一、基于有限元方法的管道检测机器人夹具的设计（论文文献综述）
Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[1]（2021）在《中国桥梁工程学术研究综述·2021》文中研究说明为了促进中国桥梁工程学科的发展,系统梳理了近年来国内外桥梁工程领域（包括结构设计、建造技术、运维保障、防灾减灾等）的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了桥梁工程学科在新材料与结构体系、工业化与智能建造、抗灾变能力、智能化与信息化等方面取得的最新进展;然后分别对上述桥梁工程领域各方面的内容进行了系统梳理:桥梁结构设计方面重点探讨了钢桥及组合结构桥梁、高性能材料与结构、深水桥梁基础的研究现状;桥梁建造新技术方面综述了钢结构桥梁施工新技术、预制装配技术以及桥梁快速建造技术;桥梁运维方面总结了桥梁检测、监测与评估加固的最新研究;桥梁防灾减灾方面突出了抗震减震、抗风、抗火、抗撞和抗水的研究新进展;同时对桥梁工程领域各方向面临的关键问题、主要挑战及未来发展趋势进行了展望,以期对桥梁工程学科的学术研究和工程实践提供新的视角和基础资料。（北京工业大学韩强老师提供初稿）
左德阳[2]（2020）在《移动式提板检测机器人的关键结构设计》文中研究说明镍电解车间的电解系统采用“硫化镍可溶阳极隔膜电解”工艺生产精炼电解镍,电解槽在电解过程中,需要工人定期检查铜棒导电状态并及时处理导电不良状况,检测和处理操作费时费力。因此本文针对镍电解车间内铜棒布置密集,巷道狭窄的工作环境及改善铜棒导电状况的任务需求,设计了一种应用于镍电解车间的工业巡检机器人,采用门字型结构,工作范围大的同时占地面积较小,能够在车间内自主移动,检测并改善铜棒导电状况,实现自动化巡检工作。本文主要研究内容包括:1)结合车间现场环境及目标任务进行需求分析和环境适应性分析,设计一种适用于电解车间的总体方案。2)对方案中完成铜棒扭转任务的关键机构——双摇杆机构进行末端轨迹分析与运动分析,建立机构的数学模型,对其末端轨迹进行求解,根据需求得到最优杆长参数,并通过机构的运动分析确定了合理的驱动方式和驱动位置。3)根据体总体方案结合现场环境与需求分析,完成提板检测机器人各模块的结构设计,确定相关标准件,电机和减速器的参数和型号并对主要受力部件进行受力分析及强度校核。4)对提板检测机器人中的重要受力部件（包括大跨度门字形支架,双摇杆驱动组件和铜棒夹手）进行静力学分析,并根据分析结构进行优化和改进。对关键运动部件——双摇杆机构进行动力学仿真,验证机构设计的合理性及完成目标动作的准确性。
王岩[3]（2020）在《小口径汽柴油管道漏磁内检测器磁化结构设计及其实验研究》文中研究指明小口径汽柴油管道由于长期的使用,必然会受到来自内外环境不同程度的腐蚀变形破坏,漏磁内检测法是一种对铁磁性管道检测的无损检测方式,用于这一目的的检测工具被称为管道漏磁检测机器人（PIG）,它可以借助管道内流体的压力而实现不停产在线检测,而目前常见的漏磁内检测机器人磁化结构采用的是固定钢刷式结构,但当其面对存在较大管道变形缺陷时,极易发生检测机器人卡堵现象。本文基于磁学基础以及漏磁场的形成机理,提出一套适用于小口径管道漏磁内检测的磁化结构方案,使用一种全机械的方式来调节机器人磁化结构在复杂管道内的运动姿态,提高磁化结构的励磁强度以及通过性能。文章内容通过理论研究、需求分析、结构建模、运动性能模拟仿真、结构磁路模拟仿真、实验验证的方式对管道漏磁内检测机器人磁化结构的结构参数、运动稳定性、励磁效果进行了研究。本文应用ADAMS动力学分析软件对管道内检测机器人磁化结构在通过不同变形量的管道内部凹陷变形、含90°弯头管道以及在不同检测运行速度下的运动状态进行了仿真研究。通过COMSOL有限元仿真软件对磁化结构的励磁效果进行了分析,通过创建273×7mm管道的二维轴对称漏磁内检测模型,分析了永磁体径向长度与轴向长度对缺陷处磁通密度的影响,得出励磁强度对永磁体径向长度更加敏感;同时得出检测位置的提离值与磁通密度成反比关系,为判断所设计磁化结构满足管道的缺陷检测需求提供了理论依据。通过对管道漏磁内检测机器人磁化结构运动实验,研究了模拟实验磁化结构的牵引性能,并对磁化结构处于平管与弯管状态时牵拉装置的受力进行了分析;搭建了磁化结构装置实验平台,验证了结构的通过性能,为新型漏磁内检测磁化结构装置的投入开发与研制提供了理论基础与实验依据。
李子明[4]（2020）在《软土地基排水管道螺旋缠绕修复理论研究》文中研究指明随着我国经济的快速增长和现代化进程的日益加快,埋地排水管道的建设逐年增加。近年来发现,在地质条件不良地区、软弱地层及沿海地区,排水管道埋设后变形、破裂、错口等缺陷频发。传统管道修复技术修复时间长,开挖面积大,施工时严重影响城市正常运行,螺旋缠绕法是一种将带状型材通过螺旋缠绕方式置入原有管道内形成连续内衬的管道更新工法,该工法与其他管道修复工法相比应用范围广,施工速度快,内衬管刚度大,可带水作业,具有明显的优越性和应用前景。该技术在国内缺乏系统性研究,本文对螺旋缠绕法的适用性、设计理论进行了深入研究,研究内容和结论如下:（1）总结了软土的工程特性,分析了软土地基排水管的主要缺陷类型及其失效机理,通过层次分析法对软土地基非开挖修复技术进行优选,从而对螺旋缠绕法的适用性进行了研究,发现螺旋缠绕法可完全适用于修复软土地基排水管道。（2）介绍了螺旋缠绕法半结构性修复设计的相关理论基础,并对相关的试验数据进行了分析,发现试验中一些参数的选取存在缺陷,因此设计公式需进行改进讨论,借鉴Glock屈曲模型,推导了螺旋缠绕内衬管屈曲临界承载力解析式。（3）利用有限元方法,对本文提出的解析公式进行了数值验证。结果显示:数值模拟结果和解析式计算结果基本吻合,从而证明了解析式的正确性。（4）采用有限元方法,得到了螺旋缠绕内衬管型材在不同水槽壁厚、高度、劲肋密度条件下的屈曲临界承载力,并对影响屈曲临界承载力的因素进行了分析。
