油罐检测爬壁机器人结构设计
摘要：弧面机器人是移动机器人领域的一个重要分支,它是地面移动机器人结合吸附技术。它可以连接到垂直墙爬行,和携带工具来完成特定的任务大大扩大了机器人的应用范围。
本文检测大型油罐的墙上攀爬机器人结构设计。机器人能爬在水箱表面灵活,并携带油箱超声波探头的超声波探伤。文章首先总结了国内外现有的弧面机器人在一些攀爬机构画出设计的文献,然后选择最好的解决方案进行比较。计划制定后,电机、传输和安装、定位和其他设计计算。主要做以下工作:
首先,概述弧面机器人及其相关领域的现状和未来的发展方向。弧面机器人的总体结构设计,选择和分析墙上攀爬机器人的吸附方式,并阐述了每个磁路着重好的和坏点。确定最后爬墙爬壁机器人的吸附方式为非接触式永磁吸附方式,和弧面机器人的稳定性和磁性吸附吸引力关系做出了相应的分析。
其次,通过分析弧面机器人的运动模式是决定使用履带驱动模式的方式运动。通过对电机的驱动能力、机械师、运动学,建立机器人的动力学和运动学模式。完成后考虑,整体弧面机器人身体的机械结构设计。
关键词:弧面机器人;磁吸附;
Tank test structure design of robot
Abstract：Wall-climbing robot is an important branch of the mobile robot field asit is the terrestrial mobile robotics combine with adsorption technology. It can be attached to the vertical wall crawling, and to carry tools to complete certain tasks in the greatly expanded scope of application of robots.
This paper focuses on thedetectionof large oil tankwallclimbing robotstructure design.The robot cancrawlin the tanksurfaceflexible,and carrying theultrasonic probein ultrasonic flaw detectionoftank. Articles start with the existing wall-climbing robot at home and abroad are summarized in the literature of several climb institutions draw the design, then select the best solution by comparing. Program laid down after the motor, transmission and installation, positioning and other design calculations. Mainly do the following works：
First, the overview of the relevant areas of wall-climbing robot and its present situation and future development direction. Designed the wall-climbing robot's overall construction, chose and analyzed the wall climbing robot's adsorption way, and elaborated each magnetic circuit good and bad points emphatically. Determined finally crawls the wall- climbing robot's adsorption way for the non-contact permanent magnetism adsorption way, and the wall-climbing robot's stability and magnetism adsorptive attraction relations has made the corresponding analysis.
Secondly, through the analysis the movement of the wall-climbing robot mode it is decided to use caterpillar drive mode as the way of movement. By analysising of the motor drive capability, mechanic, kinematic , the establishment of the robot dynamics and kinematics mode. After the completion of consideration , the overall designed on the wall-climbing robot body's mechanical structure.
Keywords:Wall-climbing robot；Magnetic adsorption；
目 录
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………Ⅱ
目录…………………………………………………………………………………Ⅲ
1引言………………………………………………………………………………1
1.1 本课题研究的目的和意义………………………………………………………1
2 爬壁机器人总体方案……………………………………………………………2
2.1总体设计要求……………………………………………………………………2
2.1.1 总体方案性能分析……………………………………………………………2
2.2 吸附机构的设计…………………………………………………………………3
2.2.1吸附方式的选择………………………………………………………………4
2.2.2 吸附单元的设计………………………………………………………………4
2.3 移动机构的设计…………………………………………………………………8
2.3.1移动方式的选择………………………………………………………………8
2.4 驱动电机的驱动力………………………………………………………………9
2.5 抗倾覆机构的设计……………………………………………………………12
3爬壁机器人机械结构设计………………………………………………………14
3.1 爬壁机器人总体机械结构……………………………………………………14
3.2 车体框架设计…………………………………………………………………14
4 爬壁机器人运动模型分析………………………………………………………16
4.1 爬壁机器人静力学分析………………………………………………………16
4.2爬壁机器人运动学分析………………………………………………………17
5 结论………………………………………………………………………………20
参考文献……………………………………………………………………………21
致谢…………………………………………………………………………………23
1 引言
在核工业、石化工业中，工人经常需要面对恶劣危险的作业环境；在消防部门、造船业、高楼清洗中，工人经常处在高空中；在深海作业、抢修救灾中，工人的工作环境更是危险。随着人类的自我保护意识的逐步增强，为了减小或者避免工作环境中的危险，人们迫切需要有一种能替代人类的高空作业工具，从危险的工作环境中解放出来。目前，国内外己经有相当数量的爬壁机器人投入使用，主要应用于以下几个方面:
1)核工业:对核废液储罐进行检查、测厚及焊缝探伤等。
2)石化企业:对圆柱形罐体或球形罐体的内外表面进行检测、去锈或喷漆等。
3)建筑行业;壁面清洗、擦玻璃、喷涂墙面、安装瓷砖等。
4)消防部门:用于传递救援物质，协助救援工作等。
5)造船行业:用于清洗船体表面、喷涂船体或轮船内壁等。
6)电力行业:对发电站锅炉水冷壁管壁厚度进行测量。
1.1本课题研究的目的和意义
油罐是石化企业中最常见的储存设备，由于压力的作用以及雨水和油品的侵蚀，罐壁可能产生凹坑、裂纹、内部孔洞等缺陷，这些缺陷不仅会造成油品泄漏，甚至可能引起火灾，因此必须定期进行检测【8】。目前，对油罐的检测均由人工实现，需搭建脚手架，效率很低且危险性高【8】。所以我们需要研究一种能够代替人来实现油罐壁面检测的机器人--- 爬壁机器人.它是能够在垂直陡壁上进行作业的机器人，是高空极限作业的一种自动机械装置，它把地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来, 可在垂直壁面上附着爬行, 并能携带工具完成一定的作业任务, 大大扩展了机器人的应用范围。
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毕业设计 油罐检测爬壁机器人结构设计（说明书+CAD图纸+开题报告+任务书+外文翻译+英文文献）
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