管道机器人任务书-02

机电工程学院中南大学本科生毕业论文（设计）题目管道检测作业机器人总体设计学生姓名XXXX指导教师XXXX学院机电工程学院专业班级机电XXX班完成时间2010年6月8日中南大学毕业论文（设计）任务书毕业论文（设计）题目管道检测作业机器人总体设计题目类型]1[工程设计题目来源[1]___教师科研题毕业论文（设计）时间从2010年3 月1 日至2010年6 月8 日毕业论文（设计）内容要求：（1）技术指标：（a）自适应管道直径为270-300mm，驱动力＞800N；（b）在管道内的移动速度大于10cm/s；（c）能通过曲率半径600mm，总长为10m的倒U型管道；（4）能够搭载微型CCD和无损检测传感器对管道内的裂纹和腐蚀缺陷等进行检测与修补作业。

（2）完成总体方案设计、总体布局和结构确定，行走机构原理设计、控制电机选型等。

（3）要求具有电缆控制和遥控两种功能。

完成传感检测原理与检测作业功能装置设计与控制系统方案。

1.具体完成下列设计工作：（1）查阅文献和实习，了解国内外管道检测作业机器人的现状和发展趋势，并翻译相关资料一篇；（2）按要求完成管道检测作业机器人功能设计与总体方案设计；（3）完成管道检测作业机器人总体布局、结构设计计算与行走方式确定；（4）完成传感检测系统方案、传感器选型与检测功能布置设计；（5）整理相关资料，撰写设计说明书。

要求设计图纸不少于4张1#图，设计说明书不少于50 页。

[1]题目类型：(1)理论研究(2)实验研究(3)工程设计(4)工程技术研究(5)软件开发[2]题目来源：(1)教师科研题(2)生产实际题(3)其它2.主要参考资料1)成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，20022)刘政华，何将三.机械电子学.长沙：国防科技大学出版社，1999.103)杨培元,朱福元主编. 液压系统设计简明手册. 北京：机械工业出版社，19944)《电气工程师手册》第二版编辑委员会编. 电气工程师手册. 北京：机械工业出版社，20005)沈红卫编著. 单片机应用系统设计实例与分析. 北京：北京航空航天大学出版社，20036)黄菊生编著. 单片机原理与接口技术. 北京：国防工业出版社，20073.毕业论文（设计）进度安排指导教师（签名）____________ 时间：__________________系(所)主任(签名) ____________ 时间：_________________主管院长（签名）______________ 时间：__________________中南大学毕业论文（设计）成绩评定表（一）指导教师评语XXX同学在毕业设计过程中，态度较积极主动，工作较扎实认真，较好地完成了毕业设计任务书规定的工作任务——管道检测机器人总体设计。

