管道相贯线切割机器人文献综述

相贯线是两立体表面的共有线，也是两立体的分界线，一般为封闭的空间曲线。

在工业生产中，例如锅炉炉体焊接、三通管件焊接等（见图1），由于是两个类柱体正交，所形成的共有线为相贯线，所以为了在机器人上实现管体相贯线的切割和焊接，就必须要设计相应的相贯线实现算法。

图1 相贯线实例下面，我们以正交相贯线为例，简单介绍一下在机器人上实现相贯线切割和焊接的原理，并给出实际算法。

在这里我们只给出切割姿态指向组合体坐标原点的算法。

在这里我们假定主管的半径为r1，支管的半径为r2。

一、相贯线算法在三维坐标系内，组合体的相贯线上任意一点，都可以向x、y、z轴投影得到在各个坐标轴上的长度。

反之，如果我们确定了一个点在三个坐标轴上的投影长度，也可以唯一确定在三维坐标系内的一个点。

通过对组合体的观察我们可以看到，我们只需要在俯视图和正视图上进行相贯线相关的计算，就可以得到相贯线上变化的点在机器人三维空间坐标系内坐标位置和姿态，并完成相贯线的切割制作。

·俯视图投影图2 组合体俯视我们从上面看向工件，可以得到俯视图（见下图）图3 俯视图可以看到，组合体上相贯线在水平面上的投影是一个圆。

以圆的圆心为坐标原点建立平面直角坐标系。

如图4。

图4 建立坐标系的俯视图设加工从圆和x 轴的交点B 开始，设圆上任意一点A 与y 轴的夹角为a ，它的变化范围为0～360°。

圆的半径为r 2，A 点在y 轴上的投影长度为y 1，在x 轴上的投影长度为x 1，有：)cos()sin(2121a r x a r y ==那么若以圆上B 点为加工起点，A 点在x 轴和y 轴上的变化量为)s i n ()]cos(1[21212a r y y a r x r x ==∆-=-=∆这样，我们得到了相贯线在x 轴和y 轴上的变化量△x 和△y 。

·正视图投影图5 组合体正视我们从正面看向工件，可以得到正视图（见下图）图6 正视图可以看到，在组合体上，相贯线的投影是大圆上的一段圆弧，它的变化范围是弧顶和弧底的高度差。