杨杨[5]（2020）在《长输天然气管道缺陷漏磁检测》文中指出长输天然气管道在燃气能源运输中发挥着关键作用,被称为“能源命脉”。随着服役年限的增加,管道安全问题日趋严重,导致我国管道事故率居高不下,定期对管道进行检测和维护是保障管道安全稳定运行的主要手段。在多种管道检测技术中,漏磁检测技术由于自动化程度高、对检测环境要求低、检测信号可靠等因素被广泛应用于管道无损检测。在漏磁检测理论基础上进行仿真、实验研究,通过仿真分析与实验验证,分析了天然气管道缺陷与漏磁场的对应关系,研发了天然气管道漏磁检测系统。首先,分析了天然气管道缺陷漏磁场形成机理,引入磁偶极子模型来近似求解漏磁场,为了克服磁偶极子模型求解时存在的误差和不准确性等不足之处,采用有限元方法对管道缺陷漏磁场进行求解,建立了有限元方法漏磁场求解的数学模型。接着,根据实际检测管道情况,建立了天然气管道缺陷漏磁检测三维有限元仿真模型。研究了4种不同形状缺陷（矩形、圆柱形、梯形和不对称三角形）长度、深度改变对漏磁信号的影响,并且对比分析了相同条件时不同形状缺陷的漏磁信号。结果表明漏磁信号的分布与缺陷的形状密切相关,相同情况下矩形缺陷漏磁信号的幅值最大、波形有效宽度最宽、信号强度最大;圆柱形缺陷漏磁信号的幅值最小、波形有效宽度最窄、信号强度最小;不对称三角形缺陷漏磁信号发生明显偏移;梯形缺陷漏磁信号类似于矩形缺陷,信号强度居中。此外,还研究了邻近缺陷漏磁场的相互作用和传感器提离值对漏磁信号的影响,发现了邻近缺陷漏磁信号存在叠加现象,传感器提离值在检测中应当适量减小达到最佳检测效果。然后,设计一套天然气管道漏磁检测系统。整个信号采集电路以MCU为控制核心,由多路传感器探头、多通道模拟开关、A/D转换模块和数据存储器共同组成。信号采集电路要求在0.5ms内采样120路霍尔传感器,在信号采集电路中多通道模拟开关采用单通道8选1的MAX4638EUE芯片,该芯片在+5V单电源供电时输入阻抗为3.5?,选通1个通道的总时间为25ns,理论完成120路霍尔传感器采样的时间为3us,完全满足设计要求。A/D转换采用ADS1256,是一款8通道24位高速低功耗连续逼近的A/D转换芯片,采样速率达到30KSPS,精度可达0.00001,在转换速度和精度上满足电路设计要求。研发了管道实验样机,实现了管道缺陷的检测、显示和历史数据查看。使得管道检测方法自动化程度高,可视化效果好。最后,搭建实验平台,进行牵拉实验,通过实验检测结果对有限元仿真进行了验证,两者的信号曲线具有相同的变化趋势,实验结果与有限元分析得到的漏磁场规律一致。实验表明:实验检测结果验证了有限元仿真的准确性,得出不同缺陷特征和漏磁信号特征的对应关系,实验样机能够实现天然气管道缺陷的有效检测。为缺陷的准确量化和管道检测设备的研制提供参考。
郭松涛[6]（2020）在《管道清淤机器人工作能力及特性研究》文中进行了进一步梳理随着世界城镇化普及率不断增加,城市各个角落都安装了大量的排水管道。排水管道作为城市基础设施建设中的重要一环,其排水畅通性将直接影响城市化发展和居民的出行安全。对管道的定期清理是保护管道的有效手段,基于这种现象,管道清淤机器人运用而生。现有的管道清淤机器人虽种类繁多,但均存在机械化程度不高、稳定性不足、越障性能差、自适性差等问题,而对管道机器人的工作能力及特性研究更是研究较少。本课题对一种初步构型的新型适用于500mm管径的管道清淤机器人进行工作能力及特性研究。首先,本文确定了管道清淤机器人整体结构与工作原理,通过查阅管道清淤相关规范,分析了管内的淤积物来源、淤积物材质、淤积物的特性等实际工况,从而确定了整机的管径范围、最大负载、运行速度等参数。针对管道机器人的结构方案和工况条件提出了机器人需要满足的工作特性要求,包括运动平稳性要求、越障能力、自身的强度与振动等性能要求。然后,对清淤机器人的运动平稳性进行研究,根据机器人的行走要求,对清淤机器人进行力学建模与仿真,建立行走装置在不同姿态下的静力学数学模型,运用MATLAB仿真软件研究变径机构的弹簧刚度的可行区域,基于ADAMS软件研究了机器人行走装置的动力学问题,获得了行走装置的径向摩擦力和轴向摩擦力大小,验证其变径机构弹簧刚度计算的正确性。接着,对管道机器人进行越障性能的研究,主要对机器人在管道中遇到的两类障碍下的工作能力进行分析,通过对管道机器人进行力学建模与仿真,建立在不同障碍模式下的静力学数学模型,得到最大越障高度及爬坡临界倾角。并基于ADAMS软件的动力学分析验证以上模型和各参数的正确性。通过分析管道清淤机器人越障性能,为设计具有较强越障能力的新型清淤机器人提供理论支撑。再者,对管道机器人进行强度、刚度及共振的研究,基于ANSYS workbench软件对管道机器人进行静力学研究,得到整机及各个零件的强度、刚度、变形等力学特性,找出强度最薄弱的环节,验证整机设计方案是否满足预期强度、刚度设计要求;接着基于ANSYS workbench软件对机器人整机进行模态分析,得到整机固有频率,通过与电机振动频率对比,对共振现象进行研究。最后,对管道机器人实体模型进行性能试验,装配制作机器人的实体模型并开展了一系列的性能实验研究,包括机器人实验系统的建立、防侧滑性能实验、台阶形障碍性能试验、管道斜坡性能试验,这些实验较为客观评价机器人的综合性能和工作可靠性提供了详实可信的依据。
曾绪财[7]（2020）在《基于三维磁传感器的小口径管道漏磁检测技术研究》文中研究表明城市输气管道是城市工业生产及社会生活的能源运输工具,与城市安全息息相关。一旦城市输气管道泄漏引发爆炸,将对城市工业生产、社会生活和生命财产造成重大影响。为预防城市输气管道运输事故的发生,开展管道缺陷检测,对保障城市经济和社会稳定具有重要意义。城市输气管道检测以检测埋地管道为主,一般采用管道漏磁内检测方法,利用流体驱动检测装置进行检测作业。目前,管道漏磁内检测广泛应用于大口径长输油气管道检测,但在城市输气管道小口径管道内检测中由于检测装置重量重、结构大和管道管径小等问题,检测较为困难。为实现小口径管道漏磁内检测,本文采用基于三维磁传感器的管道漏磁内检测方法,来解决小口径管道管径小、检测装置重量重和结构大等问题。本课题研究的主要工作简述如下:首先,设计并实现小口径管道漏磁检测系统。