三淼管道机器人使用说明书1. 简介三淼管道机器人是一种专门用于检测和维护管道系统的自动化设备。

它具有高精度、高效率和安全可靠的特点，可以在各种复杂环境下进行工作。

本使用说明书将详细介绍三淼管道机器人的组成部分、使用方法以及注意事项。

2. 组成部分三淼管道机器人由以下几个主要部分组成：2.1 主控制系统主控制系统是整个机器人的核心，它负责控制和监控机器人的运行状态。

主控制系统具有用户友好的界面，可以通过该界面对机器人进行操作和监测。

2.2 传感器装置传感器装置是用于采集管道内部数据的设备，包括摄像头、温度传感器、压力传感器等。

这些传感器能够实时获取管道内部的信息，并通过主控制系统进行处理和分析。

2.3 运动系统运动系统是用于驱动机器人在管道中移动的部件，包括电动轮、履带等。

运动系统能够根据指令精确地控制机器人的移动方向和速度。

2.4 电源系统电源系统为机器人提供稳定的电力支持，包括电池组、充电器等。

机器人的工作时间和续航能力取决于电源系统的性能。

3. 使用方法3.1 准备工作在使用三淼管道机器人之前，需要进行一些准备工作：•确保机器人已经充满电，并正确连接到主控制系统。

•检查传感器装置是否正常工作，确保各个传感器能够正常采集数据。

•检查运动系统是否正常，确保机器人能够在管道中自由移动。

3.2 运行机器人将三淼管道机器人放入待检测的管道中，通过主控制系统对其进行操作：1.打开主控制系统，并登录账户。

2.在主界面上选择要执行的任务类型，例如巡检、清洗或维修。

3.设置相关参数，如巡检速度、清洗强度等。

4.点击开始按钮，机器人将开始执行任务。

3.3 监测和分析数据在机器人执行任务期间，可以随时通过主控制系统监测和分析采集到的数据：•实时查看管道内部的图像和视频。

•分析温度和压力数据，判断管道是否存在异常情况。

•根据数据分析结果，及时采取相应的措施。

3.4 完成任务当机器人完成任务后，需要进行以下操作：1.停止机器人的运行。

1 引言管道运输是当今五大运输方式之一，已成为油气能源运输工具。

目前，世界上石油天然气管道总长约200万km，我国长距离输送管道总长度约2万km。

国家重点工程“西气东输”工程，主干线管道(管径1118mm)全长4167km，其主管道投资384亿元，主管线和城市管网投资将突破1000亿元。

世界上约有50%的长距离运输管道要使用几十年、甚至上百年时间，这些管道大都埋在地下、海底。

由于外介质的腐蚀、重压、地形沉降、塌陷等原因，管道不可避免地会出现损伤。

在世界管道运输史上，由于管道泄漏而发生的恶性事故触目惊心。

据不完全统计，截至1990年，国输油管道共发生大小事故628次。

1986到2b00年期间美国天然气管道发生事故1184起，造成55人死亡、210人受伤，损失约2. 5亿美元。

因此，研究管道无损检测自动化技术，提高检测的可靠性和自动化程度，加强在建和在役运输管道的检测和监测，对提高管线运输的安全性具有重要意义。

1.1管道涂层检测装置的发展、现状和前景1.1.1管道涂层检测装置的发展管作业机器人是一种可沿管道自动行走,携有一种或多种传感器件和作业机构,在遥控操纵或计算机控制下能在极其恶劣的环境中进行一系列管道作业的机电仪一体化系统.对较长距离管道的直接检测、清理技术的研究始于本世纪50年代美、英、法、德、日等国,受当时的技术水平的限制,主要成果是无动力的管检测清理设备——PIG,此类设备依靠首尾两端管流体的压力差产生驱动力,随着管流体的流动向前移动,并可携带多种传感器.由于PIG本身没有行走能力,其移动速度、检测区域均不易控制,所以不能算作管机器人.图1所示为一种典型的管检测PIG[5]. 这种PIG的两端各安装一个聚氨脂密封碗,后部密封碗侧环向排列的伞状探头与管壁相接触,测量半径方面的变形,并与行走距离仪的旋转联动,以便使装在PIG部的记录仪记录数据.它具有沿管线全程测量径,识别弯头部位,测量凹陷等变形部位与管圆度的功能,并可以把测量结果和检测位置一起记录下来. 70年代以来,石油、化工、天然气与核工业的发展为管道机器人的应用提供了广阔而诱人的前景,而机器人学、计算机、传感器等理论和技术的发展,也为管和管外自主移动机器人的研究和应用提供了技术保证.日、美、英、法、德等国在此方面做了大量研究工作,其中日本从事管道机器人研究的人员最多,成果也最多。

管道机器人及其应用_教案_图文（精）第一篇：管道机器人及其应用_教案_图文(精)管道机器人及其应用Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20111 •管道机器人的应用领域工业管道,工程管道,微型管道。

•管形圆形,矩形,定直径直管,含直角弯头(L形,T形、弯道、台阶、凹坑、径向尺寸变化的管道,水平、倾斜、铅垂布置。

•管道机器人的作业类型管内作业(管内不同介质,管外作业,管间作业Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20112 Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20113 •管道机器人的自身功能特定管况下行进定位负载密封防腐数据传输,等•管道机器人的用途(外延功能管道环境信息获取,管道工况检测与故障修复,管内障碍检测与排除,管道清洗,管道表面喷涂,工程验收,等。

