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本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告 題目名稱(chēng) 管道爬行器的研究與設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 所學(xué)專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 職稱(chēng) 副教授 完成期限 一、選題的目的意義 隨著中國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)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(guó)天然氣以及各種管道已經(jīng)覆蓋了中國(guó)的每一個(gè)中小城市。在我國(guó)及世界各個(gè)國(guó)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(hù)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(wèn)題時(shí)，人們普通的做法是挖開(kāi)道路進(jìn)行維修，有些時(shí)候如果不能準(zhǔn)確判斷泄露和堵塞的具體位置時(shí)，會(huì)浪費(fèi)很多的時(shí)間，精力和資源，同時(shí)降低了工作效率。因此管道內(nèi)機(jī)器人化自動(dòng)檢查技術(shù)的研究與設(shè)計(jì)十分必要。人們不再為了維修、維護(hù)管道時(shí)挖開(kāi)道路，而是進(jìn)行管道破損處的精確定位，然后進(jìn)行維修。節(jié)省了大量的人力，物力和財(cái)力。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，以及PLC的廣泛應(yīng)用。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和管道測(cè)試等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，相互之間的滲透程度越來(lái)越深，管道爬行機(jī)器人是在狹窄空間中進(jìn)行精密操作、檢測(cè)或作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)。其中機(jī)器人的作業(yè)環(huán)境一般在三維尺寸上微小的或者危險(xiǎn)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(guó)，20 世紀(jì)80 年代開(kāi)始少量引進(jìn)爬行器,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國(guó)管道工程發(fā)展的需要。進(jìn)入90年代，國(guó)內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)和大中專(zhuān)院校開(kāi)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(guò)復(fù)雜管道能力存在著或多或少的缺陷。 三、主要研究?jī)?nèi)容 研究和設(shè)計(jì)爬行器機(jī)構(gòu)若干可行性方案。進(jìn)行對(duì)比分析，選擇最優(yōu)方案。包括機(jī)械裝備，驅(qū)動(dòng)裝置，自適應(yīng)調(diào)節(jié)裝置選擇等. 研究和設(shè)計(jì)爬行器的各種電路的幾套可行性方案。進(jìn)行合理性分析，選擇優(yōu)化方案。包括電機(jī)，電源，開(kāi)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(jī)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(jì)。 該爬行器可實(shí)現(xiàn)450—1100mm范圍內(nèi)管道內(nèi)徑變化。實(shí)現(xiàn)探測(cè)攝像裝置與水平面平行，不發(fā)生傾斜。通過(guò)人為的控制支撐臂的“傘”型伸縮結(jié)構(gòu)以及個(gè)電機(jī)的順序動(dòng)作可以順利通過(guò)十字型、丁字型等較復(fù)雜管道，通過(guò)人為的控制使機(jī)器人左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)選擇電路。通過(guò)吊籃中的攝像頭來(lái)檢測(cè)管道的損壞與否，通過(guò)機(jī)器人定位系統(tǒng)進(jìn)行管道破損處的定位，對(duì)機(jī)器人定位系統(tǒng)進(jìn)行方案提出，分析，和電路設(shè)計(jì)。 四、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究方法或技術(shù)路線 畢業(yè)設(shè)計(jì)采取的研究與設(shè)計(jì)方法 1.實(shí)地參觀學(xué)習(xí)法 2.教師指導(dǎo)法 3.上機(jī)調(diào)試法 4.可行性方案列舉法 5.優(yōu)化設(shè)計(jì)法 6.通過(guò)已有知識(shí)進(jìn)行分析，理解，明白設(shè)計(jì)過(guò)程與目的，掌握進(jìn)行本畢業(yè)設(shè)計(jì)的所必須的基本知識(shí)。 7.查閱有關(guān)書(shū)籍，借助于網(wǎng)上數(shù)字圖書(shū)館搜集相關(guān)資料，對(duì)其進(jìn)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(guó)內(nèi)及國(guó)外此方面的研究及理論探討進(jìn)行本課題的理論和方法 8.機(jī)電相結(jié)合的分析方法 五、 主要參考文獻(xiàn)與資料 [1]齊占慶.機(jī)床電氣控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [2]楊天明.電機(jī)與拖動(dòng)[M].北京大學(xué)出版社，2006 [3]電機(jī)工程手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1996 [4]李國(guó)厚，楊青杰.PLC原理與應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005 [5]王永章.數(shù)控技術(shù)[M].高等教育出版社，2001 [6]黃立培.電動(dòng)機(jī)控制[M].清華大學(xué)出版社，2003 [7]李中年.控制電氣及應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2006 [8]藍(lán)榮香.solidworks零件設(shè)計(jì)技術(shù)與實(shí)踐[M].電子工業(yè)出版社，2007，2 [9]李杰.AutoCAD2006機(jī)械繪圖實(shí)戰(zhàn)[M].人民郵電出版社，2007，3 [10]龍馬工作室.Pro/E wildfire3.0完全自學(xué)手冊(cè)[M].人民郵電出版社，2007，6 [11]劉鴻文.材料力學(xué)[M].高等教育出版社，2006，11 [12]王蘭美.機(jī)械制圖[M].高等教育出版社，2004，2 [13]孫桓.機(jī)械原理[M].高等教育出版社，2006，5 [14]濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2006，5 [15]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2005，10 [16]秦曾煌.電工學(xué)[M].高等教育出版社，2003，12 [17]王玉萍，邵峰.電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].河南科技學(xué)院，2006.6 [18]王立權(quán)，賈守波.城市排水道機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[J].哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，36（6）：96~99 [19]劉偉明.漿液下機(jī)器人定位功能實(shí)現(xiàn)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2007，26（8）：96~98 [20]陳齊漢。小功率直流電機(jī)調(diào)速正反轉(zhuǎn)切換控制的PWM控制系統(tǒng)[J].電工技術(shù)2002，1（26）：51~52 [21]丁昆.美國(guó)無(wú)人地面車(chē)輛概述[J].國(guó)防技術(shù)基礎(chǔ)，2008，2（15）：53~55 六、 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　簽名： 年 月 日