基于CEL方法的压差驱动式管道机器人动力特性分析 被引量：9

1

作者 江旭东 孙其海 滕晓艳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期259-264,270,共7页

针对压差驱动式管道机器人多柔体系统与管内流体的流固耦合问题,基于耦合的欧拉-朗格朗日(CEL)方法建立了机器人系统流固耦合模型,获得了机器人在复杂管道内运行时的结构动力响应。对比分析了不同管道内径和机器人舱段长度下的密封皮碗... 针对压差驱动式管道机器人多柔体系统与管内流体的流固耦合问题,基于耦合的欧拉-朗格朗日(CEL)方法建立了机器人系统流固耦合模型,获得了机器人在复杂管道内运行时的结构动力响应。对比分析了不同管道内径和机器人舱段长度下的密封皮碗应力场、管道与机器人间的摩擦力和流体对管道机器人的驱动压差。数值结果表明,管道机器人进入管道初期驱动压差出现峰值,随着机器人运动速度的波动和管道拓扑的改变,驱动压差再次出现峰值。管道机器人位于小曲率半径弯道时,密封皮碗经历强烈的局部化挤压作用形成峰值等效应力,但是,由于密封皮碗与弯道的间隙引起摩擦力降至谷值。此外,随着管道内径的减少,密封皮碗的等效应力、平均摩擦力以及平均驱动压差增大;舱段长度增加,密封皮碗的等效应力、平均摩擦力以及平均驱动压差随之增大。 展开更多

关键词 压差驱动式管道机器人 CEL方法 动力特性 流固耦合 有限元法

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管道内差压驱动机器人相关流场数值模拟研究 被引量：12

2

作者 孟浩龙 李著信 +2 位作者 王菊芬 吕宏庆 罗俊 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期102-106,177,共5页

管道内流场对机器人的驱动力是设计管内机器人外形尺寸的基本依据,本文用数值方法计算了管道内检测机器人所受的差压驱动力。在合理提出一些基本假设后,用一阶迎风和中心差分格式离散管道内检测机器人附近流场的控制方程,用SIMPLE算法... 管道内流场对机器人的驱动力是设计管内机器人外形尺寸的基本依据,本文用数值方法计算了管道内检测机器人所受的差压驱动力。在合理提出一些基本假设后,用一阶迎风和中心差分格式离散管道内检测机器人附近流场的控制方程,用SIMPLE算法求得了不同入口流速下机器人附近的流场分布,以及流场对机器人的驱动力。结果表明雷诺数为1875时,机器人下游流场变为湍流;当雷诺数为60000时,机器人下游流场变为非定常流,出现周期性流动;计算数据还表示驱动力只与管内平均流速有关而与运行压力无关。 展开更多

关键词 管内机器人 差压驱动力 受限绕流 CFD

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基于槽钹形压电复合驱动的仿尺蠖式微型管道机器人 被引量：2

3

作者 郭彤 柯映林 李江雄 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2005年第11期35-38,共4页

设计了一种基于槽钹形压电复合驱动的仿尺蠖爬行式微型管道机器人.该机器人包括两个Φ8mm槽钹形压电复合驱动器和一个爬行定位系统,能够在Φ10mm的曲线形管道中自主定位爬行.槽钹形压电复合驱动器驱动能力为自重的4倍,最大爬行速度为41m... 设计了一种基于槽钹形压电复合驱动的仿尺蠖爬行式微型管道机器人.该机器人包括两个Φ8mm槽钹形压电复合驱动器和一个爬行定位系统,能够在Φ10mm的曲线形管道中自主定位爬行.槽钹形压电复合驱动器驱动能力为自重的4倍,最大爬行速度为41mm/s,爬行定位系统提供了机器人爬行步距的测量,通过实验验证整个爬行系统的定位误差仅为4‰. 展开更多

