导读:本文包含了内壁打磨机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:管道机器人,焊缝,磨削,轨迹
内壁打磨机器人论文文献综述
尹风[1]（2019）在《管道内壁焊缝打磨机器人结构与特性分析》一文中研究指出金属焊缝管广泛应用于石油天然气等流体的运输;随着“十叁五”期间对石油天然气管线建设的规划,金属焊缝管的需求量每年保持近万公里的增长;为了提高管道的运输效率和使用寿命,需要对管道内壁的凸角焊渍进行磨削;目前对于小管径内壁的磨削多采用的是滚齿刀进行内壁切削,其缺点是整个内壁都会被打薄,降低其使用寿命,大管径的管道内壁采用的是人工磨削,打磨效率低、精度差并且影响工人身心健康;国外相关的设备受进口的限制并且价格高昂性价比低;目前国内高校和科研院所研究的管道内壁磨削机器人,只能在某一种管径内进行分段式作业;鉴于此,本文设计了一种新型的管道内壁焊缝打磨机器人,其能够在直线形、圆形、螺旋形焊缝的钢管内实现连续和阶段性变径磨削。本文首先对整机工作原理进行了理论分析,基于机器人在管内的变径和工作要求,采用了模块化设计的方法分别对行走部分、打磨部分、定心部分进行了结构设计;通过SOLIDWORKS完成了对管道机器人叁维模型的建立;并对各机构的尺寸参数进行设计;通过相关的计算完成了各个电机的选型。对管道机器人进行动态特性分析,分析了砂轮在管道内的打磨轨迹是否满足打磨要求,以及满足要求时的整机和旋转盘的速度关系式;分析在某一牵引力下滚子的大小和越障高度的关系,驱动滚子和从动滚子不同遇障高度的对比;分析满足变径功能的各机构尺寸关系;最后根据功率流向分析计算出在不同位姿角度下叁轴差速系统的传递效率。将叁维模型导入ADAMS软件中,进行机器人在管道中的运动轨迹仿真分析,确定了砂轮的打磨轨迹符合设计的要求;建立了其在阶段性变径直管中工作的运动模型,验证管道机器人的变径能力;根据姿态角的不同进行仿真运动,得出多组各姿态角下变径过程中的整机、滚子的运动规律曲线,对比选择最优的姿态角;分析仿真滚子和砂轮的受力,得出其受力曲线,并与理论值对比分析验证参数确定的合理性。通过ANSYS对关键零部件进行静力学分析,验证选用该材料的强度和刚度是否要求,并对部分零件进行优化;对整机机架和砂轮支撑件进行六阶模态分析,与计算所得的激励频率进行对比,确定了其共振的频段不重合。(本文来源于《重庆理工大学》期刊2019-03-25）
严家琛[2]（2017）在《大口径金属螺旋管内壁焊缝自动跟踪打磨机器人的研制》一文中研究指出随着国家发展资源整合战略性布局的持续推进,管路运输业对大口径螺旋管的需求量明显增加。为便于大口径金属螺旋管内壁喷涂处理,提高内壁表面质量,延长其使用寿命,需要对焊接后的管道内壁焊缝进行打磨。目前国内制管行业范围内通常使用人工手持角磨机作业,不但效率低下且不能保证打磨精度,并且严重危害工人身体健康。国外相关设备属于受限进口的特殊管道机器人,采购难度大,性价比太低而不宜采用。为此,根据相关企业要求,开发并设计一种用于大口径金属螺旋管内壁焊缝自动跟踪打磨的管道机器人,对提高螺旋管内壁焊缝打磨质量和作业效率、保障打磨工序一线操作工的身心健康和降低人力成本等具有重要意义和深远影响。