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基于计算机视觉的管道机器人导航与目标识别
1
作者 黄迎辉 郭城 年四成 《计算机应用文摘》 2024年第1期120-122,共3页
随着社会的不断发展,计算机、人工智能等先进技术愈加成熟。在人工智能技术的支撑下,管道机器人的性能不断完善,其中基于计算机视觉的管道机器人不仅能够根据运行需求对运动路线进行导航,还能够对目标信息进行有效识别。管道机器人企业... 随着社会的不断发展,计算机、人工智能等先进技术愈加成熟。在人工智能技术的支撑下,管道机器人的性能不断完善,其中基于计算机视觉的管道机器人不仅能够根据运行需求对运动路线进行导航,还能够对目标信息进行有效识别。管道机器人企业只有不断加强对计算机视觉、导航及目标识别等技术的研发,才能使管道机器人在各行各业中发挥重要的作用。文章将围绕机器人视觉概述、基于计算机视觉的管道机器人导航与目标识别等方面进行具体的研究及分析。 展开更多
关键词 计算机视觉 管道机器人 导航 目标识别
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主动变径式管道机器人机构设计与性能分析
2
作者 陈朋威 高飞 贾超钰 《机械制造与自动化》 2024年第1期214-217,237,共5页
研制一种具有主动变径机构的圆形管道机器人。设计具有3组独立控制驱动模块的机器人机构,对机器人进行位姿和力学分析,描述了机器人在典型位姿条件下的力学特性。制作机器人实验样机,使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算,对机器人在... 研制一种具有主动变径机构的圆形管道机器人。设计具有3组独立控制驱动模块的机器人机构,对机器人进行位姿和力学分析,描述了机器人在典型位姿条件下的力学特性。制作机器人实验样机,使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算,对机器人在管道内部的姿态适应性和摩擦条件适应性进行实验验证。仿真计算和实验研究结果验证了该机器人机构设计的合理性和较好的管道适应性。 展开更多
关键词 管道机器人 变径机构 ADAMS
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利用管道机器人更加经济地焊接管道
3
作者 Mikkel Falk 《现代制造》 2024年第2期39-40,共2页
许多领域中都离不开焊接精良的管道。但现阶段企业缺少高水平的焊接技工。为了按时完成订单合同,企业必须另辟蹊径。通常情况下,自动化成为了企业解决问题的关键所在。飞溅的火花、灼热的热浪、烟雾缭绕以及不符合人体工程学的操作姿势... 许多领域中都离不开焊接精良的管道。但现阶段企业缺少高水平的焊接技工。为了按时完成订单合同,企业必须另辟蹊径。通常情况下,自动化成为了企业解决问题的关键所在。飞溅的火花、灼热的热浪、烟雾缭绕以及不符合人体工程学的操作姿势,这些都表明焊接是一项艰苦的工作。再加上连续工作几个小时才能看到焊接后的成果,即使是经验丰富的焊工,也要付出更多的体力和技能来完成自己承担的工作。由此,人口结构的变化导致熟练的焊工成为稀缺的劳动力资源。 展开更多
关键词 劳动力资源 人体工程学 管道机器人 烟雾缭绕 技工 焊工 解决问题 订单合同
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基于管道机器人监测系统的堆石坝沉降变形分析
4
作者 李华 罗天文 +3 位作者 王茂洋 吴恒友 伍从静 凡江林 《水利水电快报》 2024年第3期83-89,共7页
为了便于在现有堆石坝变形监测体系下对管道机器人监测系统的结果进行分析,并了解其在大坝沉降监测中的应用效果,介绍了一种管道机器人监测系统及大坝沉降计算方法。以贵州省夹岩水利枢纽工程为例,对管道机器人监测系统与传统水管式沉... 为了便于在现有堆石坝变形监测体系下对管道机器人监测系统的结果进行分析,并了解其在大坝沉降监测中的应用效果,介绍了一种管道机器人监测系统及大坝沉降计算方法。以贵州省夹岩水利枢纽工程为例,对管道机器人监测系统与传统水管式沉降仪的监测结果进行对比。结果表明:通过对管道机器人监测结果的解算,可得出坝体三维空间的沉降,便于在现有监测体系下对大坝变形情况进行统一分析。管道机器人与传统水管式沉降仪沉降监测结果的偏差较小,且沉降变化特征符合堆石坝沉降规律。管道机器人监测系统在堆石坝沉降监测中的应用具有可靠性,可为堆石坝安全评估提供依据。 展开更多