根据小口径管道的实际需求,在分析需求基础上进行总体方案设计。小口径管道漏磁检测系统包含硬件部分和软件部分,在硬件部分,为了克服小口径管道漏磁内检测困难,采用三维磁传感器检测漏磁场,并给出轮式桥型无钢刷结构,使检测装置重量轻和结构简单;在软件部分,为满足小口径管道漏磁内检测功能,开发了三维磁传感器检测程序和小口径管道漏磁检测系统软件。其次,采用自适应总体集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Complete Ensemble Empirical Mode,CEEMDAN）方法分析小口径管道漏磁检测信号,实现对信号干扰的去除。引入的CEEMDAN方法将漏磁检测信号按照从高频到低频方式分解,得到干扰信号和有用信号,再将相关系数法和能量值法相结合,筛选出有用信号,通过对有用信号重构,实现漏磁干扰信号的去除。最后,实现小口径管道漏磁检测缺陷轮廓成像。采用仿真分析,建立小口径管道仿真模型,提取漏磁检测信号,对三维漏磁信号特征进行了详细分析。基于三维漏磁检测数据,绘制了三维漏磁信号图,从中获得缺陷轮廓成像特征信息,再采用数据分段识别方法对每一路漏磁信号进行数据分段识别,拾取出缺陷轮廓区域,结合阈值分割方法,完成小口径管道漏磁典型缺陷、不规则形态缺陷和裂纹槽缺陷轮廓成像。实验结果表明,本文给出的小口径管道漏磁缺陷轮廓成像方法能够对缺陷定性和量化分析。
孙其海[8]（2020）在《流体压差式管道机器人动力特性研究》文中研究说明压差式管道机器人是一种对油气管道进行在线扫描检测的设备,随着中俄东线天然气管道、中哈原油管道等工程建成投产,长输油气管道的安全性已成为影响我国经济发展和民生改善的重要因素,开展管道机器人的研究具有重要意义。压差式管道机器人依靠首尾两端流体压差实现自驱动,解决了能源供应问题,尤其适合长输油气管道的检测作业。目前,国内采用数值模拟的方法研究压差式管道机器人不够深入,模型忽略了机器人作为多柔体系统与管道内流体的耦合作用,难以精确预测管道机器人在复杂管道内的动力特性。本文根据实际工程背景,结合欧拉-拉格朗日（CEL）方法对机器人运行过程中的动力特性进行了研究。首先,介绍了压差式管道机器人的结构原理,选择聚氨酯弹性体作为皮碗的设计材料,分析了Mooney-Rivlin、Neo-Hookean和Reduced-Polynomial超弹本构模型应变能函数与单轴拉伸情况下名义应力和拉伸比之间的关系,通过单轴拉伸实验确定采用Mooney-Rivlin模型描述聚氨酯的材料特性。通过数值模拟和材料拉伸实验,研究了I型裂纹环境下聚氨酯材料的断裂特性,验证了仿真结果的正确性。接着,介绍了管道机器人相关设计参数并对具体参数进行了定义,建立了单舱段管道机器人动力学解析模型。为了验证解析模型的正确性,建立了管道机器人在管道内运动的有限元模型,并比较了不同工况下管道机器人的应力应变情况。待分析完成之后,通过MATLAB软件输出结果与有限元结果进行对比,发现在一定夹紧率下两种计算方法曲线保持一致,验证了机器人动力学模型的正确性和有限元模型参数设置的合理性。管道内焊点和L型管道是阻碍机器人顺利通过的主要原因,围绕这一问题对机器人通过焊点时速度和受力变化进行了分析,探究了在不同焊点高度工作环境下,单舱段和双舱段机器人的应力情况。万向节也是影响机器人通过性的重要因素,通过Abaqus软件数值模拟,分析了万向节在8个典型时刻的运动状态和受力情况。最后,基于CEL方法,建立了双舱段管道机器人的流固耦合模型,阐述了流固耦合边界追踪的原理,介绍了水流的状态方程,并且确定了水流的材料参数,对焊点高度为20mm的直管和焊点高度为15mm、20mm和25mm的L型管道进行对比与分析,探究了管道机器人在运动过程中皮碗应力、机器人速度、驱动压力和系统摩擦力的变化规律。
盛立波[9]（2020）在《锅炉水冷壁面检测机器人本体设计与实验研究》文中进行了进一步梳理火力发电是我国最重要的发电方式。火电厂在非计划停工的原因中,锅炉事故占70%以上,其中一半事故是由于锅炉管壁破裂引起的。因此,锅炉水冷壁管的定期检查对机组的安全运行至关重要。目前,国内火电厂普遍采用人工方式检测水冷壁厚度,效率不高,并且会中断企业的连续生产,降低生产效率,给企业带来巨大的经济损失。爬壁机器人技术的发展为水冷壁检测的自动化和高效率提供了新的技术方向。但目前国内外已经研制的爬壁机器人,无法应用于具有防磨梁结构的水冷壁面的检测。而防磨梁结构,在国内循环流化床锅炉中被普遍采用。因此,有必要针对防磨梁结构,设计一种可对其进行越障的爬壁机器人,作为水冷壁检测传感器的载具。本文针对防磨梁结构,提出了一种基于永磁吸附的壁面越障机器人的设计方案,进行了以下具体工作:（1）根据机器人的实际工况需求,进行爬壁机器人的设计,在传统爬壁机器人的基础上,增加了壁面越障功能和管壁间移动能力。引入多指标综合评价方法,对所设计的机器人方案进行综合评价,检验设计过程的科学性。（2）根据机器人工作环境和功能要求,分析并校核了对所设计的壁面越障机器人在壁面工作的吸附力,分析机器人在壁面上的运动情况,对越障运动和管壁间移动进行分析验证,确保机器人在壁面上的可靠运行。（3）设计了爬壁机器人的驱动控制方案,将Arduino作为下位机,利用树莓派搭建服务端,通过服务端响应外部请求,调用Arduino下位机向电机发送驱动指令,使机器人能够响应客户端请求并产生动作。同时提供了网页端和桌面端两种控制界面以适应不同客户端的操作需求。（4）对所设计的机器人样机进行试制、组装与调试,利用前述设计的无线控制平台,根据越障所需的步态时序控制机器人,检验其在防磨梁越障和管壁间运动能力。验证了机器人的结构设计和控制方案的可行性。