管道机器人文献综述一个联动类型机械式离合器管道检测机器人摘要本文提出了一种新的管道检查机器人联动型机械式离合器，它被设计用于直径100mm的管道进行检查。

该机器人具有三动力轮链的每一个都有一个机械离合器。

使用并行设计的机械式离合器联动机制。

管道的运动模型的检测机器人被驱动，并且已经开发它的原始类型。

该机器人系统的性能都会验证仿真和实验。

引言管道机器人机制，它在机器人技术的发展上具有悠久的历史，可以分为几种初等形成的运动模式。

因此，已经开发了许多种机制轮型，尺蠖型，腿式移动型等，螺杆式，履带式，猪型和被动型。

其中，轮型管道检测机器人大多是流行 [1] - [9]。

在近10年中，差分驱动型机制进行了研究集中在[10] - [12]。

差分驱动型通常有三动力链。

每条链的速度控制独立，机器人能够通过肘部和T-支行。

此外，它有一个大的折叠范围较轮型，螺旋型，PIG型。

近日，管道检测机器人系统与其超过100毫米的小直径已经被关注、自从100mm的管道市场是越来越大了。

该大多数室内管道的直径小于100mm。

具体来说，清除室内管道直接有关人类健康。

因此，清洗和检查在内部管道成为一个重要问题。

通常情况下，管道巡检机器人系统是由机器人机构组成，通信系统，一个电源供应，而中一个用户界面。

然而，为了将它应用到真正的的环境中，一些实用的的方面（，如易用的用户）的界面，安全性，水的的证明，和检索功能应该定考虑在内。

具体而言，检索功能至关重要的，因为管道内工作的机器人，可以是无序的任何时间。

此外，机器人可以卡在在操作过程中的任何原因的管道。

在这种情况下，机器人需要采取的管道，通过使用一些检索功能。

离合器的概念是一个很好的解决方案检索功能的实现。

有两种类型的离合器机械离合器磁粉离合器。

通常，该机械式离合器保证了强劲的动力，但它通常是大型，重型，具有复杂的结构。

在相反，电磁离合器相对小尺寸，重量轻，有一个简单的结构，但它在电力中有一个限制。

文献综述题目机械手概述学院专业班级学号学生姓名任课教师一．前言部分：1.前言随着科学与技术的发展, 机械手的应用领域也不断扩大.目前, 机械手不仅应用于传统制造业如采矿,冶金,石油,化学,船舶等领域,同时也已开始扩大到核能,航空,航天,医药,生化等高科技领域以及家庭清洁,医疗康复等服务业领域中.如,水下机器人,抛光机器人,打毛刺机器人,擦玻璃机器人,高压线作业机器人,服装裁剪机器人,制衣机器人,管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人,作战机器人,侦察机器人,哨兵机器人,排雷机器人,布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。

机械手广泛应用于各行各业.而且,随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩,未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活,其市场将繁荣兴旺。

2.相关概念机械手是一种模拟人手操作的自动机械。

它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。

应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。

50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。

二．主题部分：1.历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。

同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。

另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。

工业管道机器人系统介绍五篇范文第一篇：工业管道机器人系统介绍工业管道机器人系统介绍1.管道机器人介绍管道机器人根据不同的驱动方式大致上风为八类：1.流动式机器人，这类机器人没有驱动装置，只是随着管内流体流动，属于不需要消耗能源的被动型机器人，但是其运动模式相当有限。

2.轮式机器人，这一类机器人广泛运用于管道检查工作，目前许多的商业机器人就是这一类型。

3.履带式机器人，即用履带代替轮子。

4.腹壁式机器人，这类机器人通过可以伸张的机械臂紧贴管道内壁，推动机器人前进。

5.行走式机器人，这类机器人通过机械足运动，但是这类机器人需要大量驱动器，并且难以控制。

6.蠕动式机器人，这类机器人像蚯蚓一样通过身体的伸缩前进。

7.螺旋驱动式，即驱动机构做旋转运动，螺旋前进。

8.蛇型机器人，这类机器人有许多关节，像蛇一样前行。

目前市场上运用最多的就是轮式管道机器人，广强机器人研发了蛇形机器人可适应复杂弯曲多的管道。

广强管道机器人功能齐全，款式多样，适用于100mm-2000mm 内径的各类管道，适用于于管道检测、矿井检测勘探、隧道验收、地震搜救、消防救援、灾害援助、电力巡检、反恐排爆、军事侦查、高温、高辐射、有毒环境等，通过分析，出具报告，可作为工程项目的检测、勘探、验收、养护、建设及投资等依据。

2.管道机器人系统组成工业管道机器人由摄影机、灯光、电线及录影设备、摄影监视器、电源控制设备、承载摄影机的支架、牵引器、长度计算器组成1.爬行器：运用爬行系统将摄像设备推进至管道内部，有摄像系统拍摄管道内部摄像，并适时将影像传送至控制台。

爬行器可以前进、后退、转向、停止、速度调节；2.镜头：镜头坐可以抬升、下降、调节灯光；镜头也可以水平或垂直旋转、调焦、变倍、前后视切换等。

3.控制器：CCTV的核心操作系统，负责发出控制指令（爬行系统前行、倒退、摄像系统灯光等）；在检测过程中主控制器可以实时显示、录制镜头传回的画面和信息（机器行走的距离、姿态等）状态。

CATALOGUE目录•引言•相贯线切割机器人作业单元总体设计•关键技术•实验与分析•技术创新与改进方向•结论与展望工业发展的重要性传统加工方法的限制研究背景与意义国内外研究现状发展趋势研究现状与发展趋势作业单元的总体架构030201运动学模型基于Denavit-Hartenberg（DH）参数法建立机器人运动学模型，描述机器人各关节之间的几何关系和运动关系。

