管道爬行器的研究與設(shè)計-輪式管道爬行機器人設(shè)計【三維SW】【含CAD圖紙、文檔所見所得】
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本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告
題目名稱 管道爬行器的研究與設(shè)計
學(xué)生姓名
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
指導(dǎo)教師姓名
所學(xué)專業(yè)
機械設(shè)計與制造
職稱
副教授
完成期限
一、選題的目的意義
隨著中國改革開放以來，中國不斷與世界拉近距離，其中人民的生活水平得到大幅的提高2009年，中國天然氣以及各種管道已經(jīng)覆蓋了中國的每一個中小城市。在我國及世界各個國家內(nèi)，由于地形的限制和土地資源的有限，在地下都埋設(shè)了很多的輸送管道，例如天然氣管道、石油管道等，在埋有管道的地面上面都已經(jīng)建成了很多的建筑物、公路等，給管道的維修和維護造成了很大的困難。當(dāng)這些管道由于某些原因造成了泄露、堵塞等問題時，人們普通的做法是挖開道路進行維修，有些時候如果不能準(zhǔn)確判斷泄露和堵塞的具體位置時，會浪費很多的時間，精力和資源，同時降低了工作效率。因此管道內(nèi)機器人化自動檢查技術(shù)的研究與設(shè)計十分必要。人們不再為了維修、維護管道時挖開道路，而是進行管道破損處的精確定位，然后進行維修。節(jié)省了大量的人力，物力和財力。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
在美國、日本和德國等發(fā)達國家，隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展，以及PLC的廣泛應(yīng)用。機器人技術(shù)的發(fā)展和管道測試等技術(shù)的進一步發(fā)展，相互之間的滲透程度越來越深，管道爬行機器人是在狹窄空間中進行精密操作、檢測或作業(yè)的機器人系統(tǒng)。其中機器人的作業(yè)環(huán)境一般在三維尺寸上微小的或者危險的。廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、核電廠、化工廠、民用建筑等用到各種各樣微小管道內(nèi)的定期檢修。
在我國，20 世紀(jì)80 年代開始少量引進爬行器,但遠遠不能滿足我國管道工程發(fā)展的需要。進入90年代，國內(nèi)各科研機構(gòu)和大中專院校開始研制各種管道爬行器，但由于各種原因，爬行器的適應(yīng)性和過復(fù)雜管道能力存在著或多或少的缺陷。
三、主要研究內(nèi)容
研究和設(shè)計爬行器機構(gòu)若干可行性方案。進行對比分析，選擇最優(yōu)方案。包括機械裝備，驅(qū)動裝置，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置選擇等.
研究和設(shè)計爬行器的各種電路的幾套可行性方案。進行合理性分析，選擇優(yōu)化方案。包括電機，電源，開關(guān)的選擇。照明電路，轉(zhuǎn)彎控制電路，姿態(tài)調(diào)整電路，機器人管道中定位電路，總體接線電路的選擇和優(yōu)化設(shè)計。
該爬行器可實現(xiàn)450—1100mm范圍內(nèi)管道內(nèi)徑變化。實現(xiàn)探測攝像裝置與水平面平行，不發(fā)生傾斜。通過人為的控制支撐臂的“傘”型伸縮結(jié)構(gòu)以及個電機的順序動作可以順利通過十字型、丁字型等較復(fù)雜管道，通過人為的控制使機器人左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，設(shè)計選擇電路。通過吊籃中的攝像頭來檢測管道的損壞與否，通過機器人定位系統(tǒng)進行管道破損處的定位，對機器人定位系統(tǒng)進行方案提出，分析，和電路設(shè)計。
四、畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究方法或技術(shù)路線
畢業(yè)設(shè)計采取的研究與設(shè)計方法
1.實地參觀學(xué)習(xí)法
2.教師指導(dǎo)法
3.上機調(diào)試法
4.可行性方案列舉法
5.優(yōu)化設(shè)計法
6.通過已有知識進行分析，理解，明白設(shè)計過程與目的，掌握進行本畢業(yè)設(shè)計的所必須的基本知識。
7.查閱有關(guān)書籍，借助于網(wǎng)上數(shù)字圖書館搜集相關(guān)資料，對其進行分析、總結(jié)、概括、和借鑒，形成系統(tǒng)的外部資料，借鑒當(dāng)今國內(nèi)及國外此方面的研究及理論探討進行本課題的理論和方法
8.機電相結(jié)合的分析方法
五、 主要參考文獻與資料
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[2]楊天明.電機與拖動[M].北京大學(xué)出版社，2006
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[5]王永章.數(shù)控技術(shù)[M].高等教育出版社，2001
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[7]李中年.控制電氣及應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2006
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[10]龍馬工作室.Pro/E wildfire3.0完全自學(xué)手冊[M].人民郵電出版社，2007，6
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六、 指導(dǎo)教師審批意見
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年 月 日
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