油管內壁爬行機器人的設計

機械論文編號:JX614 說明書字數:9942,頁數:25 有外文翻譯，CAD圖

目錄
前言 １
1 方案的結構選擇 ２
1．1 總體選擇 ２
1．2 前進方案的選擇 ３
1．3 卡緊方案的選擇 ３
1．4 旋轉方案的選擇 ６
1．5 調節方案的選擇 ６
1．6 結構方案改進 ８
2 主要部件的計算選擇 ９
2．1 步進電機的選擇 ９
2．2 推拉式電磁鐵的選擇 １１
3 關鍵件的校核 １３
3．1 絲杠的校核 １３
3．2 軸承的校核 １３
3．3 鍵的校核 １３
4 驅動系統設計 １４
5 機器人工作過程 １６
6 控制系統的設計 １７
6．1 電磁鐵及步進電機的控制 １７
6．2 控制系統的硬件設計 １７
6．2．1 總體設計 １７
6．2．2 程序存儲器的擴展 １９
6．2．3 數據存儲器的擴展 ２０
6．2．4 輸入\輸出口的擴展 ２０
6．2．5 抗干擾的設計 ２２
7 結論 ２４
參考文獻 ２５

前言
 隨著現代科學技術的發展，管道運輸作為一種高效、安全、可靠的手段應用日益廣泛，城市中的地下排水系統、取暖系統、煤氣系統、自來水系統等都應用了各種管道；另外，在現代工農業、石油、化學、核工業等領域也大量使用了管道。經過長期使用，它們會出現裂紋、腐蝕、堵塞等故障。有的管道中輸送的是劇毒或放射性介質，若這些管道產生裂紋、漏孔會造成介質泄漏，引起事故甚至發生災難。為了防患于未然，必須對這些管道進行定期檢測和維修。但是它們有的埋在地下，甚至埋在海底，有的口徑很小，人無法進入。挖出管道進行檢測、維修既不經濟又不現實，由此可見，管道機器人有著廣闊的市場。
 我國早在1987年就開展了管內機器人的研究，并試制了幾種模型，但總體水平較國外差。管內機器人研究是機電一體化的高科技研究項目。在石油、化工、核工業、給排水等許多管道工程中，都需要進行管內檢測、噴涂及加工等工作，管內機器人在完成這些工作中會發揮重要作用，因此，開發研究管內機器人意義很大[1]。
 本次題目的內容就是設計一種可在油管內壁爬行，并且搭載工作體的部分可協助工作體完成相應作業的機器人。采用機械結構和電氣控制來達到設計目的。要實現的理想過程是：人對主機輸入一個控制信號，可以通過單片機對電機、電磁鐵進行電氣控制，從而使機器人能夠按照所搭載工作體的要求進行移動，并在工作體的工作位置做出相應的輔助動作。機器人在行進過程中可在任意位置停止前進，并可以在該位置開始作業，工作體可在步進電機驅動下完成小于360度的任意角度的旋轉。