| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-25页 |
| 1.1 论文的选题背景及课题来源 | 第10页 |
| 1.2 国内外具有蠕动行走特性的管道机器人发展现状 | 第10-16页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第13-16页 |
| 1.3 轮式及履带式管道机器人研究现状 | 第16-20页 |
| 1.4 具有蠕动行走特征的管道机器人研究特点 | 第20-21页 |
| 1.5 蠕动管道机器人关键技术研究分析 | 第21-22页 |
| 1.6 蠕动管道机器人技术研究的发展趋势 | 第22-23页 |
| 1.7 论文的研究目标与思路及章节安排 | 第23-25页 |
| 1.7.1 研究目标 | 第23-24页 |
| 1.7.2 研究思路 | 第24页 |
| 1.7.3 文章的章节结构 | 第24-25页 |
| 第二章 类蠕动行走特征的管道机器人机构综合 | 第25-52页 |
| 2.1 管道内作业常见载体的运动性能分析与比较 | 第25-32页 |
| 2.1.1 攀爬性能的局限性分析 | 第27-28页 |
| 2.1.2 运动机体侧翻的可能性分析 | 第28-30页 |
| 2.1.3 运动机体与管内障碍物发生刚性碰撞及后果分析 | 第30页 |
| 2.1.4 常规柔性蠕动结构运动性能及效率的局限性分析 | 第30-31页 |
| 2.1.5 在下降坡度较大的管道环境中工作局限性研究 | 第31-32页 |
| 2.1.6 管道作业过程中位置定位精度能力分析 | 第32页 |
| 2.2 满足立体管道网络工作载体运动性能的提出 | 第32-34页 |
| 2.3 类蠕动行走管道机器人概念的提出与运动机理分析 | 第34-35页 |
| 2.4 类蠕动管道机器人构型综合 | 第35-43页 |
| 2.4.1 类蠕动管道机器人支撑结构方案比较与选择 | 第36-38页 |
| 2.4.2 类蠕动机器人主驱动结构方案构型研究 | 第38-39页 |
| 2.4.3 等距传动方案的结构综合 | 第39-42页 |
| 2.4.4 中间软轴结构方案选择 | 第42-43页 |
| 2.5 类蠕动管道机器人整体构型与运动原理和特性分析 | 第43-45页 |
| 2.6 类蠕动管道机器人瞬时运动状态分析与后机体运动位移测算 | 第45-47页 |
| 2.7 类蠕动管道机器人力的综合 | 第47-51页 |
| 2.7.1 完成水平行走时力的约束条件 | 第48页 |
| 2.7.2 竖直管道下实现行走所满足的力的条件 | 第48-49页 |
| 2.7.3 自适应管径变化性能及约束分析 | 第49-51页 |
| 2.8 本章小结 | 第51-52页 |
| 第三章 类蠕动行走管道机器人力学特性与过弯姿态分析 | 第52-78页 |
| 3.1 自适应管径变化的支撑结构中弹簧参数设计可行性分析 | 第52-55页 |
| 3.2 类蠕动管道机器人力学特性分析 | 第55-64页 |
| 3.2.1 水平管道作业中的受力分析 | 第55-57页 |
| 3.2.2 水平弯管道受力研究 | 第57-60页 |
| 3.2.3 竖直管道受力状态研究 | 第60-62页 |
| 3.2.4 竖直管道中通过弯道时受力分析 | 第62-64页 |
| 3.3 类蠕动管道机器人通过弯道时运动姿态分析 | 第64-68页 |
| 3.4 类蠕动管道机器人自适应管径变化能力计算 | 第68-69页 |
| 3.5 类蠕动管道机器人运动仿真研究 | 第69-70页 |
| 3.6 类蠕动管道机器人运动控制策略研究 | 第70-73页 |
| 3.7 类蠕动行走管道机器人控制电路设计 | 第73-76页 |
| 3.7.1 测距传感器的对比与选择 | 第73-74页 |
| 3.7.2 压力传感器的选择 | 第74-76页 |
| 3.7.3 控制电路设计与控制板开发 | 第76页 |
| 3.8 本章小结 | 第76-78页 |
| 第四章 类蠕动行走机器人样机设计与研制及实验研究 | 第78-97页 |
| 4.1 适应200mm管径的类蠕动机器人参数设计与部件选型 | 第78-83页 |
| 4.1.1 设计指标的提出 | 第78-79页 |
| 4.1.2 关键部件选型 | 第79-80页 |
| 4.1.3 结构件设计 | 第80-81页 |
| 4.1.4 驱动输出单元结构设计 | 第81-83页 |
| 4.2 适应200mm管径的类蠕动管道机器人关键结构材料选择研究 | 第83-86页 |
| 4.2.1 固定架极限应力下的变形分析 | 第84页 |
| 4.2.2 自适应管径变化的支撑结构材料选择与应力分析 | 第84-85页 |
