螺旋轮式管道机器人毕业论文.doc

学校代码：11517
学 号：5

毕业设计
题 目 管道机器人的机构设计与仿真分析
学生 海 红
专业班级 机械设计制造及其自动化0844
学 号 5
系 （部 机械工程系
指导教师 王新莉（教授）、孟凯（助教）
完成时间 2012年5月20日
工程学院论文使用授权书
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论文作者签名：
年 月 日
工程学院毕业设计(论文)原创性声明
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论文作者签名：
年 月 日
工程学院
毕业设计（论文）任务书
题目 管道机器人的机构设计与仿真分析
专业 机械设计制造及自动化 学号 5 海红
主要容、基本要求、主要参考资料等：
选题背景：
在核工业、石油天然气、军事装备等领域中，管道作为一种有效的物料输送手段而得到广泛应用，为了提高管道寿命，防止泄露等事故的发生，管道机器人作为高效准确的故障诊断、检测和维修手段应运而生，广泛地应用于管到的探伤、补口、维修、焊接等诸多领域。
主要容：
设计一款管道机器人的机构，对设计的机构进行动力学分析。
基本要求：
建立三维模型，进行运动学分析，提交图纸，设计说明书等相关资料。
主要参考资料：
机电一体化系统设计
传感器技术
机器人技术
机构设计
单片机技术应用
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完 成 期 限：
指导教师签名：
专业负责人签名：
年 月 日
目 录
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
1 前言 1
课题的背景与意义 1
机器人的发展现状及趋势 1
国外管道微型机器人的发展近况 2
商业领域的管道机器人 6
本课题的设计任务 9
论文的主要容 9
2 螺旋轮式管道机器人的总体方案设计 11
机器人管运动方式对比分析 11
轮式 11
蠕动式 12
螺旋轮式管道机器人的运动机理 14
机构的原理 14
机器人设计要点 15
3 管道机器人行走机构的分析与设计 16
旋转轮的结构设计 16
机构运动受力分析 16
运动自由度分析 18
电机的选择 18
电机连接轴的设计 20
弹簧的设计与选择 21
支撑轮和电机的固定方案 22
探测头的定位方案 22
4 管道机器人在管中运动通过性分析 23
管道环境对机器人的几何约束 23
5 监视控制系统 25
探测头的选择 25
检测系统 25
单片机控制系统 26
控制程序 27