张青源[10]（2019）在《MCR-Ⅰ型非包围式永磁吸附爬管机器人机构研究》文中指出石化行业中存在大量输送高温、高压、有毒介质的管线,桥梁建筑等行业中存在大量的管架、管状拉索,这些管线、管架需要定期的检修维护。检修维护工作通常由人工完成,人工作业存在高空作业、环境恶劣、效率低、误差大、成本高等问题,故迫切需要研发出能够攀爬各种管架并可以携带专业工具的爬行机器人代替人工作业。本文研究的永磁吸附爬管机器人采用非包围式抱紧结构,利用分散可调的永磁吸附机构实现管壁抱紧。利用四条轮臂驱动,四轮臂采用四连杆机构支撑,其轮臂张角可调,能够适应直径200mm-1000mm的铁质管道,应用范围更广。为了适应各种管道在不同位姿下的爬行且保持运动的灵活性,研究了机器人的吸附力连续调节机构。本文提出了爬管机器人的总体结构方案。完成了主体结构的设计,利用Solidworks软件进行三维建模。对主要受力构件进行有限元强度分析和变形分析。对爬管机器人在吸附性能要求最高的竖直爬行状态进行了受力分析,建立分散吸附力的计算模型。利用Ansoft软件建立磁吸附力连续可调的永磁吸附模块分析模型,通过仿真分析优化吸附模块的各主要尺寸。利用ADAMS软件建立爬管机器人虚拟样机模型,然后利用样机模型进行动力学分析,分别得出四个驱动轮正压力曲线和爬管机器人的速度曲线。建立爬管机器人基于单片机的控制系统。按照设计方案加工制作了爬管机器人样机实物模型,并分别对300mm管道和1000mm管道进行了、实际爬行实验,验证了、爬管机器人的吸附性能和爬行可行性,能够实现多管径爬行。
二、基于有限元方法的管道检测机器人夹具的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于有限元方法的管道检测机器人夹具的设计（论文提纲范文）
（1）中国桥梁工程学术研究综述·2021（论文提纲范文）
| 0引言（东南大学王景全老师提供初稿） |
| 1 桥梁工程研究新进展（东南大学王景全老师提供初稿） |
| 1.1新材料促进桥梁工程技术革新 |
| 1.2桥梁工业化进程与智能建造技术取得长足发展 |
| 1.3桥梁抗灾变能力显着提高 |
| 1.4桥梁智能化水平大幅提升 |
| 1.5跨海桥梁深水基础不断创新 |
| 2桥梁结构设计 |
| 2.1桥梁作用及分析（同济大学陈艾荣老师、长安大学韩万水老师、河北工程大学刘焕举老师提供初稿） |
| 2.1.1汽车作用 |
| 2.1.2温度作用 |
| 2.1.3浪流作用 |
| 2.1.4分析方法 |
| 2.1.5展望 |
| 2.2钢桥及组合结构桥梁（西南交通大学卫星老师提供初稿） |
| 2.2.1新型桥梁用钢的研发 |
| 2.2.2焊接节点疲劳性能 |
| 2.2.3钢结构桥梁动力行为 |
| 2.2.4复杂环境钢桥服役性能 |
| 2.2.5组合结构桥梁空间力学行为 |
| 2.2.6组合结构桥梁关键构造力学行为 |
| 2.2.7展望 |
| 2.3高性能材料 |
| 2.3.1超高性能混凝土（湖南大学邵旭东老师提供初稿） |
| 2.3.2工程水泥基复合材料（西南交通大学张锐老师提供初稿） |
| 2.3.3纤维增强复合材料（北京工业大学刘越老师提供初稿） |
| 2.3.4智能材料（西南交通大学勾红叶老师提供初稿） |
| 2.3.5展望 |
| 2.4桥梁基础工程（同济大学梁发云老师提供初稿） |
| 2.4.1深水桥梁基础形式 |
| 2.4.2桥梁基础承载性能分析 |
| 2.4.3桥梁基础动力特性分析 |
| 2.4.4深水桥梁基础工程面临的挑战 |
| 3桥梁建造新技术 |
| 3.1钢结构桥梁施工新技术（西南交通大学卫星老师提供初稿） |
| 3.1.1钢结构桥梁工程建设成就 |
| 3.1.2焊接制造新技术 |
| 3.1.3施工新技术 |
| 3.2桥梁快速建造技术（北京工业大学贾俊峰老师提供初稿） |
| 3.2.1预制装配桥梁上部结构关键技术 |
| 3.2.2预制装配桥墩及其抗震性能研究进展 |
| 3.2.2.1灌浆/灌缝固定连接预制桥墩及其抗震性能 |
| 3.2.2.2无黏结预应力连接预制桥墩及其抗震性能 |
| 3.3桥梁建造技术发展态势分析 |
| 4桥梁运维 |
| 4.1监测与评估（浙江大学叶肖伟老师、湖南大学孔烜老师、西南交通大学崔闯老师提供初稿） |
| 4.1.1监测技术 |
| 4.1.2模态识别 |
| 4.1.3模型修正 |
| 4.1.4损伤识别 |
| 4.1.5状态评估 |
| 4.1.6展望 |
| 4.2智能检测（西南交通大学勾红叶老师提供初稿） |
| 4.2.1智能检测技术 |
| 4.2.2智能识别与算法 |
| 4.2.3展望 |
| 4.3桥上行车安全性（中南大学国巍老师提供初稿） |
| 4.3.1风荷载作用下桥上行车安全性 |
| 4.3.1.1车-桥气动参数识别 |
| 4.3.1.2风载作用下桥上行车安全性评估 |
| 4.3.1.3风浪作用下桥上行车安全性 |
| 4.3.1.4风屏障对行车安全性的影响 |
| 4.3.2地震作用下行车安全性 |
| 4.3.2.1地震-车-桥耦合振动模型 |
| 4.3.2.2地震动激励特性的影响 |
| 4.3.2.3地震下桥上行车安全性评估 |
| 4.3.2.4车-桥耦合系统地震预警阈值研究 |
| 4.3.3长期服役条件下桥上行车安全性 |
| 4.3.4冲击系数与振动控制研究 |
| 4.3.4.1车辆冲击系数 |
| 4.3.4.2车-桥耦合振动控制方法 |
| 4.3.5研究展望 |
| 4.4加固与性能提升（西南交通大学勾红叶老师提供初稿） |
| 4.4.1增大截面加固法 |
| 4.4.2粘贴钢板加固法 |
| 4.4.3体外预应力筋加固法 |
| 4.4.4纤维增强复合材料加固法 |
| 4.4.5组合加固法 |
| 4.4.6新型混凝土材料的应用 |
| 4.4.7其他加固方法 |
| 4.4.8发展展望 |
| 5桥梁防灾减灾 |
| 5.1抗震减震（北京工业大学贾俊峰老师、中南大学国巍老师提供初稿） |
| 5.1.1公路桥梁抗震研究新进展 |
| 5.1.2铁路桥梁抗震性能研究新进展 |
| 5.1.3桥梁抗震发展态势分析 |
| 5.2抗风（东南大学张文明老师、哈尔滨工业大学陈文礼老师提供初稿） |
| 5.2.1桥梁风环境 |
| 5.2.2静风稳定性 |
| 5.2.3桥梁颤振 |
| 5.2.4桥梁驰振 |
| 5.2.5桥梁抖振 |
| 5.2.6主梁涡振 |