运动学分析通过分析机器人的运动学特性，为机器人的运动规划和控制提供理论依据。

运动学模型与运动学分析控制系统架构与硬件组成控制系统架构采用分布式控制系统架构，包括机器人控制器、伺服驱动器和传感器等。

硬件组成包括高性能工业计算机、伺服驱动器、传感器、IO模块等，硬件配置满足实时性、稳定性和可靠性要求。

相贯线切割路径规划与优化机器人轨迹跟踪与控制轨迹跟踪利用控制器和驱动器，对机器人的运动速度、位置和姿态进行精确控制，以确保切割质量。

运动控制轨迹修正参数控制通过控制系统和传感器，实时监测和调整切割参数，以确保切割质量和效率的稳定。

参数优化根据相贯线的材质和厚度，选择合适的切割参数，如切割速度、刀具类型等，以提高切割质量和效率。

参数调整根据实际作业需求，对切割参数进行实时调整，以应对不同材质和厚度的相贯线切割需求。

切割参数优化与控制实验设备与实验准备设备实验准备得到切割后的相贯线，表面光滑，尺寸精度高，满足设计要求。

分析通过对切割过程进行实时监测和数据采集，得到切割力、切割温度、材料变形等数据，分析这些数据可以优化切割工艺和提高产品质量。

结果实验结果与分析VS结果对比与讨论结果对比讨论机器人运动学优化高精度切割技术智能控制算法传感器技术应用技术创新点总结存在问题与改进方向目前的机器人存在负载过重的问题，需要进一步优化设计，降低能耗。

机器人负载过重切割精度不足控制算法复杂度传感器响应速度在某些情况下，机器人的切割精度不足，需要研发更精确的切割技术。

现有的控制算法较为复杂，需要进一步简化，以提高运算速度和准确性。

国内外管道作业机器人技术综述管道机器人是特种机器人的重要分支之一，它是在现代石化、城市建设等管道施工技术推动下产生的。

管道机器人在管道所属的特定空间内工作，可以携带各种检测仪器或作业装置，在操作人员的遥控或自主控制下进入管内，完成诸如管道探伤、防腐涂层检测及涂敷、管内异物识别及清除、管内加工等任务。

早在二十世纪五六十年代，随着以油气管道为代表的大口径管道敷设工程的迅速发展，管道运行事故频繁发生，引起了人们对管道检测和维护的高度重视。

美、英、法、德、日等国家相继开展了以长距离管道的清理及检测为目的的自动机械研究。

最具代表性的是一种无动力的管内清理及检测设备，它靠设备首尾两端管内输送介质的压力差来提供行走动力，用相关仪器或装置完成管内清理或管况质量检测。

一般认为，PIG是管道机器人的最初萌芽。

二十世纪七十年代，核工业等部门的管道和罐状容器的维护及检测需求刺激了管道机器人技术的研究和发展。

同时，石油、天然气工业的发展也为其提供了广阔的应用背景。

二十世纪八十年代，计算机、传感器、控制理论及技术的发展又为管道机器人的研究提供了技术保证，用于管道检测、探伤、维护、管内加工等用途的机器人试验样机及商业化产品的种类和数量不断增加。

二十世纪末至本世纪初，随着医疗事业、微机电系统(Micro Electro Mechanical System，缩写为MEMS)以及各种微驱动元器件和相关材料等技术研究的进步，出现了微小管道机器人技术的研究热潮。

这种微小管机器人以进入人体微细管道进行诊疗和检查为目的，也同样适用于核电站等重要领域的细小管道的检测、探伤和维护。

图8 管内检测PIG典型样机具有自主行走能力的管内移动机器人在对管道进行各种施工作业过程中，一般都需要机器人具有自主位置控制能力，所以真正意义上的管道机器人必须具有自主行走能力。

