電子發燒友網>電子資料下載>單片機>小口徑管內機器人技術的研究進展

小口徑管內機器人技術的研究進展

1655804 2014-05-05 | pdf | 1325KB | 次下載 | 1積分

普通下載普通下載

資料介紹

從小口徑管內機器人的特殊應用場合出發, 針對無流體管道工作環境, 將小口徑管內機器人

按運動方式概括為輪式、蠕動式與振動式三種類型, 以驅動源為分類標準詳細介紹了各種小口徑管內機

器人的發展過程與研究現狀, 并對其優缺點及適用場合予以分類討論。在此基礎上將小口徑管內機器

人技術的研究發展分為四個階段, 依次為移動機構的設計與優化、特殊傳感器的設計、能源與信號傳輸

的無纜化, 以及自主控制的實現, 明確了小口徑管內機器人技術發展的研究內容。

　　在石油化工、制冷與核發電等行業中大量使用著形狀各異、內徑不等的各種管道，長期使用所造成的腐蝕或機械損傷會引起裂縫，容易釀成重大事故。管內機器人技術的發展為該問題的解決提供了一條新的途徑。小口徑管內機器人主要指適用管道直徑小于 80mm ［ 1］、可攜帶相關儀器設備進入管道內部進行無損檢測或維修的移動平臺，通過及時獲得管道內壁的實時狀態參數可減小因管道泄漏所帶來的環境污染與經濟損失。小口徑管內機器人的研究機構在國外主要有東京工業大學、名古屋大學、Denso 公司、 MET TEC 公司、三菱公司、L. M 。 S 實驗室、 L. A. B實驗室、L. A. I實驗室，以及美國加州理工大院等; 國內則主要有上海大學、上海交通大學、哈爾濱工業大學、中國科學技術大學、廣州工業大學與國防科學技術大學等。一個完整的具有自主驅動能力的管內機器人系統應由移動機構、管道內部環境識別與檢測系統、信號傳遞和動力傳輸系統以及控制系統組成［ 2］。其中移動機構是確保管內機器人實現有效運動的核心部分，主要包括驅動機構與支撐機構，前者為機器人的動力輸出部分，后者則負責與管壁產生接觸，形成力與形的封閉。驅動機構形式主要有電機式、氣壓式、壓電陶瓷（ PZT ）式、超強磁致合金（ GM A ）式、記憶合金（ SM A）式; 支撐機構則主要有輪式、彈性腿式、SM A 式、氣囊式和其他擠壓結構形式等。上述驅動機構和支撐機構不同類型機構之間相互組合可形成多種形式的管內機器人，但由于小口徑管道的尺寸限制，其移動方式主要表現為輪式、蠕動式與振動式三種類型。