| 5.2.7拉索风致振动 |
| 5.2.8展望 |
| 5.3抗火（长安大学张岗老师、贺拴海老师、宋超杰等提供初稿） |
| 5.3.1材料高温性能 |
| 5.3.2仿真与测试 |
| 5.3.3截面升温 |
| 5.3.4结构响应 |
| 5.3.5工程应用 |
| 5.3.6展望 |
| 5.4抗撞击及防护（湖南大学樊伟老师、谢瑞洪、王泓翔提供初稿） |
| 5.4.1车撞桥梁结构研究现状 |
| 5.4.2船撞桥梁结构研究进展 |
| 5.4.3落石冲击桥梁结构研究现状 |
| 5.4.4研究展望 |
| 5.5抗水（东南大学熊文老师提供初稿） |
| 5.5.1桥梁冲刷 |
| 5.5.2桥梁水毁 |
| 5.5.2.1失效模式 |
| 5.5.2.2分析方法 |
| 5.5.3监测与识别 |
| 5.5.4结论与展望 |
| 5.6智能防灾减灾（西南交通大学勾红叶老师、哈尔滨工业大学鲍跃全老师提供初稿） |
| 6结语（西南交通大学张清华老师提供初稿） |
| 策划与实施 |
（2）移动式提板检测机器人的关键结构设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 工业巡检机器人国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 本论文的结构安排 |
| 第二章 移动式提板检测机器人的方案论述 |
| 2.1 镍电解车间的现场环境及目标任务 |
| 2.2 移动式提板检测机器人的总体方案 |
| 2.3 机器人机械结构的具体实施方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 双摇杆机构的末端轨迹分析与运动分析 |
| 3.1 双摇杆机构的末端轨迹分析 |
| 3.2 双摇杆机构的运动分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 提板检测机器人的结构设计 |
| 4.1 水平移动工作台的总体结构设计 |
| 4.1.1 主体承重支架 |
| 4.1.2 水平移动小车 |
| 4.1.3 移动定位模块 |
| 4.2 升降工作台的总体结构设计 |
| 4.2.1 升降模块 |
| 4.2.2 双摇杆机构 |
| 4.2.3 铜棒夹手 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 提板检测机器人的结构有限元分析 |
| 5.1 有限元分析方法及ANSYS WORKBENCH软件概述 |
| 5.2 关键零部件的静力学分析 |
| 5.2.1 主体承重支架 |
| 5.2.2 双摇杆驱动组件 |
| 5.2.3 铜棒夹手 |
| 5.3 双摇杆机构的动力学分析 |
| 5.3.1 瞬态动力学分析方法 |
| 5.3.2 模型前处理 |
| 5.3.3 结果后处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ 关键结构的装配图纸 |
（3）小口径汽柴油管道漏磁内检测器磁化结构设计及其实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外漏磁检测技术研究进展 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第2章 漏磁内检测技术理论研究 |
| 2.1 漏磁内检测的磁学理论基础 |
| 2.2 漏磁内检测技术原理 |
| 2.3 永磁体相关性能研究 |
| 2.3.1 永磁体分类 |
| 2.3.2 永磁材料磁特性 |
| 2.3.3 磁场的测量方法和传感器 |
| 2.4 磁路的定义及基本原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 管道漏磁内检测机器人磁化结构总体设计方案 |
| 3.1 漏磁内检测磁化结构设计需求研究 |
| 3.1.1 运动需求分析 |
| 3.1.2 检测需求分析 |
| 3.1.3 漏磁内检测装置要求 |
| 3.2 磁化装置结构设计 |
| 3.2.1 检测装置长度的选取 |
| 3.2.2 装置的磁回路设计 |
| 3.2.3 磁化结构设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 管道内检测机器人磁化结构运动性能分析 |
| 4.1 机器人跨越管道凹陷缺陷运动分析 |
| 4.2 基于ADAMS的机器人运动学仿真 |
| 4.2.1 磁化结构跨越管道凹陷缺陷的运动学仿真 |
| 4.2.2 磁化结构不同速度通过凹陷缺陷的运动学仿真 |
| 4.2.3 磁化结构通过不同高度凹陷缺陷的运动学仿真 |
| 4.2.4 磁化结构通过弯管的运动学仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于COMSOL的缺陷漏磁场仿真分析 |
| 5.1 漏磁场有限元仿真研究 |
| 5.1.1 有限元分析方法 |
| 5.1.2 仿真磁路参数设计 |
| 5.2 永磁励磁的磁路仿真模型 |
| 5.2.1 几何模型的建立 |
| 5.2.2 材料赋予 |
| 5.2.3 网格划分 |
| 5.3 不同磁路元件参数的磁通密度分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 管道内检测机器人磁化结构实验研究 |
| 6.1 机器人磁化结构牵拉性能研究 |
| 6.2 搭建实验平台 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）软土地基排水管道螺旋缠绕修复理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 论文符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 软土地基上排水管道修复技术现状 |