按驱动形式可把此类管道机器人分成轮式管内移动机器人、履带式管内移动机器人、蠕动式管内移动机器人等类型l。

定径管道布线机器人主体结构设计开题报告既是规范本科生毕业论文工作的重要环节，又是完成高质量毕业论文（设计）的有效保证。

为了使这项工作规范化和制度化，特制定本要求。

一、选题依据1.论文（设计）题目及研究领域；2.论文（设计）工作的理论意义和应用价值；3.目前研究的概况和发展趋势。

二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题；2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）；3.本论文（设计）预期取得的成果。

三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；2.论文（设计）进度计划。

四、文献查阅及文献综述学生应根据所在学院及指导教师的要求阅读一定量的文献资料，并在此基础上通过分析、研究、综合，形成文献综述。

必要时应在调研、实验或实习的基础上递交相关的报告。

综述或报告作为开题报告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通顺，较全面地反映出本课题的研究背景或前期工作基础。

五、其他要求1.开题报告应在毕业论文（设计）工作开始后的前四周内完成；2.开题报告必须经学院教学指导委员会审查通过；3.开题报告不合格或没有做开题报告的学生，须重做或补做合格后，方能继续论文（设计）工作，否则不允许参加答辩；4.开题报告通过后，原则上不允许更换论文题目或指导教师；5.开题报告的内容，要求打印并装订成册（部分专业可根据需要手写在统一纸张上，但封面需按统一格式打印）。

对于管道机器人的研究，以前对多轮支撑结构的研究较多，近年来才研究传统轮式移动机器人直接用在圆形管道的检测和维护。

空间多轮结构的管内机器人的轮子与壁面接触时，接触点与轮心的连线在柱面的半径方向上，并且轮子的行驶方向与柱面的母线平行，这是单个轮子在管道曲面上位姿的一种特殊情况。

轮式移动机器人在管道中运行时，由于管道尺寸大小不、、具有弯道和“T”型接头等，轮式移动机器人的每一个轮子在管道中的位姿是不可预测的产轮子的轴线方向可能不垂直于圆管的半径方向，所以有必要分析单个轮子在圆管曲面上任意位姿时满足纯滚动和无侧滑条件下的运动学特性。

机器人辅助打磨与切割技术在金属管道加工中的应用分析摘要：随着科技的发展，机器人技术在各行各业都得到了广泛应用，金属管道加工也不例外。

本文主要针对机器人辅助打磨与切割技术在金属管道加工中的应用进行分析。

首先，介绍了机器人辅助打磨与切割技术的基本原理和特点。

然后，探讨了机器人辅助打磨与切割技术在金属管道加工中的应用场景。

最后，分析了机器人辅助打磨与切割技术的优势和存在的挑战，并提出了未来的发展方向。

一、机器人辅助打磨与切割技术的基本原理和特点机器人辅助打磨与切割技术是指通过使用机器人来辅助进行金属管道的打磨和切割操作。

这种技术主要依靠先进的传感器和控制系统，实现对金属管道表面的自动检测和处理。

机器人辅助打磨与切割技术的特点主要包括以下几个方面：1. 高效精准：机器人可以根据预设的参数，精确控制打磨和切割的精度和速度，大大提高了工作效率和加工精度。

2. 自动化程度高：机器人可以根据所设置的程序和算法，自动完成打磨和切割的操作，无需人工干预，减少了人工操作的繁琐和错误。

3. 可重复性好：机器人可以根据相同的程序和参数，反复进行相同的打磨和切割任务，保证了加工结果的一致性和可重复性。

4. 安全可靠：机器人在进行打磨和切割过程中，遵循严格的安全规范和操作流程，保证了操作的安全性和可靠性。

二、机器人辅助打磨与切割技术在金属管道加工中的应用场景机器人辅助打磨与切割技术在金属管道加工中有着广泛的应用场景，以下列举几种常见的应用场景：1. 焊缝打磨：金属管道的焊缝是其表面最需要精细打磨的部分，而机器人辅助的打磨技术可以实现对焊缝的连续、均匀和高效的打磨，提高了工作效率和精度。

