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管道在线检测技术及检测机器人研究 被引量:19
1
作者 李著信 苏毅 +1 位作者 吕宏庆 孟浩龙 《后勤工程学院学报》 2006年第4期41-45,53,共6页
概述了管道检测技术发展现状,介绍了最新检测技术的原理,分析了管道内检测机器人的技术要点,概括介绍了课题组在差压式管内检测机器人周围流场建模与仿真、腐蚀环境下管道钢裂纹群演化的混沌动力学、差压式管内检测机器人的通过性能... 概述了管道检测技术发展现状,介绍了最新检测技术的原理,分析了管道内检测机器人的技术要点,概括介绍了课题组在差压式管内检测机器人周围流场建模与仿真、腐蚀环境下管道钢裂纹群演化的混沌动力学、差压式管内检测机器人的通过性能、管内检测机器人运行速度和姿态分析及运动状态控制、管内检测机器人小型化、小型化管内检测机器人检测精度、小型化管内检测机器人定位精度及管道剩余寿命的预测方法等方面的研究进展,为今后的研究打下了坚实的基础。 展开更多
关键词 管道状态检测 检测技术 检测机器人 小型化
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管道内检测机器人定位技术研究现状与展望 被引量:23
2
作者 许红 李著信 +2 位作者 苏毅 张镇 李媛媛 《机床与液压》 北大核心 2013年第9期172-175,共4页
随着管道里程的快速增长、管道检测技术的发展以及管道检测机器人的广泛应用,管道内移动机器人的定位技术凸显出了更加重要的作用。分析国内外管道内检测机器人几种主要定位技术与方法的基本原理及优缺点,从4个方面提出管道内检测机器... 随着管道里程的快速增长、管道检测技术的发展以及管道检测机器人的广泛应用,管道内移动机器人的定位技术凸显出了更加重要的作用。分析国内外管道内检测机器人几种主要定位技术与方法的基本原理及优缺点,从4个方面提出管道内检测机器人定位技术与方法的发展趋势,为进一步研究不同环境条件下管道内检测机器人的定位问题提供参考和指导。 展开更多
关键词 管内机器人 定位 里程轮 测力定位 数据融合
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管道巡检机器人视觉系统实验教学平台设计 被引量:14
3
作者 刘送永 刘后广 陈松 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2020年第9期183-186,194,共5页
为加强机器人专业实验教学,提高人才培养质量,设计了一套基于管道巡检机器人的视觉系统实验教学平台。该实验平台由目标物的检测识别和目标物的定位测距两部分组成,涉及视觉系统的相机标定技术、深度学习技术、YOLO检测算法、单目定位... 为加强机器人专业实验教学,提高人才培养质量,设计了一套基于管道巡检机器人的视觉系统实验教学平台。该实验平台由目标物的检测识别和目标物的定位测距两部分组成,涉及视觉系统的相机标定技术、深度学习技术、YOLO检测算法、单目定位测距技术等。实验结果表明,该视觉系统具有较强的淤积物检测识别能力和较高的淤积物检测精度。学生通过该平台不仅学习了管道机器人视觉系统的设计思路和方法,而且创新实践能力大大提高。 展开更多
关键词 管道巡检机器人 YOLO算法 视觉系统 实验教学
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管道检测机器人的焊缝自主定位系统 被引量:6
4
作者 李广波 许冯平 邓宗全 《机械工程师》 2005年第3期53-54,共2页
介绍了一种管内探伤机器人自主定位的方法原理,经检验,其定位精度和效果满足了检测工艺的要求。
关键词 管内探伤机器人 自主定位 数据融合
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差压式管道检测机器人及其速度控制的研究现状 被引量:6
5
作者 许红 李著信 +2 位作者 李媛媛 张镇 罗朔 《机床与液压》 北大核心 2015年第3期38-42,共5页
随着油气输送管道里程的迅速增长,管道检测机器人越来越多地应用于管道的检测与清理,管道检测机器人的行走稳定性问题得到了广泛的关注。分析了国内外差压式管道检测机器人及其速度控制技术的发展现状,针对现有水平对大规模实用化需求... 随着油气输送管道里程的迅速增长,管道检测机器人越来越多地应用于管道的检测与清理,管道检测机器人的行走稳定性问题得到了广泛的关注。分析了国内外差压式管道检测机器人及其速度控制技术的发展现状,针对现有水平对大规模实用化需求的较大差距,提出了急需解决的3个问题,为进一步研究高智能化的差压式管道检测机器人提供参考。 展开更多
关键词 差压式 管道检测机器人 速度 智能控制
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管道检测机器人自动调向的仿真分析与实验验证 被引量:5
