Динамика управляемого движения шестизвенного мобильного внутритрубного робота

• Автор: Мальчиков, Андрей Васильевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ состояния проблемы
1.1 Классификация устройств для перемещения внутри трубопроводов
1.2 Обзор существующих внутритрубных роботов
1.3 Многозвенные внутритрубные роботы
1.4 Анализ и классификация фиксирующих устройств роботов для перемещения по вертикальным поверхностям
1.5 Цель и задачи диссертации
Глава 2. Динамика плоского шестизвенного внутритрубного робота
2.1 Описание среды функционирования шестизвенного робота
2.1.1 Анализ отдельных элементов трубопровода
2.1.2 Математическая модель трубопровода
2.1.3 Обоснование выбора принципа движения устройства
2.2 Описание конструкции и принципа движения устройства
2.3 Математическая модель электропривода шестизвенного робота
2.4 Анализ процесса динамической фиксации робота внутри трубопровода
2.4.1 Математическая модель устройства в режиме динамической фиксации
2.4.2 Результаты численного моделирования процесса динамической фиксации
2.5 Анализ процесса перемещения звеньев внутри трубопровода
2.5.1 Математическая модель движения робота при воздействии крутящих моментов между средними звеньями робота
2.5.2 Результаты численного моделирования
2.6 Выводы по 2 главе

Глава 3. Анализ взаимодействия шестизвенного внутритрубного робота с внешней средой
3.1 Разработка алгоритмов движения
3.1.1 Алгоритм движения на прямолинейном участке
3.1.2 Алгоритм движения устройства на криволинейном участке
3.1.3 Перемещение внутри поворота
3.1.4 Алгоритмы движения устройства внутри других участков..
3.1.5 Оценка быстродействия шестизвенного робота при
перемещении внутри трубопроводов
3.2 Модель упругого взаимодействия опорной поверхности робота с поверхностью трубопровода
3.2.1 Математическая модель упругого взаимодействия
3.2.2 Результаты математического моделирования динамики
упругого взаимодействия робота с поверхностью трубопровода
3.2.3 Результаты математического моделирования взаимодействия
с учетом концевого выключателя опорного элемента
3.2.4 Двухконтактный динамический опорный элемент
3.3 Активные опорные элементы ползающих роботов
3.4 Математическая модель динамического опорного элемента с бурильным модулем
3.5 Результаты моделирования опорного элемента с бурильным модулем
3.6 Выводы по 3 главе
Глава 4. Изучение управляемого движения шестизвенного робота
4.1 Проектирование макета устройства
4.2 Синтез многоконтурной системы управления электроприводами устройства
4.2.1 Система управления с ООС по усилию поджатая
4.2.2 Следящая система управления по скорости
4.2.3 Комбинированная система
4.3 Экспериментальное исследование шестизвенного робота
4.3.1 Экспериментальные исследования процесса динамической фиксации
4.3.2 Экспериментальные исследования процесса перемещения звеньев внутритрубного робота
4.4 Инструментальные средства проектирования внутритрубных шестизвенных роботов
4.5 Выводы по 4 главе
Заключение
Список использованной литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт внедрения в учебный процесс кафедры
теоретической механики и мехатроники ЮЗ ГУ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Акт внедрения в производственный процесс ФГУП
«Курский научно-исследовательский институт» МО РФ
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Свидетельства на полезные модели
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Листинг фрагмента программы расчета

Рис. 2.1 Схема канализационной системы жилых зданий
Остановимся более подробно на каждом из возможных элементов трубопровода, рассмотрим особенности управления, и взаимодействия робота с трубопроводом для каждого отдельного элемента.
2.1.1 Анализ отдельных элементов трубопровода
Прямолинейный наклонный участок трубы. Большая часть трубопроводов представлена ровными (или близкими к ровным) участками трубы, как правило, расположенными в горизонтальной или вертикальной плоскости (рис. 2.2).

Рис. 2.2 Внешний вид прямолинейного участка трубопровода
Такие участки, характеризуются только внутренним диаметром и толщиной стенки трубы. В качестве примера, приведены размеры таких
участков используемых в бытовых трубопроводах (таблице 2.1).
Таблица 2.
_________________________Прямолинейные участки
Наружный диаметр трубы ((Т) Толщина стенки (5|)
40-0,3 1,
50+и'3 1,
110^ 2,