关键词 大坝安全 堆石坝 变形监测 管道机器人 夹岩水利枢纽工程
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电力电缆敷设自动调节技术及管道机器人技术研究
5
作者 成昊 《电工技术》 2024年第2期118-120,共3页
在电力电缆施工中,电缆敷设的工作量大,通常由人工完成。随着工业技术的进步,部分工作已被机械作业取代,发展成人工敷设与机械敷设相结合的作业方式。然而电缆敷设环境复杂,机械敷设的开展仍存在较大的局限性。为进一步优化电力电缆敷... 在电力电缆施工中,电缆敷设的工作量大,通常由人工完成。随着工业技术的进步,部分工作已被机械作业取代,发展成人工敷设与机械敷设相结合的作业方式。然而电缆敷设环境复杂,机械敷设的开展仍存在较大的局限性。为进一步优化电力电缆敷设方法,从敷设参数监控与自动化调节技术和管道机器人技术两方面汇总了近些年来电缆敷设工艺的改进,为相关工作者提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 电力电缆 电缆敷设 自动调节技术 管道机器人技术
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地下管道机器人定位系统
6
作者 卢灿 姚程浩 +2 位作者 崔宇杰 李恒悰 樊一新 《机械工程与自动化》 2024年第2期114-116,共3页
为解决地下管道机器人难以定位的问题,基于惯性测量单元设计了一款多传感器融合的定位系统。系统搭载六轴惯性测量器件对地下管道机器人进行加速度和角速度的测量,搭载里程计对地下管道机器人进行位移的测量,采用四元数法进行角度姿态解... 为解决地下管道机器人难以定位的问题,基于惯性测量单元设计了一款多传感器融合的定位系统。系统搭载六轴惯性测量器件对地下管道机器人进行加速度和角速度的测量,搭载里程计对地下管道机器人进行位移的测量,采用四元数法进行角度姿态解算,融合卡尔曼滤波算法对定位系统进行误差补偿,从而实现了地下管道机器人的定位。 展开更多
关键词 地下管道机器人 定位系统 卡尔曼滤波算法 位移
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轮式管道机器人过弯关键参数研究与仿真 被引量：1
7
作者 张铮 王欣 +1 位作者 姜天翔 胡新宇 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第4期90-95,共6页
为确保管道机器人顺利通过弯道,针对两种不同的轮式管道机器人进行分析,阐述两种轮式管道机器人过弯原理。基于传统矩形管道机器人模型,建立多参数“工”形机器人模型,研究管道机器人过弯时结构参数与弯道几何参数的约束关系,为管道机... 为确保管道机器人顺利通过弯道,针对两种不同的轮式管道机器人进行分析,阐述两种轮式管道机器人过弯原理。基于传统矩形管道机器人模型,建立多参数“工”形机器人模型,研究管道机器人过弯时结构参数与弯道几何参数的约束关系,为管道机器人的初设计提供理论依据。采用SolidWorks软件建立三维模型,利用ADAMS软件对机器人模型的实际运动过程进行仿真,得到仿真模型在弯管通过性的结果,进而验证理论分析的正确性和结构设计的合理性。研究结果表明,依据模型理论分析提供几何约束关系,设计相应的管道机器人模型均能平稳通过弯道。该研究为管道机器人的结构设计提供理论支持。 展开更多
关键词 管道机器人 工作原理 结构约束 ADAMS 仿真
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多节式管道机器人转弯过程的稳定性分析与仿真
8
作者 王晓磊 尹博文 李晓丹 《机械传动》 北大核心 2023年第6期94-99,共6页
