管道爬行器的研究与设计开题报告.doc

本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称管道爬行器的研究与设计学生姓名专业机械设计制造及其自动化班级指导教师姓名所学专业机械设计与制造职称副教授完成期限一、选题的目的意义随着中国改革开放以来，中国不断与世界拉近距离，其中人民的生活水平得到大幅的提高2009年，中国天然气以及各种管道已经覆盖了中国的每一个中小城市。在我国及世界各个国家内，由于地形的限制和土地资源的有限，在地下都埋设了很多的输送管道，例如天然气管道、石油管道等，在埋有管道的地面上面都已经建成了很多的建筑物、公路等，给管道的维修和维护造成了很大的困难。当这些管道由于某些原因造成了泄露、堵塞等问题时，人们普通的做法是挖开道路进行维修，有些时候如果不能准确判断泄露和堵塞的具体位置时，会浪费很多的时间，精力和资源，同时降低了工作效率。因此管道内机器人化自动检查技术的研究与设计十分必要。人们不再为了维修、维护管道时挖开道路，而是进行管道破损处的精确定位，然后进行维修。节省了大量的人力，物力和财力。二、国内外研究现状在美国、日本和德国等发达国家，随着机电一体化技术的发展，以及PLC的广泛应用。机器人技术的发展和管道测试等技术的进一步发展，相互之间的渗透程度越来越深，管道爬行机器人是在狭窄空间中进行精密操作、检测或作业的机器人系统。其中机器人的作业环境一般在三维尺寸上微小的或者危险的。广泛应用于火力发电厂、核电厂、化工厂、民用建筑等用到各种各样微小管道内的定期检修。在我国，20世纪80年代开始少量引进爬行器,但远远不能满足我国管道工程发展的需要。进入90年代，国内各科研机构和大中专院校开始研制各种管道爬行器，但由于各种原因，爬行器的适应性和过复杂管道能力存在着或多或少的缺陷。三、主要研究内容研究和设计爬行器机构若干可行性方案。进行对比分析，选择最优方案。包括机械装备，驱动装置，自适应调节装置选择等.研究和设计爬行器的各种电路的几套可行性方案。进行合理性分析，选择优化方案。包括电机，电源，开关的选择。照明电路，转弯控制电路，姿态调整电路，机器人管道中定位电路，总体接线电路的选择和优化设计。该爬行器可实现4501100mm范围内管道内径变化。实现探测摄像装置与水平面平行，不发生倾斜。通过人为的控制支撑臂的“伞”型伸缩结构以及个电机的顺序动作可以顺利通过十字型、丁字型等较复杂管道，通过人为的控制使机器人左转或右转，设计选择电路。通过吊篮中的摄像头来检测管道的损坏与否，通过机器人定位系统进行管道破损处的定位，对机器人定位系统进行方案提出，分析，和电路设计。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线毕业设计采取的研究与设计方法1.实地参观学习法2.教师指导法3.上机调试法4.可行性方案列举法5.优化设计法6.通过已有知识进行分析，理解，明白设计过程与目的，掌握进行本毕业设计的所必须的基本知识。7.查阅有关书籍，借助于网上数字图书馆搜集相关资料，对其进行分析、总结、概括、和借鉴，形成系统的外部资料，借鉴当今国内及国外此方面的研究及理论探讨进行本课题的理论和方法8.机电相结合的分析方法五、主要参考文献与资料1齐占庆.机床电气控制技术M.机械工业出版社，19942杨天明.电机与拖动M.北京大学出版社，20063电机工程手册M.机械工业出版社，19964李国厚，杨青杰.PLC原理与应用设计M.化学工业出版社，20055王永章.数控技术M.高等教育出版社，20016黄立培.电动机控制M.清华大学出版社，20037李中年.控制电气及应用M.清华大学出版社，20068蓝荣香.solidworks零件设计技术与实践M.电子工业出版社，2007，29李杰.AutoCAD2006机械绘图实战M.人民邮电出版社，2007，310龙马工作室.Pro/Ewildfire3.0完全自学手册M.人民邮电出版社，2007，611刘鸿文.材料力学M.高等教育出版社，2006，1112王兰美.机械制图M.高等教育出版社，2004，213孙桓.机械原理M.高等教育出版社，2006，514濮良贵.机械设计M.高等教育出版社，2006，515李朝青.单片机原理及接口技术M.北京航空航天大学出版社，2005，1016秦曾煌.电工学M.高等教育出版社，2003，1217王玉萍，邵峰.电工电子技术实验指导M.河南科技学院，2006.618王立权，贾守波.城市排水道机器人控制系统研究J.哈尔滨工程大学学报，2008，36（6）：969919刘伟明.浆液下机器人定位功能实现J.传感器与微系统，2007，26（8）：969820陈齐汉。小