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基本信息
- 項目名稱：
- 管道檢測機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 目前投入市場的管道機(jī)器人多用于清洗行業(yè)，用于管內(nèi)檢測較少。由此急需一種無線自動控制的管內(nèi)檢測機(jī)器人來滿足市場需求。 該檢測機(jī)器人采用新穎多段式機(jī)構(gòu)和無線控制模式，采用連桿、萬向輪等機(jī)構(gòu)使其機(jī)動靈活，利用單片機(jī)對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行差速控制轉(zhuǎn)向。機(jī)器人主要由驅(qū)動系統(tǒng)，CCD圖像采集系統(tǒng)及無損傷檢測的渦流檢測系統(tǒng)等組成。 可應(yīng)用于石油、煤氣、化工、水利、鍋爐等行業(yè)的管內(nèi)精確檢測等工作
- 詳細(xì)介紹：
- 當(dāng)前諸多行業(yè)如石油、天然氣、核工業(yè)、給排水、鍋爐、中央空調(diào)通風(fēng)等行業(yè)中,管道的使用量急速增長，其作用不可小覷。但管道在使用過程中會由于腐蝕、壓力以及其它外力損傷等因素對管道造成一定影響。需要定期對管道內(nèi)部進(jìn)行清洗、維護(hù)從而延長管道使用壽命，以及定期檢測與安全評估來預(yù)防重大安全事故等工作。由于管道所處環(huán)境復(fù)雜且工作人員不宜甚至不能進(jìn)入其中進(jìn)行作業(yè)，就迫切需要管道機(jī)器人實施相應(yīng)工作。而目前國內(nèi)投入運營的管道機(jī)器人主要為履帶式的中央空調(diào)模式，且功能單一、穩(wěn)定性與適應(yīng)性差。投入市場的檢測機(jī)器人多為有線控制，操作繁瑣極其不方便，難以滿足市場需求。由此可見，市場迫切需求一種基于無線自動控制的管內(nèi)檢測機(jī)器人。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 在許多行業(yè)如石化、天然氣、核工業(yè)、給排水、管道輸送、中央空調(diào)通風(fēng)等,管道起著極其重要的作用。然而管道由于受到各種因素影響致使內(nèi)部環(huán)境發(fā)生變化，為確保正常生活和安全生產(chǎn)，便需定期進(jìn)行管內(nèi)清洗、維護(hù)、檢測等相關(guān)工作。而國內(nèi)投入的管道機(jī)器人多應(yīng)用于管內(nèi)清洗且穩(wěn)定性差，難以適應(yīng)管內(nèi)復(fù)雜情況，針對國內(nèi)管道機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r及市場對管道檢測設(shè)備的需求，我們制作此管道檢測機(jī)器人，以便進(jìn)行管道內(nèi)部相關(guān)檢測與評估，對重大安全事故進(jìn)行預(yù)防等。 關(guān)鍵技術(shù)： 1、智能化控制技術(shù)。 2、傳感器技術(shù)。 3、圖像采集技術(shù)。 4、無損傷檢測技術(shù)。。 創(chuàng)新點： ?舍棄國內(nèi)傳統(tǒng)有線控制方案，采用智能化的無線控制模 式。 ?不僅可以適應(yīng)不同口徑和垂直的管道，還能夠在直角彎道和三通處通過，適應(yīng)性強(qiáng)。 ?采用高靈敏度的CCD圖像采集系統(tǒng)和渦流檢測裝置，對管道內(nèi)壁無損傷。 主要技術(shù)指標(biāo)： 總重量 1.6kg 適應(yīng)口徑 170mm ~290mm 總長度 610mm 電機(jī)額定電流 0.2A 額定電壓 12V 電機(jī)額定功率 1.5W 額定速度 50mm/s 電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 20r/min
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 該管道檢測機(jī)器人舍棄了國內(nèi)傳統(tǒng)管道機(jī)器人履帶式的有線控制的結(jié)構(gòu)模式，采用比較新穎的多段式機(jī)構(gòu)和無線的智能化控制。 驅(qū)動部分驅(qū)動輪采用傾斜的設(shè)計，可以在圓管道中行走。連桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)用使其不僅可以適應(yīng)不同口徑的管道，還可以進(jìn)出垂直管道。利用萬向輪和前方的導(dǎo)向輪使得機(jī)器人具有優(yōu)秀的機(jī)械轉(zhuǎn)向能力。再加上多段式的設(shè)計，使得該機(jī)器人在機(jī)械學(xué)性能上占有優(yōu)勢。 電控部分采用了單片機(jī)對檢測機(jī)器人進(jìn)行精確的智能化控制。檢測部分由LED照明裝置、CCD攝像機(jī)、渦流傳感器、位置傳感器等探測元件組成。實現(xiàn)了對管壁內(nèi)部的精確檢測，與目前國內(nèi)的管道機(jī)器人相比，該管內(nèi)檢測機(jī)器人具有良好的使用價值和推廣應(yīng)用價值。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月參加校挑戰(zhàn)杯比賽活動。 2011年6月初參加省第九屆挑戰(zhàn)杯活動，榮獲省一等獎。