针对多节式管道机器人在转弯过程中接触点速度发生突变,影响机器人运动稳定性的问题,对机器人转弯过程进行了探究。以管道机器人弯管中的位姿模型为基础,对机器人与管道接触点的位置与速度进行求解。首先,对机器人转弯过程进行简单描述... 针对多节式管道机器人在转弯过程中接触点速度发生突变,影响机器人运动稳定性的问题,对机器人转弯过程进行了探究。以管道机器人弯管中的位姿模型为基础,对机器人与管道接触点的位置与速度进行求解。首先,对机器人转弯过程进行简单描述;其次,建立管道机器人在弯管中的位姿模型并求解机器人与管道接触点的位置;然后,对机器人的速度进行分析,找到机器人速度不发生突变的姿态角度;最后,通过Matlab数值求解与Adams仿真,验证了结论与求解过程的正确性,为机器人转弯过程中的控制奠定了基础。 展开更多
关键词 管道机器人 转弯过程 稳定性分析 姿态角度 仿真验证
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模块化同步自主变径输气管道机器人的研究设计
9
作者 郑杰 尚祖跃 +1 位作者 窦益华 杨旭 《石油机械》 北大核心 2023年第11期154-162,共9页
为了对长时间服役的输气管道进行精准、快速的检测,设计了一种能够实现模块化、同步自主变径、便于搭载检测元件的内检测管道机器人。该机器人搭载CMOS图像传感器及红外反射传感器,可对管内破裂、腐蚀及错口等多种缺陷进行检测,并记录... 为了对长时间服役的输气管道进行精准、快速的检测,设计了一种能够实现模块化、同步自主变径、便于搭载检测元件的内检测管道机器人。该机器人搭载CMOS图像传感器及红外反射传感器,可对管内破裂、腐蚀及错口等多种缺陷进行检测,并记录缺陷的具体位置。该管道机器人采用拖揽式的能源供给方式,驱动模块由电动机带动驱动轮转动,在输气管道内独立运行。通过SolidWorks三维建模,ANSYS分析以及MATLAB求解得到该机器人的各项参数:额定爬行速度16 cm/s,最小过弯半径660 mm,牵引力不小于400 N;变径预紧机构采用对称的同步变径式结构,变径范围可达到300~400 mm;机器人尾部设有万向节,可将相同结构串联以实现模块化,同时增加自重,增大牵引力。对管道机器人虚拟样机进行动力学仿真分析,其直管、弯管及竖直管道的速度仿真曲线误差均不超过10 mm/s,验证了该机器人在直管、弯管及竖直管道都具有良好的通过性。该设计可以为长输气管道的内部缺陷检测提供良好的硬件支持。 展开更多
关键词 输气管道 管道机器人 模块化 同步自主变径 缺陷检测 动力学仿真
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蛇形供水管道机器人头部结构设计与运动学分析
10
作者 陈双叶 黄成意 +6 位作者 张智武 张林 韩默 史思雨 赵婧华 吴坤 李志 《计算机测量与控制》 2023年第5期187-192,共6页
管道机器人被广泛应用于管道检测领域,为观测小口径带压供水管网的内部情况,检测漏水点,设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构,不仅有着良好的防水抗压效果,且该结构引入连续体机器人的特点,采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来... 管道机器人被广泛应用于管道检测领域,为观测小口径带压供水管网的内部情况,检测漏水点,设计了一种小体型的蛇形管道机器人头部结构,不仅有着良好的防水抗压效果,且该结构引入连续体机器人的特点,采用绳驱柔性体和关节旋转的配合动作来进行姿态变换,使得机器人头部运动更加灵活,能够在150 mm~300 mm的小口径自来水管道中自由移动,有着广泛的可达任务空间;运用等效D-H方法建立机器人的运动学模型,计算出其正、逆解析表达式,并使用蒙特卡罗法在Matlab中绘制出机器人头部的可达任务空间图,最后将设计的虚拟样机模型在Adams仿真软件中进行仿真分析;运动学分析和虚拟样机模型的仿真分析结果表明,所提出的管道机器人头部结构设计方案合理可行,满足应用设计需求。 展开更多
关键词 管道检测 蛇形管道机器人 姿态变换 运动学分析 仿真分析
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一种蛇形管道机器人结构设计及运动分析
11