6
作者 陈宏华 潘华辰 +4 位作者 葛浩凡 田晓庆 曾然 李罗换 梁尚清 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2022年第2期18-22,26,共6页
针对PCCP管道检测机器人作业过程中可能产生方向不确定及电磁干扰大等问题,综合设计了一种机械式方向自动调节装置。针对该装置展开了系统的运动学仿真研究,并运用实验管道进行了测量,验证了该装置能较快并准确调整管道检测机器人的姿... 针对PCCP管道检测机器人作业过程中可能产生方向不确定及电磁干扰大等问题,综合设计了一种机械式方向自动调节装置。针对该装置展开了系统的运动学仿真研究,并运用实验管道进行了测量,验证了该装置能较快并准确调整管道检测机器人的姿态。同时,也揭示了该机械式自动调向装置的调向精度和速度与配重块质量、驱动轮的摩擦系数、管道检测机器人的载重等密切相关。具体可以表述为:空载状态下,机械式调向装置的调向性能在配重块质量为20 kg,载重小于75 kg且保持胎压充足的状态下最佳;胎压充足的情况下,驱动轮的摩擦系数较小,管道检测机器人方向的波动幅度也较小;增加配重块的重量能缩短管道检测机器人调向时间,但当配重质量接近(80%管道检测机器人载重)或者超过载重时,管道检测机器人的倾角随时间的变化趋势基本一致。 展开更多
关键词 PCCP管道 自动调向装置 运动学仿真分析 管道检测机器人
原文传递
燃气管网巡检机器人控制系统的设计与研究 被引量:1
7
作者 梁成文 《自动化应用》 2024年第7期77-79,共3页
针对燃气管道传统巡检方法存在巡检效率低、漏检误检现象严重、劳动强大等问题,设计基于中央处理器的燃气管道巡检机器人控制系统。首先,根据燃气管道实际工况,重点分析了巡检机器人硬件、软件设计方案;然后,以PCM3365E-S3A2中央处理器... 针对燃气管道传统巡检方法存在巡检效率低、漏检误检现象严重、劳动强大等问题,设计基于中央处理器的燃气管道巡检机器人控制系统。首先,根据燃气管道实际工况,重点分析了巡检机器人硬件、软件设计方案;然后,以PCM3365E-S3A2中央处理器为核心,经CAN总线通信接收并处理环境、本体数据,分析并综合决策后控制巡检机器人运动;最后,完成实验与测试。结果表明,设计并实现的燃气管道巡检机器人的移动能力、感知能力、运动控制能力强,能够满足燃气管道日常巡检任务要求,提升了巡检效率,降低了漏检误检率,减轻了巡检工劳动强度。 展开更多
关键词 燃气管网 巡检机器人 CAN总线
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仿生四爪式爬管机器人的运动学分析与仿真 被引量:5
8
作者 卢蒙 侯宇 +1 位作者 杨书建 李诗雷 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第8期230-234,共5页
设计了一种具有较强的越障性能和负载能力的仿生四爪式爬管机器人,分析了机器人的构型与步态;采用D-H参数法建立了各连杆坐标系,并对各关节的正逆运动学方程进行求解;利用Matlab中Robotics Toolbox模块,建立了机器人在上部躯干两侧手爪... 设计了一种具有较强的越障性能和负载能力的仿生四爪式爬管机器人,分析了机器人的构型与步态;采用D-H参数法建立了各连杆坐标系,并对各关节的正逆运动学方程进行求解;利用Matlab中Robotics Toolbox模块,建立了机器人在上部躯干两侧手爪处于夹紧状态时的运动学模型,求解得到各关节角度、速度及加速度与时间的关系曲线;将机器人在robotic中的关节运动所得到的数据拟合成Spline曲线,并导入ADAMS中进行机器人整体虚拟样机仿真;仿真实验表明机器人能够顺利进行尺蠖式爬升运动,验证了结构的合理性和运动学方程求解的正确性。 展开更多
关键词 爬管机器人 正逆运动学 尺蠖运动 虚拟样机仿真
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电缆管道巡检机器人嵌入式系统的设计与实现 被引量:5
9
作者 彭聿松 佃松宜 +2 位作者 刘涛 吴璋 宋俊霖 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2013年第5期1630-1634,共5页
针对电缆管道巡检机器人的任务需求,提出了一种基于DM6446的嵌入式测控系统。从硬件和软件两方面详细介绍了嵌入式系统的设计和实现方法。硬件上采用以高集成度的DM6446双核处理器为中心的模块化设计;软件开发中基于Linux的层次化架构... 针对电缆管道巡检机器人的任务需求,提出了一种基于DM6446的嵌入式测控系统。从硬件和软件两方面详细介绍了嵌入式系统的设计和实现方法。硬件上采用以高集成度的DM6446双核处理器为中心的模块化设计;软件开发中基于Linux的层次化架构和多进程/多线程管理实现了运动控制、视频采集、参数检测、网络传输等功能。达芬奇技术的应用和实现保障了机器人实时视频编码和视频数据的传输。各种测试结果表明了嵌入式系统设计的合理性,整体机器人实现了各项功能技术要求。 展开更多
