基于曲面全方位轮系的管道机器人运动机理研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-24页 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 管道机器人国内外研究现状 | 第11-18页 |
| 1.2.1 轮式管道机器人 | 第11-12页 |
| 1.2.2 履带式管道机器人 | 第12-14页 |
| 1.2.3 螺旋式管道机器人 | 第14-15页 |
| 1.2.4 蠕动式管道机器人 | 第15-16页 |
| 1.2.5 多足爬行式管道机器人 | 第16-17页 |
| 1.2.6 介质压差式管道机器人 | 第17-18页 |
| 1.3 全方位移动平台的研究现状 | 第18-20页 |
| 1.3.1 全方位移动的概念 | 第18页 |
| 1.3.2 全方位移动轮系的研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 管道机器人存在的问题和涉及的关键技术 | 第20-22页 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 | 第22-24页 |
| 第二章 管道环境约束及机器人构型设计 | 第24-38页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 管道环境对机器人结构和运动的约束 | 第24-29页 |
| 2.2.1 管道管径对管道机器人的约束条件分析 | 第24-25页 |
| 2.2.2 弯道对管道机器人的约束条件分析 | 第25-28页 |
| 2.2.3 障碍对管道机器人的约束条件分析 | 第28-29页 |
| 2.3 管道机器人各模块化结构方案设计 | 第29-34页 |
| 2.3.1 行走机构 | 第29-31页 |
| 2.3.2 管径自适应机构 | 第31-32页 |
| 2.3.3 转弯方案 | 第32-33页 |
| 2.3.4 曲面全方位移动轮系 | 第33-34页 |
| 2.4 管道机器人样机 | 第34-35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-38页 |
| 第三章 基于TRIZ的曲面全方位移动轮系设计 | 第38-56页 |
| 3.1 引言 | 第38页 |
| 3.2 基于TRIZ的曲面全方位轮系设计 | 第38-41页 |
| 3.2.1 TRIZ发明理论 | 第38-39页 |
| 3.2.2 车轮滑移和被动越障问题的提出 | 第39-40页 |
| 3.2.3 变有害为有益的转化方法 | 第40页 |
| 3.2.4 曲面全方位被动越障轮系设计 | 第40-41页 |
| 3.3 曲面全方位轮系运动分析 | 第41-49页 |
| 3.3.1 空间曲面参数方程及张量 | 第42-43页 |
| 3.3.2 空间刚体运动 | 第43-44页 |
| 3.3.3 曲面全方位轮系空间模型 | 第44-46页 |
| 3.3.4 全方位轮与不平面的接触运动学方程 | 第46-48页 |
| 3.3.5 全方位轮在管内圆柱面上的运动学方程 | 第48-49页 |
| 3.4 全方位轮在不同工况下的仿真分析 | 第49-54页 |
| 3.4.1 全方位轮在光滑曲面上的仿真 | 第50-51页 |
| 3.4.2 全方位轮在不平曲面上的仿真 | 第51-53页 |
| 3.4.3 全方位轮在负载条件下的仿真 | 第53-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-56页 |
| 第四章 应用虚位移原理对自适应管径机构分析与优化 | 第56-68页 |
| 4.1 引言 | 第56页 |
| 4.2 应用虚位移原理对自适应管径机构的分析 | 第56-60页 |
| 4.2.1 自适应管径机构封闭力建模 | 第56-59页 |
| 4.2.2 自适应管径机构管径适应能力建模 | 第59-60页 |
| 4.3 自适应管径机构优化 | 第60-65页 |
| 4.3.1 基于遗传算法的评价函数 | 第61页 |
| 4.3.2 约束条件 | 第61-62页 |
| 4.3.3 基于坐标轮换法的优化程序设计 | 第62-64页 |
| 4.3.4 优化结果分析 | 第64-65页 |
| 4.4 自适应管径过程的仿真分析 | 第65-66页 |
| 4.5 本章小结 | 第66-68页 |
| 第五章 全方位管道机器人转弯和姿态调整运动分析 | 第68-82页 |
| 5.1 引言 | 第68页 |
| 5.2 管道机器人整体运动方程 | 第68-69页 |
| 5.3 管道机器人转弯运动分析及仿真 | 第69-76页 |
| 5.3.1 管道机器人转弯运动 | 第70-72页 |
| 5.3.2 管道机器人主动转弯方案 | 第72-73页 |
| 5.3.3 管道机器人转弯运动仿真 | 第73-76页 |
| 5.4 管道机器人姿态调整运动分析及仿真 | 第76-80页 |
| 5.4.1 管道机器人姿态调整运动分析 | 第76-78页 |
| 5.4.2 姿态调整运动仿真 | 第78-80页 |
| 5.5 本章小结 | 第80-82页 |
| 第六章 结论与展望 | 第82-85页 |
| 6.1 结论 | 第82-83页 |
| 6.2 展望 | 第83-85页 |
| 参考文献 | 第85-91页 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93页 |
