构分析 ,最后试制了试验样机。初步的试验结果表明 ,此种结构可以实现管内行走 ,其移动速度最高为 9.98mm /

惯性冲击驱动管内移动机器人设计(英文)

设计了一种以压电双层膜为基本结构,通过惯性冲击原理达到运动驱动目的的管内移动机器人。该机器人主要由一个典型的压电双层膜结构和惯性质量串联构成。工作时,压电双层膜的变形由惯性冲击转化为整体结构的直线位移。从理论上分析了惯性冲击原理的核心问题:惯性冲击力与管壁和机器人之间摩擦力的关系,并通过MATLAB和AN-SYS等软件对整个系统的动态响应做了仿真。相关的验证表明,所设计的管内移动机器人运动步长可以达到0.15μm,具有精密运动和高效率的优点,可以在工业中广泛应用。

管内移动机器人的变径机构及力学特性研究

介绍了管内机器人代表性的驱动方式,总结出轮式驱动的典型变径机构设计特点及变径方式。通过建立驱动轮力分析模型,根据推导出的封闭力与变径参数间的非线性关系,具体研究了变径参数选择对封闭力的影响规律,并详细分析了影响变径能力的原因,为管内机器人的设计及性能评价提供了一定的理论依据。

管内移动机器人中的转向机构设计技术

介绍了管内移动机器人的转向设计技术及相应的机构 ,并对一些典型样机的工作原理、结构特点及适用范围进行了分析。指出了转向机构设计技术的发展趋势。

基于CCD的管内移动机器人管道缺陷检测系统

设计制作了一种独立轮驱动直进式管内移动机器人,适合于131mm管径的金属管道,装载CCD图像采集系统获得管内壁图像,图像存储在PC机上采用数字图像处理技术进行后续处理,实现管内腐蚀、裂痕和涂层损坏等缺陷检测,并得到了很好的实验结果.

虚拟样机技术在管内移动机器人设计中的应用

设计了可达到技术要求的管内移动机器人机构。为验证其实际性能,利用虚拟样机技术建立了驱动轮变径特性仿真实验平台。通过仿真,详细分析了变径过程的动态力学特性,仿真结果与理论分析吻合。为衡量机器人机构设计的合理性提供了评价依据,成功实现了机器人样机的制造。

基于分布驱动机构的管内移动机器人转弯控制技术研究

针对三轮分布驱动管内移动机器人在弯管处的通过性问题进行了研究,提出了分布驱动协调控制方案。仿真实验证明:该方案对各驱动轮的初始速度偏大和偏小的情况均具有较好的适应性,可以迅速地使驱动电机工作在平衡状态,从而可使管内移动机器人快速顺畅地通过弯管段,提高其工作效率。

蠕动式管内移动机器人的研究

本文研究了蠕动式管内移动机器人的行走过程,提出并实现了超越式管内行走的方法,采用此方法可以提高机器人的行走速度。 引言 随着科学技术的发展,现代化的生产和人们的日常生活中使用了大量管道,多数管道中输送的是具有腐蚀性的介质,有的管道中输送的是剧毒或放射性介质。若这些管道产生裂纹、漏孔会造成介质泄漏,引起事故甚至发生灾难,所以对管道的检查、监测工作非常重要。研制管内移动机器人正是要解决管道检查、监测这一难题。

注水管内移动机器人的驱动建模方法研究

为了满足注水管内机器人检测系统运动平稳性的要求,研究了机器人防滑转牵引驱动的动力学建模方法。通过建立驱动轮与检测系统的动力学综合模型,并适当变换控制参数,以机器人的输出牵引力为反馈输入,使驱动轮转矩跟随附着系数达到运动速度调整。仿真结果表明,驱动系统能够获得自行调节能力,维持牵引运动平稳,验证了模型的有效性与可行性。基于附着系数进行牵引力反馈输入,可以满足机器人运动控制的要求。

蠕动式管内移动机构尺度综合与受力分析

蠕动式移动机构是一种新型的管内移动机构，在国民经济众多领域有着广泛的应用前景，本文着重介绍了该机构的尺度综合情况及受力分析。

管内移动机器人拖线力计算方法研究

管内移动机器人拖线力计算方法研究邓宗金，王永福，徐伟（哈尔滨工业大学机械工程系）刘亚州，张淑霞（大庆油建公司施工技术研究所）１管内移动机器人系统管内移动机器人系统由管内移动载体、电缆线、收放线装置三部分组成。移动载体上带有管内作业的执行装置，如图１所...

蠕动式小口径管内移动机构运动方式与控制

蠕动式小口径管内移动机构运动方式与控制吕恬生，胡贵钱，宋钰（机械工程系）管道输送是极其重要且近年来迅速发展的一种物料输送方式，在核能、石油、化学工业及城市煤气中均需铺设大量管道，经常需要进行检测和维护作业［１］．但由于存在各种困难，如煤气管道埋设于地...

压电双层膜驱动管内移动微小型机器人的研究

提出了一种新型管内移动微小型机器人,采用压电双层膜驱动器和惯性冲击式原理（IDM）,实现在直径为φ16~18mm的直管内的稳定运动.对惯性冲击原理进行了理论分析和动态仿真,通过实验,验证了微小型机器人的运动原理和运动能力实验结果表明,在峰值为50V和频率为1100Hz的锯齿波电压驱动下,该微小型机器人的直线运动速率可以达到3.5mm/s.理论分析与实验结果验证了惯性冲击原理在本设计中的可行性和有效性,并为管内移动微小型机器人的优化设计提供了理论依据.

管内轮式移动机器人弯道内驱动控制方法

三轮全主动驱动管道机器人的弯道通过性一直是个难题 ,由于三轮差动机构尚未实现 ,机器人的 3个主动驱动轮在弯管内将出现干涉而不能行走。为了使机器人可靠、平稳、快速地通过弯管 ,基于机器人在转弯过程中的阻力负载特性分析的基础上 ,提出了驱动轮独立协调控制转弯的方案 ,并对速度协调控制过程进行了仿真实验 。

压电型惯性冲击机构的驱动波形分析

压电型惯性冲击式机构是利用压电元件的急速变形来产生连续运动位移的机构。它在精密驱动与定位领域有着重要应用。驱动电压波形是影响机构运动性能的重要因素。从运动学角度分析了驱动电压波形对运动步距的影响,提出了一种优化的驱动电压波形,并进行了压电叠堆型惯性冲击式管内移动机构的驱动试验,结果表明该优化波形比标准锯齿波形具有更好的驱动效果。

履带式可变结构管道机器人及其双控制系统的研究

介绍了一种可变结构的履带式管道机器人及其手动、机动双控制系统 ,并给出了可变结构机器人本体示意图以及控制系统的硬件原理图。实验结果表明 ,该系统运行状态良好 ,有很高的可靠性和实用价值。