作者 李银 苗云龙 李奇 《机器人技术与应用》 2023年第5期30-35,共6页
为了更好地解决管道堵塞、裂纹等问题,本文基于设计了一种用于管道疏通及管道检测的蛇形管道机器人。在狭小管道中,蛇形管道机器人主要通过蠕动的运动方式前进,本文首先对蛇形管道机器人蠕动的运动方式进行了运动学规划,然后建立出蛇形... 为了更好地解决管道堵塞、裂纹等问题,本文基于设计了一种用于管道疏通及管道检测的蛇形管道机器人。在狭小管道中,蛇形管道机器人主要通过蠕动的运动方式前进,本文首先对蛇形管道机器人蠕动的运动方式进行了运动学规划,然后建立出蛇形管道机器人的化简模型,通过Adams软件对其运动和力进行仿真分析,并得出蛇形管道机器人蠕动一个循环前进0.145m,蠕动时关节最大力矩为2.03N∙m,验证了结构与电机选型的合理性,还设计了一套基于STM32单片机的控制系统,通过配备的App软件控制其运动以及头部的各个传感器,从而实现机器人的运动、检测、疏通等功能。 展开更多
关键词 蛇形管道机器人 管道检测 管道疏通 结构设计 ADAMS仿真 控制系统设计
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一种基于视觉技术的管道机器人系统设计
12
作者 凌双明 《山西电子技术》 2023年第3期1-3,9,共4页
设计了一种由西门子S7-1200PLC控制的管道机器人控制系统,包括管道机器人的本体机械结构和主控系统。管道机器人的电气控制系统包括机器人动力驱动的两个步进电机,这两台电机使用S7-1200PLC进行运动控制。该管道机器人的本体为履带式运... 设计了一种由西门子S7-1200PLC控制的管道机器人控制系统,包括管道机器人的本体机械结构和主控系统。管道机器人的电气控制系统包括机器人动力驱动的两个步进电机,这两台电机使用S7-1200PLC进行运动控制。该管道机器人的本体为履带式运输结构,可以在凹凸不平或者粘性大的管道内行走,翻越障碍物也比较容易。机器人本体在履带式搬运机器人的基础上进行改进,增加的锂电池除了给车体的前后轮提供驱动电源以外,也为后期整体调试时加载PLC控制系统、视觉系统、触摸屏等终端保证持续电能。视觉控制系统与PLC、触摸屏之间使用F49DL无线终端和RS485协议进行数据交换,可以实现管道机器人的远程控制和图片传输,更加便于监控机器人的工作环境和工作状态。 展开更多
关键词 管道机器人 视觉系统 远程控制 S7-1200PLC
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管道机器人自适应机构碟形弹簧设计分析 被引量：3
13
作者 崔向贵 张继忠 姜锦华 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2023年第1期112-118,共7页
为了提高管道机器人的管径适应能力,增强自适应机构的空间紧凑性,本文研究了一种具有自适应和主动适应功能的履带式管道机器人。以碟形弹簧作为自适应机构动力元件,根据构建越障时的力学模型,求解管道内壁正压力,通过ADAMS软件,创建机... 为了提高管道机器人的管径适应能力,增强自适应机构的空间紧凑性,本文研究了一种具有自适应和主动适应功能的履带式管道机器人。以碟形弹簧作为自适应机构动力元件,根据构建越障时的力学模型,求解管道内壁正压力,通过ADAMS软件,创建机器人对自适应机构静力学仿真模型,设计了动力元件碟形弹簧。同时基于Matlab软件得到碟形弹簧的特性曲线,并对越障过程进行动力学仿真分析。仿真结果表明,当跨越2.5 mm障碍时,自适应机构对管壁的正压力为223.43 N,验证了碟形弹簧的合理性,满足越障要求。该研究为非线性动力元件在管道机器人自适应机构的应用及分析提供了思路。 展开更多
关键词 管道机器人 自适应机构 碟形弹簧 仿真
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油气管道机器人过弯特性研究与仿真 被引量：1
14
作者 夏文凤 喻九阳 +3 位作者 戴耀南 程航 张德安 胡天豪 《机械传动》 北大核心 2023年第4期38-43,共6页