| 1.2.2 螺旋缠绕修复设计理论现状 |
| 1.2.3 螺旋缠绕修复技术发展现状 |
| 1.3 当前存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 软土地基上排水管道螺旋缠绕法适用性分析 |
| 2.1 软土地区工程特性 |
| 2.1.1 软土的定义及分布 |
| 2.1.2 软土的工程特性 |
| 2.2 软土地基排水管道主要缺陷类型及失效机理 |
| 2.2.1 管道变形 |
| 2.2.2 管道破裂 |
| 2.2.3 管道错口 |
| 2.2.4 管道腐蚀 |
| 2.3 软土地基排水管道修复机理 |
| 2.4 软土地基排水管道修复优选模型的建立 |
| 2.4.1 修复技术优选模型层次结构 |
| 2.4.2 指标分析及评价标准的建立 |
| 2.5 层次分析法确定指标权重 |
| 2.5.1 层次分析法理论 |
| 2.5.2 权重结算结果及一致性检验 |
| 2.6 管段修复技术优选结果分析 |
| 第3章 螺旋缠绕法修复设计理论 |
| 3.1 螺旋缠绕法修复原理 |
| 3.2 工程设计理论 |
| 3.2.1 设计依据 |
| 3.2.2 管道荷载分析 |
| 3.2.3 修复设计 |
| 3.3 半结构性修复公式探讨 |
| 3.3.1 圆周支持率K的取值依据 |
| 3.3.2 圆周支持率K的取值问题分析 |
| 3.3.3 Glock屈曲理论 |
| 3.4 螺旋缠绕修复前后管道承载力分析 |
| 3.4.1 试验目的 |
| 3.4.2 试验方案 |
| 3.4.3 试验结果分析 |
| 第4章 螺旋缠绕内衬管屈曲有限元分析 |
| 4.1 ABAQUS软件介绍 |
| 4.2 有限元模型与数值分析 |
| 4.2.1 模型的建立 |
| 4.2.2 解析公式与有限元结果对比分析 |
| 4.3 影响因素分析 |
| 4.3.1 型材水槽厚度对屈曲临界承载力的影响 |
| 4.3.2 型材高度对屈曲临界承载力的影响 |
| 4.3.3 劲肋密度对屈曲临界承载力的影响 |
| 第5章 工程案例分析 |
| 5.1 工程简介 |
| 5.1.1 工程概况 |
| 5.1.2 地质条件 |
| 5.1.3 管道状况 |
| 5.2 设计计算 |
| 5.2.1 结构计算 |
| 5.2.2 水力计算 |
| 5.3 管道预处理 |
| 5.3.1 管道沉积预处理 |
| 5.3.2 管道破裂预处理 |
| 5.3.3 管道错口预处理 |
| 5.4 螺旋缠绕法施工 |
| 5.4.1 施工流程 |
| 5.4.2 主要材料和设备 |
| 5.4.3 管道的缠绕 |
| 5.4.4 管道的注浆 |
| 5.5 工程竣工验收 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）长输天然气管道缺陷漏磁检测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 管道检测方法概述 |
| 1.2.1 漏磁检测 |
| 1.2.2 超声波检测 |
| 1.2.3 涡流检测 |
| 1.2.4 射线检测 |
| 1.3 漏磁检测国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 天然气管道漏磁检测理论分析 |
| 2.1 漏磁检测原理 |
| 2.2 漏磁场计算方法 |
| 2.2.1 解析法 |
| 2.2.2 数值法 |
| 2.3 管道漏磁检测影响因数 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 天然气管道漏磁检测三维有限元分析 |
| 3.1 管道缺陷漏磁场的COMSOL仿真 |
| 3.1.1 建立几何模型 |
| 3.1.2 定义材料属性 |
| 3.1.3 实施边界条件与网格化 |
| 3.1.4 求解与后处理 |
| 3.2 不同形状缺陷漏磁场特征 |
| 3.2.1 矩形裂纹漏磁场分析 |
| 3.2.2 圆柱形孔洞漏磁场分析 |
| 3.2.3 梯形凹槽漏磁场分析 |
| 3.2.4 不对称三角形漏磁场分析 |
| 3.2.5 不同形状缺陷漏磁场数据对比分析 |
| 3.3 邻近缺陷漏磁场相互影响 |
| 3.4 磁敏传感器提离值的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 天然气管道漏磁检测系统设计 |
| 4.1 天然气管道漏磁检测系统结构 |
| 4.2 磁化装置设计 |
| 4.3 漏磁信号采集单元设计 |
| 4.3.1 磁敏传感器的选择 |
| 4.3.2 磁敏传感器系统 |
| 4.3.3 漏磁信号检测电路 |
| 4.4 牵引装置设计 |
| 4.5 上位机软件设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 天然气管道漏磁检测实验与数据分析 |
| 5.1 管道缺陷仿真与实验的偏差 |
| 5.2 实验平台的搭建 |
| 5.3 实验结果与数据分析 |
| 5.3.1 矩形裂纹漏磁检测实验 |
| 5.3.2 圆柱形孔洞漏磁检测实验 |
| 5.3.3 梯形凹槽漏磁检测实验 |
| 5.3.4 不对称三角形漏磁检测实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（6）管道清淤机器人工作能力及特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题研究的背景 |
| 1.1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外管道机器人研究现状 |
| 1.2.1 国外管道机器人研究现状 |
| 1.2.2 国内管道机器人研究现状 |
| 1.3 管道机器人工作特性研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容及研究流程 |