本文的主要研究内容如下:(1)简要介绍了大口径螺旋管的应用背景以及国内外管道内作业特种机器人的研究现状,阐述了本文的研究内容和方法;(2)分析大口径螺旋管内壁焊缝分布形态情况和焊缝打磨技术要求,提出和设计了分段作业的“拼接式”打磨工艺;(3)开展了管道机器人的总体设计和造型,其中包括:机器人主体支撑装置、叁轴回转作业装置、打磨进给装置和智能检测模块。完成了支撑机构和驱动传动机构的详细设计,并对重要电气元部件选型校核;(4)设计了管道机器人打磨控制系统,包括了焊缝自动跟踪子系统、恒力打磨控制子系统、多工位分段作业的“二次接刀”控制子系统。(5)利用SolidWorks/Simulation模块对管道机器人的机械机构进行了有限元分析,得到了关键受力结构件在载荷作用下形态特征,如空心回转轴和支撑安装机壳的受力变形情况在合理的区间范围,从而验证了机械结构设计的合理性和选材的可靠性;(6)基于多体动力学仿真平台ADAMS,开展了管道机器人在管道内支撑作业的运动仿真,通过在各个支撑腿上预设传感器获得了在空间中标记点的坐标移动图像。分析并验证了叁足电动支撑设计的可行性;(本文来源于《东华大学》期刊2017-05-24）
薛卉,石飞,朱晓龙[3]（2015）在《集箱箱体内壁打磨机器人控制系统设计》一文中研究指出针对一种新型的集箱箱体内壁打磨机器人,设计了控制系统结构,并开发了相应控制软件。机器人行进和打磨机构采用基于CAN总线的电机驱动,支撑机构采用气压驱动。基于激光和摄像头的视觉反馈实现了打磨位置定位;基于力反馈,实现了对打磨砂轮的径向进给速度控制。采用WPF框架,开发了机器人控制程序。实验表明,该机器人运行稳定,打磨质量较好,效率高。(本文来源于《上海电气技术》期刊2015年03期）
柳洪义,孙一兰,刘志忠,崔丹丹[4]（2009）在《细长火箭内壁打磨机器人无冗余干涉规避与优化》一文中研究指出针对应用于自由操作空间的机器人冗余度碰撞规避方法,无法解决细长型固体火箭发动机壳体内壁打磨机器人各关节间、关节与内壁间的干涉规避,提出了一种在受限操作空间中机器人无冗余自由度的干涉规避方法.在不增加机器人自由度的前提下,通过数学模型判别在壳体内壁打磨轨迹上各关节间、关节与壳体内壁间是否发生干涉,动态地对末端执行器的打磨接触面进行调整、改变各关节位置与姿态,以实现干涉规避;并且以关节速度变化的平稳性为性能指标、干涉规避为约束条件,进行运动学优化与仿真试验.仿真结果表明,打磨机器人满足打磨轨迹、无干涉碰撞,且各关节的速度变化平稳均匀.(本文来源于《江苏大学学报(自然科学版)》期刊2009年03期）
孙一兰[5]（2009）在《固体火箭发动机壳体内壁绝热层打磨机器人关键问题的研究》一文中研究指出固体火箭发动机是航天工程中重要的动力装备,粘贴在燃烧室(即发动机壳体)内壁的绝热层,对燃烧室壳体起到隔热、防止燃烧产物冲刷等作用。目前,我国在绝热层的打磨中仍采用手工操作方式。手工打磨,不仅效率低、打磨时周围充满粉尘,工作环境极其恶劣,并且难以保证打磨的均匀性。而打磨厚度过多或过少都会使绝热层以至整个发动机壳体的报废,造成极大的经济损失,这种制造方式已不能适应航天工业当今和未来发展的需要。研制先进的“绝热层自动打磨装备”是航天工业的发展趋势,也是所在研究室与中国航天科工集团某厂合作的实际项目“固体火箭发动机壳体内壁绝热层打磨机器人”。基于以上实际需要,本文对绝热层打磨机器人研制中的关键技术问题进行了详细的分析与论述,并给出有效的解决方案与方法,主要研究内容与成果如下：(1)固体火箭发动机绝热层的制造,涉及军事、航天等敏感领域,国际上相关报道很少,而国内该领域的自动化生产水平低下,没有前例可以参照。