作品所處階段
- 實驗改進(jìn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)合作
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片、實物、現(xiàn)場演示、視頻等
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 該檢測機(jī)器人采用多段式的獨特設(shè)計，不僅具有優(yōu)秀的機(jī)械性能，同時還融合了自動化控制技術(shù)和基于無損傷檢測的CCD圖像采集技術(shù)、渦流檢測技術(shù)。具有無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢。 該檢測機(jī)器人可廣泛應(yīng)用于石油、煤氣、化工、水利、鍋爐等行業(yè)的管內(nèi)無損傷監(jiān)測，從而可以對管道進(jìn)行相關(guān)性能的評估，對綜合利用管道，預(yù)防各類危險事故的發(fā)生等具有極其重要的作用。不僅方便、靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡單，經(jīng)濟(jì)實惠。而且市場急切需要，具有良好的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 國外管道機(jī)器人起步于20世紀(jì)60年代，70年代以后，石油、化工、天然氣及核工業(yè)的發(fā)展為管道機(jī)器人的應(yīng)用提供了廣闊而誘人的前景，而機(jī)器人學(xué)、計算機(jī)、傳感器等理論和技術(shù)的發(fā)展，也為管內(nèi)和管外自主移動機(jī)器人的研究和應(yīng)用提供了技術(shù)保證。日、美、法、德等國在此方面作了大量研究工作，其中日本從事管道機(jī)器人研究的人員最多，成果也最多。 80年代以來，日本不僅研制可通過L形彎管道管內(nèi)檢測機(jī)器人。還研制成檢查熱電站進(jìn)水管的機(jī)器人，能在熱電站運行中進(jìn)行工作。日本奧林帕斯光學(xué)有限公司發(fā)明適用于密閉容器管道或管束間的狹窄復(fù)雜區(qū)域檢修作業(yè)的導(dǎo)管型微機(jī)器人。 日本三菱電機(jī)公司、住友電氣工業(yè)公司和松下技研公司共同研制出用于核電站蒸汽發(fā)生器的傳熱管外表面檢測的鏈?zhǔn)轿⑿C(jī)器人系統(tǒng)。 德國西門子公司研制了在管道里爬行的管道蜘蛛機(jī)器人各種類型的管道內(nèi)運動。它不僅適合在水平管道中運動，在垂直管道中機(jī)器人的腿也能支撐起身體的重量并自由行走。該機(jī)器人可以在管徑為8-30cm的管道中行走，該類機(jī)器人對管徑變化有很好的適應(yīng)性。后來，該國Technische大學(xué)還設(shè)計出了用橡膠球行走的管道機(jī)器人，可以適應(yīng)管徑為60cm--70cm的管道。 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，國內(nèi)管道機(jī)器人已有了巨大的進(jìn)步，但主要集中在高等院校，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)等高等院校和科研機(jī)構(gòu)如大慶石油管理局、勝利油田、中國石油天然等單位。從目前國內(nèi)情況來看，國內(nèi)的投入市場的管道機(jī)器人多應(yīng)用于清洗行業(yè)，功能過于單一，且多為履帶式的驅(qū)動方式，不僅適應(yīng)性較差，難以適應(yīng)管道內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境，而且穩(wěn)定性去欠佳。特別是在微小管道、特殊管道(如變徑管道、帶有“T”型、“L”型、“U”型的管道)進(jìn)行檢測和維修還不夠成熟，在機(jī)構(gòu)、控制等方面還不夠完善?？傮w看來國內(nèi)管道檢測機(jī)器人的研制和應(yīng)用已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，但是仍處于起步階段。國內(nèi)管道機(jī)器人特別在在無損傷檢測方面特別具有吸引力和巨大的市場。