关键词 管道机器人 压电 惯性驱动 尺蠖式 定位

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蠕动式软体管道机器人设计及测试 被引量：5

4

作者 张禹 王宁 +1 位作者 赵文川 陆登宇 《食品与机械》 北大核心 2020年第7期82-86,共5页

基于硅橡胶材料的超弹性特征,参考蠕虫类生物结构和运动特点,以六棱柱型驱动器和圆柱型驱动器为机器人主体,设计了一种蠕动式软体管道机器人,并分析该机器人在管道中的两种运动模式。结果表明,所设计的蠕动式软体管道机器人结构和运动... 基于硅橡胶材料的超弹性特征,参考蠕虫类生物结构和运动特点,以六棱柱型驱动器和圆柱型驱动器为机器人主体,设计了一种蠕动式软体管道机器人,并分析该机器人在管道中的两种运动模式。结果表明,所设计的蠕动式软体管道机器人结构和运动模式是可行的。 展开更多

关键词 硅橡胶 蠕动式 仿真分析 气动 软体驱动器 管道机器人

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蠕动式管道机器人结构设计与运动特性分析 被引量：14

5

作者 刘洪斌 冀楠 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1169-1177,共9页

为提高管道机器人在管道内行走的安全性及可靠性,本文针对管径为457 mm的天然气运输管道,设计一款液压驱动蠕动式爬行管道检测机器人,用以对管道内壁的损伤及管体腐蚀开裂情况进行离线检测。根据管道内工况需求,利用蠕动爬行原理对管道... 为提高管道机器人在管道内行走的安全性及可靠性,本文针对管径为457 mm的天然气运输管道,设计一款液压驱动蠕动式爬行管道检测机器人,用以对管道内壁的损伤及管体腐蚀开裂情况进行离线检测。根据管道内工况需求,利用蠕动爬行原理对管道机器人整体结构设计。计算管道机器人的驱动能力和越障能力,并采用多体动力学仿真技术对其进行分析,得出管道机器人运行过程中所能达到的最大驱动力及能够通过的最大障碍高度,并制作了物理样机并对其各项性能进行测试。结果表明:管道机器人的运动特性与理论分析结果一致,机器人运行过程平稳可靠,能够保证足够的管道通过性能及驱动能力,可实现复杂工况下的运行和检测。 展开更多

关键词 管道机器人 驱动能力 越障能力 软件仿真 虚拟样机 液压蠕动式 结构设计 管道检测

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一种矿用管道检测机器人设计及牵引性能分析

6

作者 赵鹏洋 闫宏伟 +2 位作者 张登崤 肖粲俊 何勃龙 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期122-130,162,共10页

针对瓦斯抽采管道破损泄漏检测问题,设计了一种具有管道检测和运动控制功能的螺旋式矿用管道检测机器人,介绍了该机器人的结构和检测与控制系统方案。建立了机器人在管道中运行的力学分析模型,并通过动力学仿真研究了影响机器人牵引性... 针对瓦斯抽采管道破损泄漏检测问题,设计了一种具有管道检测和运动控制功能的螺旋式矿用管道检测机器人,介绍了该机器人的结构和检测与控制系统方案。建立了机器人在管道中运行的力学分析模型,并通过动力学仿真研究了影响机器人牵引性能的因素,结果表明:机器人在管道内运行时的牵引力与管道材质、螺旋角、管壁与驱动轮之间法向力有关;机器人在不同材质的管道中运行时最佳螺旋角不同,在相同材质的管道中运行时,无介质运输情况下牵引力高于有介质运输情况;机器人牵引力随法向力的增大而增大,但最佳螺旋角无明显变化;随着螺旋角增大,牵引力先增大后减小,螺旋角为40°时牵引力最大。为提高机器人通过弯管时的性能,提出一种变螺旋角过弯策略,即机器人主动控制螺旋角随螺旋运动单元转动以正弦式规律变化,使管道内侧的螺旋角小于外侧。搭建机器人测试平台对矿用管道检测机器人进行测试,结果表明:机器人在直管中运行的最佳螺旋角为40°;可通过增加法向力来提升机器人的牵引性能;采用变螺旋角过弯策略时,机器人在弯管中的通过性能和平稳性优于定螺旋角过弯。 展开更多