| 1.4.1 论文主要研究内容 |
| 1.4.2 论文研究流程 |
| 第二章 清淤机器人整机方案与工作要求 |
| 2.1 整机工况分析 |
| 2.2 清淤机器人的构型方案与工作原理 |
| 2.2.1 清淤机器人构型与结构设计方案 |
| 2.2.2 清淤机器人工作原理 |
| 2.3 整机工作能力要求 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 清淤机器人工作特性研究 |
| 3.1 机器人行走装置静力学分析 |
| 3.1.1 建立行走装置力学模型 |
| 3.1.2 建立行走装置两个极限姿态下的力学模型 |
| 3.1.3 行走装置弹簧力分析 |
| 3.2 机器人弹簧刚度范围的研究 |
| 3.2.1 变径弹簧系统力学模型的建立 |
| 3.2.2 两组弹簧弹性系数范围的研究 |
| 3.3 基于ADAMS机器人动力学分析 |
| 3.3.1 基于ADAMS的行走装置仿真设置 |
| 3.3.2 不同刚度下侧滑现象的研究 |
| 3.3.3 适当刚度下工作能力验证研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 清淤机器人越障性能分析 |
| 4.1 台阶形障碍情况下的越障分析 |
| 4.1.1 台阶形障碍情况下的静力学分析 |
| 4.1.2 大管进小管时的越障仿真分析 |
| 4.1.3 小管进大管时的越障仿真分析 |
| 4.2 斜坡型障碍模式下的越障分析 |
| 4.2.1 斜坡型障碍静力学分析 |
| 4.2.2 斜坡型障碍仿真分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于ANSYS的力学特性仿真 |
| 5.1 机器人静力学分析 |
| 5.1.1 机器人仿真设置 |
| 5.1.2 机器人仿真分析 |
| 5.2 机器人结构模态分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 清淤机器人样机制作与性能实验 |
| 6.1 清淤机器人样机加工与装配 |
| 6.2 清淤机器人性能实验 |
| 6.2.1 清淤机器人实验系统 |
| 6.2.2 清淤机器人防侧滑性能实验 |
| 6.2.3 清淤机器人越障性能实验 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 工作内容总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 作者在攻读硕士学位期间获得的学术成果 |
| 致谢 |
（7）基于三维磁传感器的小口径管道漏磁检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 小口径管道漏磁检测系统设计与实现 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 需求分析 |
| 2.3 总体方案设计 |
| 2.4 小口径管道漏磁检测系统硬件设计 |
| 2.4.1 三维磁传感器模块 |
| 2.4.2 控制器模块 |
| 2.4.3 励磁回路模块 |
| 2.5 小口径管道漏磁检测系统软件设计 |
| 2.5.1 软件功能分析 |
| 2.5.2 软件实现 |
| 2.6 小口径管道漏磁检测系统实现 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 小口径管道漏磁检测信号CEEMDAN分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 漏磁信号采集 |
| 3.3 漏磁信号分析 |
| 3.3.1 漏磁信号特征 |
| 3.3.2 漏磁信号影响分析 |
| 3.4 检测信号CEEMDAN分析 |
| 3.4.1 CEEMDAN方法原理 |
| 3.4.2 检测信号CEEMDAN分解 |
| 3.4.3 检测信号CEEMDAN重构 |
| 3.4.4 检测信号CEEMDAN分析结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 小口径管道漏磁检测缺陷成像 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 漏磁检测缺陷成像分析 |
| 4.2.1 漏磁检测缺陷成像方法 |
| 4.2.2 缺陷轮廓成像检测方法 |
| 4.3 三维漏磁场信号基本特征 |
| 4.3.1 小口径管道仿真模型 |
| 4.3.2 漏磁信号提取 |
| 4.3.3 三维漏磁信号基本特征分析 |
| 4.4 三维漏磁缺陷轮廓区域识别 |
| 4.4.1 缺陷轮廓区域识别方法 |
| 4.4.2 缺陷轮廓分段识别分析 |
| 4.4.3 缺陷轮廓识别参数优化 |
| 4.5 三维漏磁检测缺陷轮廓成像 |
| 4.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（8）流体压差式管道机器人动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及目的意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景及目的意义 |
| 1.2 相关问题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外压差式管道机器人的发展状况 |
| 1.2.2 国内压差式管道机器人的发展状况 |
| 1.2.3 国内外文献综述简析 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第2章 聚氨酯材料超弹本构模型实验研究 |
| 2.1 管道机器人系统组成 |
| 2.1.1 机器人结构 |
| 2.1.2 皮碗组件结构 |
| 2.2 皮碗材料选择及超弹本构模型 |