| 4.2.3 滚轮架材料选择及应变仿真分析 | 第85-86页 |
| 4.3 适应200mm管径工作的类蠕动管道机器人误差影响分析 | 第86-88页 |
| 4.4 适应200mm管径的类蠕动管道机器人实验研究 | 第88-93页 |
| 4.4.1 水平管道环境下机器人性能实验 | 第88-89页 |
| 4.4.2 竖直管道环境下的机器人性能实验 | 第89-90页 |
| 4.4.3 综合实验研究 | 第90-93页 |
| 4.5 样机与常用管道内运动载体的运动性能对比 | 第93-95页 |
| 4.6 本章小结 | 第95-97页 |
| 第五章 大推力直线管道作业的蠕动机器人结构综合与力学特性研究 | 第97-125页 |
| 5.1 管道作业中的大驱动力性能需求分析 | 第97-98页 |
| 5.2 常规管内作业载体结构的攀爬及负载能力对比 | 第98-100页 |
| 5.2.1 轮式及履带式机器人在倾斜管道中的负载性能分析 | 第99-100页 |
| 5.2.2 张紧式结构攀爬及大负载性能的局限性分析 | 第100页 |
| 5.3 非常规运动结构实现管道内大负载特性的方案对比与选择 | 第100-102页 |
| 5.4 具有大推力特性的直线管道工作的蠕动机器人结构综合 | 第102-109页 |
| 5.4.1 力传递结构单元方案比较与构型综合 | 第102-106页 |
| 5.4.2 适应管径微变的支撑机构方案比较与构型 | 第106-107页 |
| 5.4.3 连接结构的方案选择 | 第107-108页 |
| 5.4.4 具有大推力特性的蠕动机器人整机构型及行走机理阐述 | 第108-109页 |
| 5.5 大推力直线管道中工作的蠕动机器人运动综合 | 第109-111页 |
| 5.6 大推力直线管道下蠕动管道机器人力的综合 | 第111-122页 |
| 5.6.1 大推力水平管道中蠕动机器人姿态平移时的力学特性分析 | 第111-114页 |
| 5.6.2 中心线重合时后向制动单元的垂直攀爬性能研究 | 第114-116页 |
| 5.6.3 蠕动机器人姿态平移且偏转时驱动力受参数的影响分析 | 第116-119页 |
| 5.6.4 水平管道下轴线重合时行走特性研究 | 第119-121页 |
| 5.6.5 倾斜管道下机器人蠕动行走特性研究 | 第121-122页 |
| 5.7 蠕动管道机器人整体结构与运动仿真研究 | 第122-123页 |
| 5.8 本章小结 | 第123-125页 |
| 第六章 大推力蠕动管道机器人样机研制与优化及实验研究 | 第125-154页 |
| 6.1 适应200mm管径的大推力直线管道下蠕动机器人弹簧参数设计 | 第125-129页 |
| 6.1.1 支撑轮中弹簧参数设计 | 第125-127页 |
| 6.1.2 后向制动结构单元中扭转弹簧参数设计 | 第127-129页 |
| 6.2 满足负载性能要求的传动结构参数设计与选型 | 第129-130页 |
| 6.3 具有大扭矩特性的驱动电机选型 | 第130-132页 |
| 6.4 适应200mm管径作业的大推力蠕动机器人关键部件受力分析 | 第132-134页 |
| 6.5 材料选择对性能的影响研究 | 第134-141页 |
| 6.5.1 支撑结构单元材料选择研究 | 第134-137页 |
| 6.5.2 工作管道磨损及后向制动结构的材质选择对运动性能影响研究 | 第137-139页 |
| 6.5.3 机体结构件材料对性能影响分析 | 第139-141页 |
| 6.6 机体优化对运动性能影响分析 | 第141-144页 |
| 6.6.1 机体优化的需求与优化设计 | 第141-142页 |
| 6.6.2 机体优化后规则障碍物通过能力分析 | 第142-144页 |
| 6.7 优化后结构件材料选择影响分析 | 第144-145页 |
| 6.8 蠕动机器人大推力及优化后规则避障能力实验研究 | 第145-152页 |
| 6.8.1 大推动力性能实验环境搭建与实验过程 | 第145-147页 |
| 6.8.2 规则避障能力实验环境搭建与实验过程 | 第147-149页 |
| 6.8.3 实验结果及结论 | 第149页 |
| 6.8.4 直线管道内大推力作业要求的载体与样机性能对比 | 第149-152页 |
| 6.9 本章小结 | 第152-154页 |
| 第七章 论文研究总结及展望 | 第154-158页 |
| 7.1 论文研究总结 | 第154-156页 |
| 7.2 论文的创新点 | 第156-157页 |
| 7.3 展望 | 第157-158页 |
| 参考文献 | 第158-167页 |
| 攻读学位期间发表论文及参加课题情况 | 第167-169页 |
| 致谢 | 第169页 |
