江苏开放大学机械设计制造及其自动化本管道内壁焊接修复机器人结构设计

摘  要

本研究的目标是设计一款管道内壁焊接修复机器人，以满足在管道内进行较高质量焊接修复的需求。通过分析管道内部环境和焊接工艺要求，设计了一种具有六个自由度的关节型机器人，使其能够适应一定管径的管道。对管道内壁焊接修复机器人的机械臂的进行了运动学分析，由机械臂的RPY角矩阵与旋转矩阵R的等式解出了机器人末端执行器的位姿表达式。在运动方式上采用了履带式行走机构，确保机器人能够在管道内平稳的运行。同时，本设计采用了合理的材料和优化的方案设计，完成了管道内壁焊接修复机器人整体的三维建模，并对其中的关键零部件进行了有限元分析，以保障其在恶劣工作条件下的正常运行。此外，为保证管道内壁焊接修复机器人能合理运动行进，重点对管道内壁焊接修复机器人行走机构处的驱动电机进行了计算分析。该管道内壁焊接修复机器人结构展现出了卓越的性能，为管道维护领域提供了一种高效、可靠的解决方案。

 

关键词：管道焊接；工业机器人；有限元分析；设计优化

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