针对管道机器人在变径管道中转弯困难、移动稳定性差等问题,研究了一种自适应性油气管道机器人,采用可变径的2履带1滚轮支撑式移动机构,确保机器人在管道中稳定移动。对油气管道机器人在管道内的通过性进行理论研究,确定机器人尺寸;通过... 针对管道机器人在变径管道中转弯困难、移动稳定性差等问题,研究了一种自适应性油气管道机器人,采用可变径的2履带1滚轮支撑式移动机构,确保机器人在管道中稳定移动。对油气管道机器人在管道内的通过性进行理论研究,确定机器人尺寸;通过Adams软件对机器人的转弯性能进行了动力学研究。仿真结果表明,机器人在600 mm的管道内能顺利完成转弯运动。因此,确定电动机所提供力矩应大于90 N·m。进行实验研究发现,实验测得速度值与仿真结果一致,验证了设计的合理性。 展开更多
关键词 管道机器人 运动学仿真 转弯性能 ADAMS
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基于STM32自适应管道直径且配有自动棘轮收放线的管道机器人 被引量：2
15
作者 曹维杰 赵立宏 《机电工程技术》 2023年第1期182-187,共6页
管道输送物料时,由于受输送介质的影响,输送的物料极有可能发生泄漏,造成环境污染、易燃易爆、能源浪费等严重危害。因此,必须定期检查、对管道内部进行维护和清洁,而对于传统的管道机器人存在着不适应管道尺寸和通讯距离短的问题,导致... 管道输送物料时,由于受输送介质的影响,输送的物料极有可能发生泄漏,造成环境污染、易燃易爆、能源浪费等严重危害。因此,必须定期检查、对管道内部进行维护和清洁,而对于传统的管道机器人存在着不适应管道尺寸和通讯距离短的问题,导致转身时容易翻车或被卡住,以及对通信距离和工作范围有严苛的要求。根据管道机器人的运动特点,设计了一种以STM32单片机为主控的管道自适应且配有自动棘轮的管道机器人。通过设计单弹簧自动调节顶轮装置,优化小车的行驶稳定性,提高了小车的抗倾覆能力;采用有线信号传输单向棘轮束线装置,解决管道内信号传输线缠绕的问题,提高机器人有效通讯距离;结合差分驱动控制、电机PWM调速、实时动态画面传输、精确物料投放装置、摄像头双自由度万向节等。通过遥控导航通过性测试,完成率大于96%,证明了该系统工作的可靠性。 展开更多
关键词 智能控制 单向棘轮 顶轮 管道机器人 STM32
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气动柔性细长管道机器人的结构设计及特性分析 被引量：1
16
作者 王伟进 严鲁涛 李海源 《液压与气动》 北大核心 2023年第7期124-130,共7页
为了解决小直径管道的探测问题,提高管道机器人的适用性,对气动柔性细长机器人进行了深入的分析和研究。通过对机器人在管道内的受力分析,建立机器人的力学方程;对机器人的拐弯特性进行分析,得到机器人的拐弯半径方程;针对机器人需要的... 为了解决小直径管道的探测问题,提高管道机器人的适用性,对气动柔性细长机器人进行了深入的分析和研究。通过对机器人在管道内的受力分析,建立机器人的力学方程;对机器人的拐弯特性进行分析,得到机器人的拐弯半径方程;针对机器人需要的负载,进行力学分析,得到机器人的负载方程。设计了一种气动柔性细长机器人,搭建管道实验环境进行机器人的摩擦力实验和拐弯实验;搭建负载实验环境进行负载实验。测试值与理论分析基本一致,说明了气动柔性细长管道机器人在小直径管道内具有优秀的拐弯特性与负载特性。 展开更多
关键词 气动 管道机器人 蠕动 结构 建模
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自适应管径全驱式管道机器人结构设计与分析 被引量：1
17
作者 郑立康 冯永利 +1 位作者 李占贤 刘振华 《机械传动》 北大核心 2023年第5期67-73,共7页
针对管道焊接完成后内部情况无法通过人力检测的问题,提出了一种可在焊接管道内自主检测的管道机器人。该机器人能够自主适应管径的变化,以解决当前机器人通过人为控制支撑机构造成的控制复杂、控制精度不高等问题。首先,给出了管道机... 针对管道焊接完成后内部情况无法通过人力检测的问题,提出了一种可在焊接管道内自主检测的管道机器人。该机器人能够自主适应管径的变化,以解决当前机器人通过人为控制支撑机构造成的控制复杂、控制精度不高等问题。首先,给出了管道机器人的设计需求,介绍了管道机器人整体结构与工作原理;然后,对机器人的支撑机构进行了方案设计和受力分析,分析了管道机器人整体结构的几何约束以及在弯道中的运动约束;最后,基于Adams软件对提出的方案进行仿真实验,验证了其在管道内的通过性。 展开更多