同时由于绝热层结构尺寸与内壁精确打磨要求的特殊性,对打磨装置本身的形状尺寸及其在操作过程中的运动都有特殊地要求与限制,使其不同于传统的零部件外表面的打磨。因此,在对绝热层结构尺寸及其打磨技术要求进行详细地分析、并借鉴应用于其它领域的自动化打磨装置的设计的基础上,设计了一个安装有专用打磨装置的特种绝热层内壁打磨机器人,并从机械结构、打磨方式、功能模块、性能指标等方面给出了整体设计方案。(2)根据建立的打磨机器人机械本体综合优化模型的特点,采用基于改进编码方式和加入小范围竞争的遗传算法进行优化求解。优化模型中的优化变量皆为两位或叁位的正整数,所以采用正整数十进制组合作为基因表对染色体进行编码,这样对基因的遗传操作实质上就是对优化变量的遗传操作,既利用了遗传算法的优化机制,又符合常规的对优化变量进行搜索的优化设计思想,同时也减少了遗传操作中染色体的个数,提高了优化的效率。而小范围竞争可以避免由于大量的同一父代产生的个体在下代中进行遗传操作而陷入局部极限。优化结果表明,在GA算法中采用正整数十进制组合编码方式和小生竞争机制,既可以明显地减少搜索代数,又避免了由于“近亲繁殖”而在某一数值附近重复搜索,增强了全局搜索能力。通过对打磨机器人机械本体的综合优化设计,得到最佳的设计方案,指导机器人机械本体的设计与制造。(3)针对传统的应用于自由操作空间的机器人冗余度干涉规避方法,无法解决“细长”形壳体内壁绝热层打磨机器人各关节杆件间、关节杆件与内壁间的干涉规避问题,本文提出一种在受限操作空间中无冗余干涉避障方法。该方法在不增加打磨机器人自由度的前提下,只改变末端执行器(即打磨头)的设计形状,然后通过数学模型判别在打磨轨迹上各关节杆件间、关节杆间与壳体内壁问是否发生干涉,动态地调整打磨角,从而改变机器人各杆件的位置与姿态,实现干涉和碰撞的规避。无冗余干涉避障方法在最低程度改变原有机械本体的前提下,通过对机器人各关节杆件在操作过程中的运动形态的优化控制实现了干涉规避,为机器人的干涉避障提供了新的方法与思路。(4)在机器人轨迹规划中引入数控S形加减速规划方法,并通过分析规划方法中各参数之间的关系,给出求解S形加减速算式的约束条件,简便了求解过程。同时,在对比了等切线长、等弦长和等弧长叁种时间分割法的基础上,选用弓高误差最小的等弧长时间分割法对椭圆打磨轨迹段进行插补计算,把经由前S形加减速算规划每一运动控制周期的位移量,精确的、实时的转换为相应的打磨点坐标。仿真数据说明,打磨机器人的运动轨迹规划与插补方法,精度高、速度快、平稳性好,为实现壳体内壁绝热层的精确打磨提供了必要的前提条件。(5)由于绝热层在局部为几何参数未知的非规则平滑曲面,本文在理想运动轨迹规划和经典控制方法的基础上,采用基于神经网络预测参考轨迹的阻抗控制系统进行控制补偿,使打磨机器人具备柔顺控制的能力。通过推导,证明了以位置传感器和力传感器的采集信号作为输入、以非规则表面预测轨迹参数和环境预测刚度为输出的4层神经网络感知器预测参考轨迹模型的可行性。另外,针对阻抗控制系统中的实际检测接触力Pm很难直接获得,采用采集各伺服电机转矩值、经过换算得到末端执行器与外部环境的接触力的方法,来替代直接采用力传感器反馈末端执行器接触力信号；对期望接触力Pd,则设计了一种实验方法得到打磨力和在其作用下的被打磨厚度,预估出期望的打磨力范围,再根据神经网络预测参考轨迹的阻抗控制系统在线进行局部的微量调整,以满足打磨要求。