关键词 嵌入式系统 电缆管道 巡检机器人 DM6446 LINUX
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管道巡检机器人目标识别与定位检测技术 被引量:4
10
作者 宋雷震 孙晓东 《吉首大学学报(自然科学版)》 CAS 2021年第5期38-43,共6页
针对目前管道巡检机器人对管道内部目标淤积物识别精度低的问题,设计了一个基于新的学习率更新策略的改进YOLO模型,该模型采用深度学习卷积网络来进行目标物图像学习训练;针对定位不准确的问题,设计了一个测距定位模型,实现了对目标物... 针对目前管道巡检机器人对管道内部目标淤积物识别精度低的问题,设计了一个基于新的学习率更新策略的改进YOLO模型,该模型采用深度学习卷积网络来进行目标物图像学习训练;针对定位不准确的问题,设计了一个测距定位模型,实现了对目标物测距的精准定位.对新学习率更新策略下的YOLO模型、常数衰减学习率更新策略下的YOLO模型、指数衰减学习率更新策略下的YOLO模型及使用传统梯度下降法的YOLO模型等进行了对比训练测试,结果表明,基于新学习率更新策略下的YOLO模型的目标物检测准确率达到96.1%,测距定位模型的定位误差小于2 cm. 展开更多
关键词 管道巡检机器人 深度学习 目标检测 卷积网络 管道
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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:3
11
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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面向环形管道的电力巡检机器人设计与环境建图
12
作者 李辉 罗勇 +3 位作者 黄世超 苏浩鸿 季子铭 裴轩 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1546-1552,共7页
在大型水电站中,离相封闭母线(isolated phase enclosed bus,IPB)只能通过预防性试验对设备状态进行检查,难以目视外观检查。为解决这种密闭狭小空间的环形管道的巡检困难问题,提出一种可在水平、竖直段上行走的轮式攀爬机器人。首先,... 在大型水电站中,离相封闭母线(isolated phase enclosed bus,IPB)只能通过预防性试验对设备状态进行检查,难以目视外观检查。为解决这种密闭狭小空间的环形管道的巡检困难问题,提出一种可在水平、竖直段上行走的轮式攀爬机器人。首先,对攀爬机器人移动和附着方式进行对比分析,根据实际工况,选用轮式推力附着方式并基于该方式对机器人整体结构进行力学分析;通过搭建的模拟IPB管道内的运动实验。结果表明:巡检机器人满足水电站内IPB管道的检修需求且具有良好的适应性;设计基于柱坐标的点云配准方法,解决了管道内无法正确建图的问题,且计算时间优于激光雷达里程计建图(lidar odometry and mapping,LOAM)及迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法,拓展了激光雷达点云建图的应用范围。 展开更多
关键词 管道巡检机器人 攀爬机器人 环形管道 激光雷达即时定位与建图(SLAM)
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基于变质心调谐原理的管道内检测机器人减振方法
13
作者 李睿 石新娜 +3 位作者 刘浩天 富宽 马江涛 张行 《油气储运》 CAS 北大核心 2024年第9期1012-1021,共10页
【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备,管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性,其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯头... 【目的】管道内检测机器人作为油气管道内检测的重要装备,管道弯头、变形、焊缝等多种管内激励引发的瞬时剧烈振动会影响其内置传感器的检测精度及装备结构可靠性,其中管道弯头引起的振动尤为剧烈。【方法】针对管道内检测机器人过弯头时的运动特点,结合调谐质量阻尼器与变质心减振控制原理,提出了一种阻尼-质量球缓冲吸能变质心减振思路,并设计了单自由度与两自由度两种管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构;使用ADAMS(AutomaticDynamicAnalysis ofMechanicalSystems)软件与Matlab软件联合模拟方法,研究了管道内检测机器人过弯头时的振动响应情况,并对含减振结构的管道内检测机器人过弯头时的冲击碰撞工况进行了双向流固耦合动力学分析。