论文摘要：一种新型石油管道检测机器人的设计研究

管道是输送石油、天然气等介质的最经济手段，但石油输油管道受蚀后，管壁变薄，容易产生裂缝，造成漏油的问题。我国大量的油气输送管道分布在人口较稠密的地区，一旦发生腐蚀泄漏事故，其后果不堪设想。因此，本文设计了一种新型石油管道检测机器人，分析了其总体机械结构、检测原理及方法，讨论了检测机器人在管道中的定位问题和能源系统。机器人通过轮伸缩机构来实现自适应管道直径的变化，万向节的设计保证了机器人能够顺利通过曲率半径为450mm的弯道，这些设计提高了机器人的稳定性和灵活性。同时对检测机器人在管道中的运动特性和行走阻力进行了分析。提出了动态超声波扫描的检测方法，提高了检测的效率，能够满足实际的需要。设计了检测机器人的控制系统，进行了相关的硬件选型、电路设计和软件设计。硬件设计包括里程轮信号采集、超声信号采集模块、电机控制模块以及时钟、存储器以及通讯接口等外围电路。最后在Pro/Engineer Wildfire2.0环境下对检测机器人进行了三维建模，并在ADAMS环境下对机器人进行了运动学和动力学仿真，对管道检测机器人的后期研制具有至关重要的意义。最后对本文所开发出来的样机的优点、缺点以及未来的改进方向进行了分析说明。本检测机器人可用于输油管道的无损检测，在石油管道检测方面具有广阔的应用前景。