管道机器人技术与微管道机器人-机械电子工程专业论文.docxVIP

浙江大学博士后研究工作报告摘 浙江大学博士后研究工作报告 摘 要 根据我国油田提供的信息，每年使用或更换许多水泥砂浆衬里管道，用于油田注水的输 送。由于补口技术没有解决，这些管道没有补口就埋入地下使用，使防腐作用大大降低，管 道使用寿命缩短。目前该项技术在国内尚属空白，国外也未见资料报道，技术难度很大。 本研究报告对管道机器人的几个关键问题进行了研究，首先文中详细分析了水泥砂浆的 流变学特性，并根据其流变学特性建立了水泥砂浆输送过程的物理模型，对水泥砂浆的输送 过程进行了分析，通过引用输送效率这一概念，对水泥砂浆的流动过程进行了描述。解决了 输送量的计算问题。 然后从喷涂质量的影响因素出发，深入探讨了管道喷涂技术理论。为了控制喷涂速度和 着角，进而对飞行物在旋转空气流场中的的飞行轨迹方法进行了研究，在旋转空气流场环境 中，首先建立了空气流场的速度沿径向的分布关系式，然后引用旋转坐标系解决了在旋转空 气流场阻力条件下飞行物运动轨迹参数的计算问题。 文中对现有单电机，双电机和三电机驱动移动载体进行了比较分析，并利用机电动力学 方法和控制理论，对双电机和三电机驱动移动载体的驱动力矩的叠加性及负反馈特性进行了 研究。 文中对移动载体的双电机、三电机的机电驱动特性等问题进行了富有创造性的研究工 作，针对上述等问题作者提出了自己的一整套计算分析方法，其对管内移动作业机器人技术 的发展以及在工程实际中的应用具有重要意义。 最后对基于超磁致伸缩合金驱动器的微管道机器人进行了开拓性的研究，开发了控制系 统，建立了磁一机模型，对系统的输入与输出的关系进行了详细的研究，同时对微机器人的行走 机理进行了研究，并建立了机器人动力学模型。 关键词机器人；管内喷涂作业；多电机驱动特性；微管内机器人：超磁致伸缩合金 浙江大学博士后研究报告Abstract 浙江大学博士后研究报告 Abstract According to the information provided by domestic oil fields．a large quantity of pipeline wim are buded or replaced for injecting water transportation in oil fields．For the reason that no solutions to their welding seam mending，these pipelines are buried into underground without welding seam mending．as a result，their anti—corrosion effect reduces and their life span iS shortened．So far,this technology is still vacant in our country and no materials are founded to report it abroad and this technology comes out of great difficulty． TIliS report concentrates on several key problems for in-pipe robot． Firstly，Oil the basis of deep analysis on theology of cement motar，physics model of cement motar feeding process is set up，furthermore，cement motar feeding process is analyzed and described in the way of introducing the new concept feeding coefficient，as a result，feeding quantity is solved． Considering the factors disturbing spray coating quality，spray coating technology and theory is discussed deeply．In order to control spray coming speed and impact angle，trace calculation problem of flying sprayed material against rotating air flow field resistance is analyzed which is solved by establishin