【结果】通过对比分析减振前、后管道内检测机器人过弯头时的加速度时程曲线与能量幅值,明确了两种自由度减振结构的减振效果:与无减振结构相比,含单自由度减振结构的管道内检测机器人在入弯初期存在加速度突变现象,最大可达3.47g(1g=9.8m/s^(2));含两自由度减振结构的管道内检测机器人过弯头过程中,轴向、水平摇摆方向加速度极值的下降幅度最高分别达48%、39%,振动能量下降极为明显。【结论】新设计的管道内检测机器人变质心调谐质量阻尼器减振结构具有较好的减振效果,可为管道内检测机器人的平稳作业提供理论参考。(图13,表1,参25) 展开更多
关键词 油气管道 内检测机器人 变质心控制技术 调谐质量阻尼器 减振
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复杂干扰下的管沟机器人内外环滑模自抗扰控制
14
作者 傅茂龙 孟文 +2 位作者 孟祥印 杨子镱 罗锦泽 《计算机测量与控制》 2024年第1期92-98,共7页
管沟机器人是一种运行在排水管道,公路排水渠的欠驱动差分移动机器人,针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰,为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能,提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法;首先对管沟受到的复杂环境干扰进... 管沟机器人是一种运行在排水管道,公路排水渠的欠驱动差分移动机器人,针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰,为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能,提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法;首先对管沟受到的复杂环境干扰进行分析,将管沟机器人受到的复杂环境干扰解耦成横向和纵向干扰,建立出在干扰情况下的运动学模型;依据理想运动学模型建立出外环的滑模控制器,得出理想控制律,依据干扰运动学模型建立扩张状态观测器,观测出环境干扰数值,从而建立内环的滑模控制器,利用观测值修正外环的理想控制律;同时利用Lyapunov稳定性原理对系统进行分析,最后搭建了Matlab的Simulink模型进行仿真验证,最终证明了所提出的方法具有较强的鲁棒性和运动控制性能。 展开更多
关键词 复杂环境干扰 管沟机器人 欠驱动差分机移动器人 扩张状态观测器 内外环滑模控制
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管道检测机器人在垂直输气管道的运动分析 被引量:4
15
作者 臧延旭 赵宣 +4 位作者 杨博霖 白港生 姜海洋 梁也 梁雪婷 《机床与液压》 北大核心 2022年第5期28-32,共5页
管道检测机器人用于管道腐蚀缺陷和变形缺陷的定期巡检,当管道存在较大倾角时会对机器人的运行状态产生影响,尤其是机器人进入垂直管道内运行,机器人自重将明显影响设备的运行速度,严重时可能导致机器人超速运行,影响检测数据质量。利... 管道检测机器人用于管道腐蚀缺陷和变形缺陷的定期巡检,当管道存在较大倾角时会对机器人的运行状态产生影响,尤其是机器人进入垂直管道内运行,机器人自重将明显影响设备的运行速度,严重时可能导致机器人超速运行,影响检测数据质量。利用动量守恒定律建立了在垂直管道向下运行时机器人前后端气体的压差增量与机器人运行速度增量间的关系式,指出压差增量与气体的密度、扰动波传播速度和机器人的速度增量等因素有关。建立了机器人在垂直管道内运行加速度和运行距离的关系式,并对关系式进行了简化,方便工业现场应用。通过与数值仿真结果对比,建立的关系式可有效计算出机器人在垂直管道内运行时的速度增量和运行距离,为工业现场预测机器人的运动参数提供了保障。 展开更多
关键词 管道检测机器人 垂直管道 运动分析
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工业管道可变径内检测机器人 被引量:3
16
作者 凌张伟 孔帅 +2 位作者 陈永贵 缪存坚 郭伟灿 《无损检测》 CAS 2021年第3期17-20,共4页
以常见的外径为219mm和273mm的工业管道为研究对象,针对其水平管段、垂直管段、弯头、变径节等部位的检测,研制了可变径内检测机器人。该机器人采用连杆支撑的3个独立履带驱动模块以适应不同管径以及不同姿态的爬行,采用柔性滑动机构以... 以常见的外径为219mm和273mm的工业管道为研究对象,针对其水平管段、垂直管段、弯头、变径节等部位的检测,研制了可变径内检测机器人。该机器人采用连杆支撑的3个独立履带驱动模块以适应不同管径以及不同姿态的爬行,采用柔性滑动机构以自动适应管径的微小变化并提高越障能力,采用薄膜压力传感器采集三履带与壁面之间的压力以对机器人的姿态位置进行闭环控制。试验结果表明,该机器人具有较好的工业管道检测环境适应能力,可顺利通过水平、垂直、弯头及变径管段,可以搭载各种检测模块对工业管道进行检测。 展开更多