关键词 管道机器人 自适应管径 独立驱动 结构设计
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直轮驱动式自适应管道机器人通过性能研究 被引量：1
18
作者 闫宏伟 李健 +1 位作者 刘翼 杨雄 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第5期300-304,共5页
提出一种具有良好越障性能的直轮驱动式自适应管道机器人。首先建立机器人越障的动力学模型,并通过分析得出影响机器人越障的主要因素,然后对机器人通过环形障碍物的状态进行仿真分析,最后搭建实验平台,进行实验验证。研究表明:该机器... 提出一种具有良好越障性能的直轮驱动式自适应管道机器人。首先建立机器人越障的动力学模型,并通过分析得出影响机器人越障的主要因素,然后对机器人通过环形障碍物的状态进行仿真分析,最后搭建实验平台,进行实验验证。研究表明:该机器人能够稳定越过障碍,且满足设计要求;管道机器人的质心会一直保持在管道的中心轴线上,而相应的3个驱动部分的质心会呈120°对称分布管道中心轴线周围,机器人最大越障高度为6mm;越障时,机器人的电机转矩随越障高度的增大而增加,但实际电机转矩始终小于电机最大转矩。直轮驱动式自适应管道检测机器人能在内径(160~180)mm左右的管道中爬行,能够越过不高于6 mm的障碍,对管道检测机器人的设计与研究具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 直轮式 管道检测机器人 障碍管通过性 自适应 ADAMS仿真
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履带式管道机器人变径机构仿真分析及优化设计
19
作者 崔向贵 张继忠 姜锦华 《青岛大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第2期79-83,共5页
针对现有管道机器人变径方式单一、越障能力不足等问题,设计了一种具有自适应和主动适应功能的履带式管道机器人。选择丝杠螺母副变径和碟形弹簧组合作为变径机构,动力学仿真验证了碟形弹簧提供的力及其压缩量均能满足越障要求,并对变... 针对现有管道机器人变径方式单一、越障能力不足等问题,设计了一种具有自适应和主动适应功能的履带式管道机器人。选择丝杠螺母副变径和碟形弹簧组合作为变径机构,动力学仿真验证了碟形弹簧提供的力及其压缩量均能满足越障要求,并对变径机构进行了优化设计。优化结果表明,管道机器人步进电机的输出力矩相同时,机器人传力性能提升了22.3%,能够跨越更大的障碍。 展开更多
关键词 管道机器人 变径机构 碟形弹簧 动力学仿真 优化设计
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圆形管道机器人的机构设计与运动分析 被引量：1
20
作者 陈朋威 高飞 《重型机械》 2023年第2期103-108,共6页
研制了一种适应圆形管道的管道探测机器人,机器人搭载实时视频传输系统,具有主动变径机构和可以独立控制的驱动模块。机器人通过主动变径机构的调整使驱动模块上的履带适应圆形管道内壁尺寸。为了分析机器人在圆形管道内部的运动位姿特... 研制了一种适应圆形管道的管道探测机器人,机器人搭载实时视频传输系统,具有主动变径机构和可以独立控制的驱动模块。机器人通过主动变径机构的调整使驱动模块上的履带适应圆形管道内壁尺寸。为了分析机器人在圆形管道内部的运动位姿特性对机器人进行了运动分析,使用ADAMS软件对机器人进行运动仿真计算,研制了机器人实验样机,搭建了机器人管道内部运动适应性实验平台,在水平管道和坡度管道情况下对机器人运动特性开展了实验及分析。研究结果表明,该机器人在圆形管道中具有较好的运动适应性能。 展开更多
关键词 变径机构 管道机器人 运动分析 ADAMS
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