直行(前进、后退、转弯;行进方式:轮式,足式,爬行式,蠕动式,履带式履带式,可在竖直管道内上下运动 Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20116Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20117爬竿管道两用机器人Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20118Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 20119Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 201110螺旋传动管道机器人RoboticsSEU-QSunday, April 03, 201111管道爬行器 Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 201112细小工业管道机器人移动探测系统——上海大学研制螺旋轮式推进Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 201113Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 201114Robotics SEU-Q Sunday, April 03, 201115管道清洗机器人中央空调管道或除尘管道的清扫、消毒、喷涂、摄像检测等。

摘要上海有中央空调的1万多栋大楼中，大多数空调机组的通风系统自运行以来，也从未做过清洗。

未清洗的集中空调内可能有颗粒物、霉菌、螨虫、细菌、军团菌、藻类等各种污染物，会给人带来烦闷、乏力、嗜睡、不快感、肌肉痛、易感冒、咽痛、头晕等诸多健康危害。

因此，本设计设计了一个小型管道清洁机器人。

管道清洁机器人的设计包括视觉系统，移动系统，清洁毛刷系统，吸尘系统和控制系统。

关键词：管道，清洁，视觉，移动，清洁毛刷，吸尘，控制ABSTRACTShanghai has central air conditioning in buildings more than 10,000 buildings. Most of the ventilation system air conditioning units from using has never cleanned. Uncleaning of central air conditioning maybe particulate, mold, mites, bacteria, Legionella, algae and other pollutants, which will bring boredom, fatigue, sleepiness, displeasure, muscle pain, mon cold, sore throat, head corona, and many other health risks. Therefore, the design designed a small duct cleaning robot. Duct cleaning robot design includes the visual system, mobile system, cleaning brush system, vacuum system and control system.Key words: pipe, cleaning, visual, moving, cleaning brush, cleaning, control目录1绪论 (1)1.1 中央空调的现状分析 (1)1.2 管道清洁机器人的技术要求 (1)2机器人的视觉系统 (2)2.1 摄像头 (2)2.2 照明灯 (3)3机器人的运动系统 (4)3.1 底板的设计 (4)3.2 驱动电机的选择与设计 (4)3.3 轮胎的选择 (5)3.4 转向机构的设计 (6)3.5 机器人移动的实现方法 (7)4机器人的清洁系统 (9)4.1清洁毛刷的设计分析 (9)4.2 旋转刷的设计及材料选择 (10)4.3 驱动电机的选择 (10)4.4 手臂的设计 (11)4.5 支撑架的设计 (11)4.6 传动带的设计 (13)4.7 带轮的设计 (14)4.8 驱动轴的设计 (16)4.9 联轴器的选择 (17)4.10 轴承、轴套等零件的选择与设计 (18)5机器人的吸尘系统 (19)5.1 吸尘系统的设计分析 (19)5.2 电机的选择 (19)5.3 叶片的设计 (20)5.4 外壳的设计 (21)5.5 其他零件的设计 (22)6机器人的控制系统 (23)6.1 控制系统的设计概述 (23)6.2 控制系统各硬件的介绍 (24)6.3 电路板的设计 (28)6.4 上位机的控制面板设计 (30)6.5 单片机的编程 (31)6.6 系统抗干扰措施 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)1 绪论1.1 中央空调的现状分析“20XX中国国际工业博览会科技论坛——公共场所卫生与标准化国际研讨会”在沪举行。

三淼管道机器人使用说明书一、简介三淼管道机器人是一种用于清洁和维护管道系统的智能机器人。

它具有高效、灵活、安全的特点，可以减少人力投入，提高工作效率，降低工作风险。

本说明书将详细介绍三淼管道机器人的使用方法和注意事项。

二、使用方法1. 准备工作在使用三淼管道机器人之前，需要进行以下准备工作：- 检查机器人的电源是否充足，若不足则需要充电；- 确保机器人的传感器和摄像头清洁无尘；- 确保机器人的控制器和遥控器工作正常；- 准备好所需的清洁工具和消毒液。

