螺旋式管道机器人及其性能的研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究进展 | 第10-15页 |
| 1.2.1 管道机器人发展概况 | 第10-11页 |
| 1.2.2 国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.3 管道机器人技术难点分析 | 第15-16页 |
| 1.4 课题研究的主要内容 | 第16-17页 |
| 2 管道机器人驱动原理与方案设计 | 第17-31页 |
| 2.1 管道机器人的功能与技术参数 | 第17页 |
| 2.2 管道机器人系统总体方案确定 | 第17-21页 |
| 2.2.1 中小管径管道机器人驱动方案 | 第17-18页 |
| 2.2.2 电力供给方式 | 第18-19页 |
| 2.2.3 管壁缺陷检测方式 | 第19页 |
| 2.2.4 系统通讯方式 | 第19-20页 |
| 2.2.5 管道机器人系统方案 | 第20-21页 |
| 2.3 螺旋牵引单元的设计 | 第21-24页 |
| 2.3.1 牵引力分析 | 第21-22页 |
| 2.3.2 驱动轮的弹性机构结构形式 | 第22-23页 |
| 2.3.3 变径机构中弹簧的设计计算 | 第23-24页 |
| 2.4 驱动单元设计 | 第24-27页 |
| 2.4.1 驱动功率的计算 | 第25-26页 |
| 2.4.2 张紧机构的布置形式 | 第26-27页 |
| 2.4.3 张紧机构中拉伸弹簧的设计计算 | 第27页 |
| 2.5 图像获取与控制单元设计 | 第27-29页 |
| 2.6 单元体之间的连接方式的设计 | 第29页 |
| 2.7 本章小结 | 第29-31页 |
| 3 螺旋式管道机器人的弯道通过性和越障能力研究 | 第31-43页 |
| 3.1 弯道通过性分析 | 第31-36页 |
| 3.1.1 管道机器人在弯道处的几何约束 | 第31页 |
| 3.1.2 管道机器人单元体在弯道处的运动约束 | 第31-36页 |
| 3.2 越障能力分析 | 第36-42页 |
| 3.2.1 驱动轮越障的力学模型 | 第37-39页 |
| 3.2.2 弹簧参数对越障的影响 | 第39-41页 |
| 3.2.3 越障轮直径对越障的影响 | 第41-42页 |
| 3.3 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 螺旋式管道机器人ADAMS动力学仿真研究 | 第43-61页 |
| 4.1 ADAMS软件介绍 | 第43-44页 |
| 4.1.1 虚拟样机技术 | 第43页 |
| 4.1.2 管道机器人动力学方程的建立 | 第43-44页 |
| 4.2 螺旋式管道机器人虚拟样机模型的建立 | 第44-47页 |
| 4.2.1 样机的模型的建立 | 第44-45页 |
| 4.2.2 ADAMS中接触力及参数的确定 | 第45-47页 |
| 4.3 管道机器人的牵引力的仿真分析 | 第47-52页 |
| 4.3.1 不同摩擦系数下的牵引力仿真研究 | 第47-49页 |
| 4.3.2 不同弹簧预紧力下驱动力研究测试 | 第49-52页 |
| 4.4 管道机器人越障仿真分析 | 第52-56页 |
| 4.4.1 驱动轮的越障分析 | 第52-54页 |
| 4.4.2 支撑轮的越障分析 | 第54-55页 |
| 4.4.3 最大越障高度 | 第55-56页 |
| 4.5 管道机器人弯道仿真分析 | 第56-59页 |
| 4.5.1 弯道模型的建立 | 第57页 |
| 4.5.2 机器人弯道通过性仿真及仿真曲线 | 第57-58页 |
| 4.5.3 最佳过弯姿态 | 第58-59页 |
| 4.6 本章小结 | 第59-61页 |
| 5 管道机器人样机的综合性能实验测试 | 第61-69页 |
| 5.1 控制系统的调试与实验准备 | 第61-62页 |
| 5.1.1 控制系统测试 | 第61-62页 |
| 5.1.2 实验准备 | 第62页 |
| 5.2 速度检测实验 | 第62-65页 |
| 5.2.1 实验原理 | 第62-63页 |
| 5.2.2 不同螺旋角下的速度测试 | 第63-65页 |
| 5.3 牵引力测试实验 | 第65-67页 |
| 5.3.1 测试原理 | 第65页 |
| 5.3.2 直管道牵引力测试 | 第65-66页 |
| 5.3.3 弯道部分牵引力测试 | 第66-67页 |
| 5.4 倾斜管道爬行能力测试 | 第67页 |
| 5.5 管道CCD图像检测性能实验 | 第67-68页 |
| 5.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 6 总结与展望 | 第69-71页 |
| 6.1 结论 | 第69-70页 |
| 6.2 研究展望 | 第70-71页 |
| 致谢 | 第71-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 攻读硕士期间发表的论文及科研成果 | 第77页 |