实验数据表明,打磨厚度在打磨要求范围内,保证了打磨的质量与安全。(6)在打磨过程中,机械本体的大部分在壳体内部工作,有必要建立机械本体各杆件运动的叁维图形在线监测系统。因此,本文利用Solid Edge叁维建模软件及其二次开发技术,实现机器人参数化建模；在此基础上,再通过Solid Edge公开地装配体和零部件操作中的五个驱动函数,用在线位置反馈数据驱动模型中各关节杆件运动,简便地实现了打磨机器人各关节杆件运动形态的在线叁维监测,以便快速准确地作出判断与决策。(本文来源于《东北大学》期刊2009-05-01）
内壁打磨机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着国家发展资源整合战略性布局的持续推进,管路运输业对大口径螺旋管的需求量明显增加。为便于大口径金属螺旋管内壁喷涂处理,提高内壁表面质量,延长其使用寿命,需要对焊接后的管道内壁焊缝进行打磨。目前国内制管行业范围内通常使用人工手持角磨机作业,不但效率低下且不能保证打磨精度,并且严重危害工人身体健康。国外相关设备属于受限进口的特殊管道机器人,采购难度大,性价比太低而不宜采用。为此,根据相关企业要求,开发并设计一种用于大口径金属螺旋管内壁焊缝自动跟踪打磨的管道机器人,对提高螺旋管内壁焊缝打磨质量和作业效率、保障打磨工序一线操作工的身心健康和降低人力成本等具有重要意义和深远影响。本文的主要研究内容如下:(1)简要介绍了大口径螺旋管的应用背景以及国内外管道内作业特种机器人的研究现状,阐述了本文的研究内容和方法;(2)分析大口径螺旋管内壁焊缝分布形态情况和焊缝打磨技术要求,提出和设计了分段作业的“拼接式”打磨工艺;(3)开展了管道机器人的总体设计和造型,其中包括:机器人主体支撑装置、叁轴回转作业装置、打磨进给装置和智能检测模块。完成了支撑机构和驱动传动机构的详细设计,并对重要电气元部件选型校核;(4)设计了管道机器人打磨控制系统,包括了焊缝自动跟踪子系统、恒力打磨控制子系统、多工位分段作业的“二次接刀”控制子系统。(5)利用SolidWorks/Simulation模块对管道机器人的机械机构进行了有限元分析,得到了关键受力结构件在载荷作用下形态特征,如空心回转轴和支撑安装机壳的受力变形情况在合理的区间范围,从而验证了机械结构设计的合理性和选材的可靠性;(6)基于多体动力学仿真平台ADAMS,开展了管道机器人在管道内支撑作业的运动仿真,通过在各个支撑腿上预设传感器获得了在空间中标记点的坐标移动图像。分析并验证了叁足电动支撑设计的可行性;
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
内壁打磨机器人论文参考文献
[1].尹风.管道内壁焊缝打磨机器人结构与特性分析[D].重庆理工大学.2019
[2].严家琛.大口径金属螺旋管内壁焊缝自动跟踪打磨机器人的研制[D].东华大学.2017
[3].薛卉,石飞,朱晓龙.集箱箱体内壁打磨机器人控制系统设计[J].上海电气技术.2015
[4].柳洪义,孙一兰,刘志忠,崔丹丹.细长火箭内壁打磨机器人无冗余干涉规避与优化[J].江苏大学学报(自然科学版).2009
[5].孙一兰.固体火箭发动机壳体内壁绝热层打磨机器人关键问题的研究[D].东北大学.2009