畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 智能機(jī)器人設(shè)計(jì)

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1、摘要管道機(jī)器人的運(yùn)行機(jī)構(gòu)主要由減速器、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪、傳動(dòng)軸和一些連接件組成。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)有：運(yùn)行阻力的計(jì)算、電動(dòng)機(jī)的選擇、減速比的計(jì)算、齒輪強(qiáng)度的計(jì)算、軸強(qiáng)度的計(jì)算、四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)采用SG-27ZYJ直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，電動(dòng)機(jī)輸出軸和減速器的高速軸通過聯(lián)軸器聯(lián)接，通過減速器輸出比較慢的轉(zhuǎn)速，輸出軸通過主動(dòng)輪帶動(dòng)履帶是機(jī)器人在管道中前進(jìn)或后退。關(guān)鍵詞：齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；履帶；軸。55ABSTRACTTherunningmechanismofpipelinerobotismainlycomposedofaspeedreducer,adrivingwheel,ad

2、rivenwheel,transmissionshaftandapluralityofconnectingpieces.Theoveralldesignofoperationmechanism:theresistanceoperation,thechoiceofmotor,reductionratio,strengthcalculation,calculationofgearshaftstrengthcalculation,fourbarmechanismdesign.ThisdesignusesSG-27ZYJDCmotorasthepowersource,themo

3、toroutputshaftandgearboxhigh-speedshaftthroughtheshaftcoupling,reducerthroughtherelativelyslowspeedoutput,theoutputshaftthroughthedrivingwheeldrivesthecrawlerrobotforwardorbackwardinthepipeline.Keywords:Gearrotationmechanism;track;axle.55第1章引言隨著城市化和工業(yè)化步伐地不斷加快，管道作為一種運(yùn)輸工具在人們的生活和工作中出現(xiàn)的頻率越來越

4、高。管道不僅能完成一些特定物料地傳送，而且具有可靠性高、運(yùn)輸安全、方便。因此，在工業(yè)和生活領(lǐng)域，管道起到了舉足輕重的作用。管道在使用的過程中，由于環(huán)境條件的影響，必定會(huì)造成一定的腐蝕和損壞，如果不及時(shí)修理，必定會(huì)造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，人們?cè)絹碓蕉嗟匕呀裹c(diǎn)放到管道探傷機(jī)器人身上。1.1管道探傷機(jī)器人設(shè)計(jì)背景及意義隨著交通、石油、化工以及城市建設(shè)的飛速發(fā)展，管道作為一種經(jīng)濟(jì)、高效的物料長(zhǎng)距離運(yùn)輸手段而倍受人們的關(guān)注，被廣泛的鋪設(shè)于世界各地、陸地、海洋等環(huán)境中。我國(guó)從20世紀(jì)70年代開始油氣管道的大規(guī)模建設(shè)，截止到目前，國(guó)內(nèi)已建油氣管道的總長(zhǎng)度約6萬千米，逐漸形成了

5、區(qū)域的油氣管網(wǎng)供應(yīng)格局，中國(guó)的管道工業(yè)得到了極大的發(fā)展。本課題中所研究的管道探傷機(jī)器人也是應(yīng)用在特殊作業(yè)環(huán)境下的一類特種機(jī)器人，其可以沿管道內(nèi)壁行走，通過攜帶的機(jī)電儀器，能夠完全自主或在人工協(xié)助下完成特定的管道作業(yè)，包括管道腐蝕程度、裂紋、焊接缺口的探傷檢測(cè)，以及對(duì)焊接縫防腐補(bǔ)口等處理。既然管道在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中有著如此廣泛的應(yīng)用，其安全運(yùn)行問題也越來越受到人們的重視。一旦管道破損，僅維護(hù)搶修的成本巨大，從中泄露的物質(zhì)會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境及人類生命安全造成威脅。如果能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并確定泄漏點(diǎn)，就能有效地減輕泄漏事故造成的損失和危害。然而由于管道埋地較深，通過常規(guī)的巡線檢測(cè)方法很難

6、步到泄漏點(diǎn)，另外長(zhǎng)輸管道距離長(zhǎng)，沿途多為荒漠、沼澤或河流，而檢測(cè)方法多為人工定期巡檢，這都限制了泄漏檢測(cè)與定位的實(shí)時(shí)性,準(zhǔn)確性。因此，管道的維護(hù)管理、泄漏的檢測(cè)、保障管道安全運(yùn)行已成為界上重要的研究課題并日益受到重視。管道探傷機(jī)器人作為一類特種機(jī)器人，正是在這樣的環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生，管道探傷機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)在于它不僅具有探傷質(zhì)量高、作業(yè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且使操作檢測(cè)人員免受大劑量射線的輻射之苦。因此管道探傷機(jī)器人有著廣闊的應(yīng)用前景。1.2管道探傷機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀55管道探傷機(jī)器人是目前智能機(jī)器人研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一。近幾十年來，核工業(yè)、石油工業(yè)的迅猛發(fā)展為管道探傷機(jī)器人提

7、供了廣闊的應(yīng)用前景。由于大量地下、海底管線的維護(hù)需要刺激了管道探傷機(jī)器人的研究。從20世紀(jì)70年代起，國(guó)內(nèi)外許多研究人員就針對(duì)管道探傷機(jī)器人提出了大量的設(shè)計(jì)方案并對(duì)其能夠?qū)崿F(xiàn)的功能進(jìn)行不斷地補(bǔ)充和完善，這些研究成果對(duì)管道探傷機(jī)器人的技術(shù)改進(jìn)和應(yīng)用場(chǎng)合的擴(kuò)展起到巨大的推動(dòng)作用。目前，各國(guó)的研究學(xué)者已經(jīng)研制出了滿足不同需要的管道探傷機(jī)器。從上世紀(jì)50年代起，為了滿足長(zhǎng)距離管道的自動(dòng)清理及檢測(cè)的需求，英、美等國(guó)相繼開展了這方面的研究，其最初的成果是在1965年，美國(guó)Tuboscope公司采用漏磁檢測(cè)裝置Linalog首次進(jìn)行了管內(nèi)檢測(cè)，盡管當(dāng)時(shí)