2. 操作步骤使用三淼管道机器人的步骤如下：- 将机器人放入待清洁的管道入口处，确保机器人能够顺利进入管道；- 打开机器人的电源开关，启动机器人；- 使用遥控器或手机App连接到机器人的控制系统；- 根据实际情况选择合适的清洁模式，如清洗、除垢、消毒等；- 控制机器人在管道内进行清洁操作，注意避免机器人与管道壁碰撞；- 清洁完成后，关闭机器人的电源开关，将机器人取出并进行清洁和消毒。

三、注意事项在使用三淼管道机器人时，需注意以下事项：1. 安全第一：在使用机器人之前，必须确保管道系统的安全，如检查管道是否存在漏水、堵塞等问题；2. 遥控操作：在控制机器人时，要保持稳定的信号连接，避免遥控器与机器人之间的干扰；3. 防止碰撞：在机器人进行清洁操作时，要特别注意避免机器人与管道壁碰撞，以免造成损坏；4. 定期维护：定期检查机器人的各个部件是否正常工作，如传感器、摄像头、电池等，若有故障及时修复或更换；5. 清洁和消毒：在机器人清洁完毕后，要及时对机器人进行清洁和消毒，以保证下次使用时的卫生安全。

四、优势和应用领域三淼管道机器人具有以下优势：1. 高效节约：相比传统的人工清洁方式，机器人能够更快速地完成清洁任务，同时减少人力投入；2. 灵活适用：机器人可以适用于不同直径、不同形状的管道系统，具有较强的适应性；3. 安全可靠：机器人操作过程中，能够实时监测管道状况，避免发生意外事故；4. 数据记录：机器人能够记录清洁过程中的数据，为后续的管道维护和故障排除提供参考。

管道机器人的应用教案教案标题：管道机器人的应用教案教案目标：1. 了解管道机器人的基本概念和原理。

2. 掌握管道机器人的应用领域和优势。

3. 培养学生的创新思维和解决问题的能力。

4. 培养学生的团队合作和沟通能力。

教案步骤：引入活动：1. 向学生介绍管道机器人的概念和应用领域，如石油管道、水利管道等。

2. 引导学生思考，为什么需要使用管道机器人？它有哪些优势和挑战？知识讲解：3. 讲解管道机器人的基本原理和结构，包括传感器、执行器、通信系统等。

4. 介绍管道机器人的应用案例，如清洁、检测、维修等。

案例分析：5. 将学生分成小组，每组选择一个具体的管道机器人应用案例进行分析。

6. 引导学生思考，该案例中的问题和挑战有哪些？如何设计和改进机器人来解决这些问题？设计实验：7. 每个小组根据选定的案例，设计一个管道机器人的原型或模型。

8. 学生可以使用废旧材料或简单的机器人组件来制作原型。

9. 学生需要思考并解决机器人在管道中行进、检测、清洁等方面的技术问题。

实践操作：10. 小组成员分工合作，完成管道机器人原型的制作和测试。

11. 学生需要记录实验过程、数据和结果，并进行分析和总结。

展示和讨论：12. 每个小组向全班展示他们的管道机器人原型，并分享他们的设计思路和实验结果。

13. 学生进行互动讨论，评价和提出改进意见。

总结和评价：14. 教师对学生的设计、实验和展示进行评价，并给予肯定和建议。

15. 学生总结本次活动的收获和体会，思考管道机器人的未来发展和应用前景。

教学资源：- 管道机器人的相关资料和案例分析。

- 废旧材料或简单的机器人组件。

- 实验记录表和分析工具。

- 展示和讨论的场地和设备。

教学评估：- 学生对管道机器人的基本概念和原理的理解程度。

- 学生对管道机器人应用案例的分析和解决问题的能力。

- 学生在团队合作和沟通方面的表现。

- 学生对本次活动的总结和思考。

教学延伸：- 邀请相关领域的专家进行讲座或实地考察，深入了解管道机器人的最新发展和应用。