关键词 瓦斯抽采管道 管道泄漏检测 管道机器人 螺旋驱动式机器人 变螺旋角过弯 牵引特性

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螺旋轮式小型管道机器人控制系统的设计 被引量：2

7

作者 刘彩霞 龚德利 《上海应用技术学院学报（自然科学版）》 2014年第1期37-40,46,共5页

作业管径小于80mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义.采用螺旋轮式结构设计了内径为60mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方... 作业管径小于80mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义.采用螺旋轮式结构设计了内径为60mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便.螺旋轮式移动的主体结构,确保管道机器人具有较大的牵引力和移动速度.管道机器人在管道内的数据信号,由搭载在微型管道机器人的移动结构上的DSTJ-3000智能差压压力传感器采集传送到C8051F330单片机,通过无线蓝牙数传模块,将数据传输到上位机,利用Visual Basic程序软件实现计算机对管道机器人的控制.螺旋轮式小型管道机器人控制系统能够自由控制前进、后退、调速、自锁等,其动作状态数据也可利用上位机软件显示或打印. 展开更多

关键词 螺旋轮 小型管道机器人 智能差压压力传感器 单片机 控制系统

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压差式管道流量计设计

8

作者 郭仁东 高彦平 滕凌 《沈阳大学学报》 CAS 2005年第6期3-5,共3页

给出智能灌溉管道流量计的设计方法,以及高精度传感器的选择.该流量计适用于中低压给水管道、灌溉管道流量的精确测试,也适用于环境、水文、排水等领域管道水流量的计量工作.

关键词 灌溉 压差式流量计 管道流量计 传感器

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差压式清管通过指示器的研制及应用 被引量：7

9

作者 陈强 吴玲 《天然气与石油》 2002年第4期14-17,共4页

由于清管器要克服自身重量及其与输送管道内壁的摩擦力 ,所以只有当清管器前后有一定压差值时 ,清管器才能向前运行。差压式清管通过指示器便是依此原理研制而成。此仪器具有非接触式报警特性 ,能对清管器通过及遇阻状况 ,及时。

关键词 差压式清管 指示器 研制 应用 输气管道 报警

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具有动态补偿的差压式瓦斯抽放流量仪表设计 被引量：3

10

作者 杨绪军 王文龙 +1 位作者 高文平 朱承建 《工矿自动化》 北大核心 2015年第5期106-108,共3页

针对现有瓦斯抽放流量仪表不能对管道流量参数进行实时补偿而导致流量测量结果存在较大误差的问题,设计了一种具有动态补偿的差压式瓦斯抽放流量仪表。给出了气体温度、压力和浓度的补偿方法,介绍了该仪表的软硬件设计。现场测试结果表... 针对现有瓦斯抽放流量仪表不能对管道流量参数进行实时补偿而导致流量测量结果存在较大误差的问题,设计了一种具有动态补偿的差压式瓦斯抽放流量仪表。给出了气体温度、压力和浓度的补偿方法,介绍了该仪表的软硬件设计。现场测试结果表明,该仪表测量数据准确、稳定,满足煤矿瓦斯抽放计量的精度要求。 展开更多

关键词 瓦斯抽放 管道 流量仪表 差压式 动态补偿

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油气管道牵引机器人设计与仿真 被引量：2

11

作者 徐洪涛 《管道技术与设备》 CAS 2021年第1期37-41,共5页

利用牵引机器人牵引维检修装备对新建无流体管道、停输管道、非常规流体管道、分支管道、逆流体流向管道等传统依靠介质推动的机器人无法完成管道作业的特殊工况进行检测。文中设计了一种适应上述特殊工况的蠕动式电磁驱动管道牵引机器... 利用牵引机器人牵引维检修装备对新建无流体管道、停输管道、非常规流体管道、分支管道、逆流体流向管道等传统依靠介质推动的机器人无法完成管道作业的特殊工况进行检测。文中设计了一种适应上述特殊工况的蠕动式电磁驱动管道牵引机器人,并利用ADAMS虚拟样机软件对机器人进行了样机仿真分析。研究结果表明:设计的油气管道牵引机器人能够在管道实现牵引作业并适应特殊工况且具有一定避障功能,为油气管道特殊工况下的维检修提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 油气管道 特殊工况 蠕动式机器人 电磁驱动 牵引机器人 结构设计