2. 管道切割：金属管道在加工过程中需要进行长度和形状的调整，而机器人辅助的切割技术可以实现对管道的快速、准确和柔性的切割操作。

3. 表面处理：金属管道的表面通常需要进行光洁度处理和防腐蚀处理，而机器人辅助的打磨技术可以实现对表面的高效、均匀和细致的处理。

论文正文管道履带式机器人油气管道输送是与铁路、公路、水运、航运并列的五大运输行业之一，长输油气管道作为一种专门设备广泛应用于石油、石化、化工等工业领域以及都市燃气系统中，在国民经济中占有重要地位。

随着“开发大西部”以及“西气东输”的战略指导方针，长输油气管道的数量在不断增加。

由于历史缘故，国内在役长输油气管道中部分管材制管质量较差，加上施工建设过程中存在部分焊接缺陷和涂层缺陷，这给管道的安全运行埋下隐患，即使部分投产验收合格的管道，在运行过程中也难免受到介质、温度、疲劳、腐蚀、局部载荷等因素阻碍，服役一段时刻后产生缺陷或导致缺陷扩展，并可能最终发生失效，给人民生命财产、工业生产和社会稳固构成威逼。

如何检测发觉管道缺陷，事前对含缺陷管道进行评判和推测(含缺陷管道的剩余强度评判，含缺陷管道的剩余寿命推测)，确保在役油气长输管道安全可靠运行是目前世界各国普遍关注和迫切需要解决的重大课题[]1。

由于在前面所述的一样工业、石油天然气、军事装备等领域中，管道作为一种有效的物料输送手段而广泛应用。

为提高管道的寿命、防止泄漏等事故的发生，就必须对管道进行有效的检测爱护等。

而目前管道检测和爱护多采纳管道机器人来进行。

所谓管道机器人确实是一种可沿管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器件如位置和姿势传感器、超声传感器、涡流传感器等以及操作机械如管道裂纹与管道接口焊接装置、防腐喷涂装置、操作手、喷枪、刷子等。

在工作人员的遥控操纵或运算机操纵下可在极其恶劣的环境中．能够完成一系列管道检测修理作业的机电一体化系统[]2。

管道机器人可完成的管道作业有：生产、施工过程中的管道内外质量检测；管道内部清扫、抛光、焊接、喷涂等爱护；对接焊缝的探伤、补口作业；旧管道腐蚀程度、破旧情形检测和泄漏预报等等。

基于目前管道探伤机器人的研究现状，本课题要紧研究目的是通过对管道X射线无损检测探伤机器人设计，及相关技术的查阅和应用，能够研制一台具有良好的弯道通过能力、视觉定位能力并能适应较长距离检测作业的有用样机。

（完整版）工业机器人文献综述工业机器人文献综述生产力在不断进步，推动养科技的进步与革新，以建立更加合理的生产关系。

自工业革命以来，人力劳动己经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。

1.工业机器人的发展：1.1 机器人概念的诞生机器人技术一词虽然出现的较晚，但这一概念在人类的想象中却早已出现。

自古以来，有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。

我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录，此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟，能在空中飞行，体现了我国劳动人民的智慧。

机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出，剧中描述了一机器奴仆Robot。

此次Robot被沿用下来，中文译成机器人。

1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”，这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。

现代机器人出现于20世纪中期，当计算机技术出现，电子技术的进步，数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟，为现代机器人的发展打下了基础。

1.2 国内机器人的发展史在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电器、工程机械、石油化工等行业。

我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，对于工业机器人的需求量在逐年增加，从而吸引了大批工业机器人的制造商，加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代，我国为t跟踪国际机器人技术的道路，当时以原机械工业部为主，航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究，先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。

直到90年代，通过国家863计划等的K77，我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力，培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪，中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段，其中最大的特点是以企业为主体，以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。