关键词 工业管道 可变径 三履带 内检测机器人
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基于视觉的机器人在管道检测中的远程控制研究 被引量:3
17
作者 陈应松 周瑜 《制冷与空调(四川)》 2010年第4期133-137,共5页
研究了在管道环境下,基于视觉的机器人管内运动导航问题。提出了一种机器人管道内的视觉导航策略,研究了障碍物识别、弯道识别关键技术;根据管道检测机器人系统的特点,设计了基于C/S模型的网络实时视频传输系统,采用MPEG4视频编码器对... 研究了在管道环境下,基于视觉的机器人管内运动导航问题。提出了一种机器人管道内的视觉导航策略,研究了障碍物识别、弯道识别关键技术;根据管道检测机器人系统的特点,设计了基于C/S模型的网络实时视频传输系统,采用MPEG4视频编码器对图像进行编解码。实验显示所研制的系统不仅能保证机器人图像传输的实时性,而且能实现多信息的同步。 展开更多
关键词 机器视觉 管道机器人 运动导航 同步技术
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基于机械臂的管道检测全向机器人设计 被引量:3
18
作者 田丰 陆怡晨 +2 位作者 贾银亮 王平 罗小华 《电子测量技术》 北大核心 2022年第14期50-54,共5页
随着综合地下管廊的快速发展,管道的安全对于保证管廊电力、燃气等运输的安全越来越重要,由于管廊环境恶劣,采用人工巡检效率低且安全隐患大。为了实现地下管廊全方位无盲区检测,设计了一种基于机械臂的管道检测全向机器人,将移动机器... 随着综合地下管廊的快速发展,管道的安全对于保证管廊电力、燃气等运输的安全越来越重要,由于管廊环境恶劣,采用人工巡检效率低且安全隐患大。为了实现地下管廊全方位无盲区检测,设计了一种基于机械臂的管道检测全向机器人,将移动机器人、机械臂、检测探头融于一体,具有路径自主规划、循迹、避障等功能,并通过漏磁技术检测管道泄露、通过机械臂实现复杂环境下的检测。实验证明此集成机器人可以进行全方位检测且缺陷识别精度良好。 展开更多
关键词 管道缺陷 机械臂 无损检测 巡检机器人
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CCTV检测技术在“控源截污”工程中的应用 被引量:2
19
作者 贾永斌 《科技创新与应用》 2021年第5期136-139,共4页
以人工利用目测或反光镜的方法相比,管道检测机器人在城市地下排水管线检测中具有安全性高、精度高、节约时间提高工作效率等特点。文章主要是利用管道检测机器人在无锡市某区域“控源截污”工程中进行排水管网的疏通检测及数据后处理... 以人工利用目测或反光镜的方法相比,管道检测机器人在城市地下排水管线检测中具有安全性高、精度高、节约时间提高工作效率等特点。文章主要是利用管道检测机器人在无锡市某区域“控源截污”工程中进行排水管网的疏通检测及数据后处理与分析。经结果表明,该区域检测管线结构性缺陷数量等级为II级,具有变坏的趋势数量较高;功能性缺陷等级I级,所占有的比重较大,管道运行基本不受影响。为以后整改工作指明具体方向,作出相应的指导。 展开更多
关键词 排水管线 管道检测机器人 控源截污 管网检测
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管廊巡检机器人机械结构设计与分析 被引量:2
20
作者 云亚文 高培源 +2 位作者 雍明超 牛成玉 魏永强 《数字技术与应用》 2019年第9期129-131,133,共4页
针对城市综合管廊的安全巡检需求,设计了一种能够在复杂管廊环境中稳定运行的管廊巡检机器人机械结构。首先详细介绍了轨道、运动机构和本体的设计依据和思路,说明了各机构的设计原理,然后对设计轨道的强度进行仿真分析,并且对管廊机器... 针对城市综合管廊的安全巡检需求,设计了一种能够在复杂管廊环境中稳定运行的管廊巡检机器人机械结构。首先详细介绍了轨道、运动机构和本体的设计依据和思路,说明了各机构的设计原理,然后对设计轨道的强度进行仿真分析,并且对管廊机器人的行驶稳定性进行分析。分析结果表明,轨道完全能够满足强度要求,整个行驶过程中管廊机器人能够平稳运行,验证了管廊机器人的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 管廊巡检机器人 轨道强度 运动机构 稳定性
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