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一种压差式迎角传感器测试装置的设计研究

12

作者 黄浚哲 《中国高新科技》 2021年第11期86-87,共2页

文章设计了一种简易、轻便的压差式迎角传感器测试装置,用于在飞机试飞前进行飞行控制系统的地面验证,可实现飞机失速告警、比较告警、零位调整及成品故障后的故障模拟排故等功能,能够通过地面试验实现问题规避,较大程度地降低试飞过程... 文章设计了一种简易、轻便的压差式迎角传感器测试装置,用于在飞机试飞前进行飞行控制系统的地面验证,可实现飞机失速告警、比较告警、零位调整及成品故障后的故障模拟排故等功能,能够通过地面试验实现问题规避,较大程度地降低试飞过程中的安全风险。 展开更多

关键词 压差式迎角传感器 显示控制器 角位移传感器 429读取器 驱动电机 测试装置

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水平输气管道中内检测器运移速度分析 被引量：5

13

作者 綦耀升 李娜 +1 位作者 张立军 李延祥 《石油机械》 北大核心 2011年第5期5-8,95,共4页

目前的管道内检测器摩擦阻力主要采用将皮碗唇边过盈变形简化成圆筒受压变形模型进行计算,不满足气体管道内检测器受力分析的需要。为此,建立了皮碗式输气管道内检测物理模型,导出其在水平管道平稳运移条件下皮碗的结构参数与驱动压差... 目前的管道内检测器摩擦阻力主要采用将皮碗唇边过盈变形简化成圆筒受压变形模型进行计算,不满足气体管道内检测器受力分析的需要。为此,建立了皮碗式输气管道内检测物理模型,导出其在水平管道平稳运移条件下皮碗的结构参数与驱动压差间的关系,并进行了试验验证。结果表明,影响内检测器稳定运行的主要因素是皮碗与管壁的接触长度、皮碗厚度及皮碗唇部长度,皮碗厚度对压紧力的影响比较大;建立的内检测器运动和受力方程与试验结果一致。 展开更多

关键词 内检测器 输气管道 力学模型 驱动压差

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“V”型内锥式流量计 被引量：55

14

作者 孙延祚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期105-110,共6页

按照 2 0 0 3年 3月由国际标准化组织公布执行的ISO 5 16 7最新国际标准的要求 ,孔板和文丘里管上游要求更长的直管段 ,“V”型内锥式流量计将取代目前我国广泛使用的孔板、喷嘴和文丘里管等流量计。介绍了新一代的差压式流量计———“... 按照 2 0 0 3年 3月由国际标准化组织公布执行的ISO 5 16 7最新国际标准的要求 ,孔板和文丘里管上游要求更长的直管段 ,“V”型内锥式流量计将取代目前我国广泛使用的孔板、喷嘴和文丘里管等流量计。介绍了新一代的差压式流量计———“V”型内锥式 (VNZ)流量计的工作原理、结构、整机系统组成及主要技术指标和性能 ,对它的优缺点进行了分析研究。结果表明 :该流量计抗污染能力强 ,工作稳定 ,可解决湿气体流量测量和焦炉煤气测量的难题 ;还可有效完成对低静压、低流速流体的测量。因此适用于天然气、煤气、供热蒸气、污水等介质以及环境监测工程中的流量计量。 展开更多

关键词 ISO标准 气体流量计 压差流量计 技术指标 国际标准 “V”型内锥式流量计 环境监测工程 管道

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