無纜鏈式管內(nèi)機器人驅動單元特性分析與研究.pdf

1、受應用環(huán)境及工作空間限制，工人無法直接對煤氣管道進行檢修維護作業(yè)，管道容易發(fā)生腐蝕、破壞，一旦煤氣泄露將會帶來生命財產(chǎn)損失及環(huán)境污染等為題。
　　作為管內(nèi)智能移動的平臺，管內(nèi)機器人可攜帶各種傳感器、檢測儀器和維修裝置，定期對管道進行檢修與維護工作，延長管道使用壽命，具有良好的應用前景。
　　本文在深入分析管內(nèi)機器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及工作原理基礎上，應用虛擬樣機仿真技術及可靠性工程理論，完成了機器人驅動單元的設計、研究與分析工作

2、。
　　根據(jù)機器人性能指標要求，對機器人驅動單元與檢測單元進行了機構設計。在查閱相關文獻及分析現(xiàn)有機器人基礎上，結合具體管道環(huán)境及檢測作業(yè)要求，確定了輪式驅動及無纜作業(yè)方式，設計了彈簧——絲杠螺母副混合預緊變徑機構、彈簧緩沖機構及行走機構，使機器人具備環(huán)境自適應性,避免了剛性沖擊，可應用于內(nèi)徑為Φ270mm~Φ380mm的煤氣管道。
　　設計采用了差速轉向驅動方式，使機器人具備主動轉向能力。對絲杠螺母副進行了力學特性分析，并

3、得出其工作特性曲線。建立了管道約束方程，對機器人在管內(nèi)運行時的運動特性及力學特性進行了分析研究，分析并討論了機器人在管內(nèi)運行時受到的各種阻力，結果表明牽引力滿足要求。
　　運用Pro/E建立了機器人驅動單元三維樣機圖，通過接口模塊 Mechanism/Pro實現(xiàn)了對機器人驅動單元在管內(nèi)的基于Pro/E與ADAMS的聯(lián)合動力學仿真，得出驅動輪直徑與機器人牽引力、彈簧預緊力與牽引力等關系曲線，實現(xiàn)了彈簧預緊力、彈簧剛度系數(shù)、絲杠導程等