| 2.2.1 皮碗材料的选择 |
| 2.2.2 超弹材料本构模型 |
| 2.2.3 皮碗超弹性材料参数的确定 |
| 2.3 聚氨酯材料断裂特性分析 |
| 2.3.1 断裂力学的研究对象 |
| 2.3.2 断裂模式与裂纹类型 |
| 2.3.3 Cohesive单元与牵引力分离定律 |
| 2.3.4 结果分析与验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 管道机器人动力学模型建立及数值验证 |
| 3.1 管道机器人的解析模型 |
| 3.1.1 管道机器人参数介绍及定义 |
| 3.1.2 管道机器人动力学模型 |
| 3.2 管道机器人有限元验证模型 |
| 3.2.1 有限元模型的建立 |
| 3.2.2 有限元分析结果及讨论 |
| 3.3 结果分析与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 管道机器人通过性分析 |
| 4.1 机器人多体系统运动方程 |
| 4.1.1 柔性体质量矩阵 |
| 4.1.2 柔性体刚度矩阵 |
| 4.1.3 柔性体广义力 |
| 4.1.4 机器人运动约束 |
| 4.1.5 二次速度 |
| 4.1.6 求解算法 |
| 4.2 皮碗通过焊点运动学分析 |
| 4.3 Abaqus有限元模型 |
| 4.3.1 多体分析的主要方法 |
| 4.3.2 接触和约束关系的定义 |
| 4.3.3 模型载荷的施加 |
| 4.3.4 网格划分 |
| 4.4 机器人通过性分析 |
| 4.4.1 单舱段机器人通过性分析 |
| 4.4.2 双舱段机器人通过性分析 |
| 4.4.3 万向节分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 管道机器人动力特性分析 |
| 5.1 CEL分析方法 |
| 5.1.1 CEL方法概述 |
| 5.1.2 流固耦合边界的追踪 |
| 5.2 流固耦合模型的建立 |
| 5.2.1 水流材料的确定 |
| 5.2.2 模型的建立及网格划分 |
| 5.2.3 边界及加载条件设置 |
| 5.3 结果对比与分析 |
| 5.3.1 双舱段直管动力特性分析 |
| 5.3.2 双舱段L型管道动力特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（9）锅炉水冷壁面检测机器人本体设计与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 爬壁机器人的研究概况 |
| 1.3.1 基于负压/真空吸附的爬壁机器人 |
| 1.3.2 基于仿生吸附的爬壁机器人 |
| 1.3.3 基于磁吸附的爬壁机器人 |
| 1.3.4 现状分析 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 1.5 本章小节 |
| 第二章 机器人总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人功能分析与需求说明 |
| 2.3 机器人系统方案分析和选择 |
| 2.3.1 吸附方式的选择 |
| 2.3.2 移动方式分析与选择 |
| 2.3.3 驱动方式分析与选择 |
| 2.3.4 越障方案设计 |
| 2.4 机器人方案设计 |
| 2.4.1 机器人总体结构 |
| 2.4.2 移动及越障方案 |
| 2.4.3 管壁间移动方案 |
| 2.4.4 传感器越障方案 |
| 2.5 机器人方案设计评价 |
| 2.5.1 多指标综合评价 |
| 2.5.2 方案设计评价 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 磁吸附稳定性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 永磁轮设计与分析 |
| 3.2.1 永磁材料的选择 |
| 3.2.2 永磁轮磁路设计 |
| 3.2.3 永磁体磁场分析 |
| 3.3 永磁轮有限元磁场仿真分析 |
| 3.3.1 ANSYS及有限元法简介 |
| 3.3.2 磁场仿真 |
| 3.3.3 实际测试磁轮在管壁面的吸附力 |
| 3.4 壁面静力学分析 |
| 3.4.1 越障过程可靠吸附条件 |
| 3.4.2 管壁间移动过程受力情况 |
| 3.5 越障电机分析与选型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 运动学和动力学特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 越障过程运动学分析 |
| 4.3 壁面移动过程运动和动力学分析 |
| 4.3.1 单轮壁面运动分析 |
| 4.3.2 移动平台运动学建模 |
| 4.3.3 壁面直行动力学研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 样机试制与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样机试制 |
| 5.2.1 轮组抬升机构 |
| 5.2.2 传感器越障机构 |
| 5.2.3 水冷壁试验台 |
| 5.3 驱动控制方案 |
| 5.3.1 电机驱动方案 |
| 5.3.2 设备无线控制方案 |
| 5.4 机器人越障与管壁间移动实验 |
| 5.4.1 移动越障实验 |
| 5.4.2 管壁间移动实验 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）MCR-Ⅰ型非包围式永磁吸附爬管机器人机构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题课题研究背景 |
| 1.3 爬管机器人发展现状 |
| 1.3.1 机械抱紧式爬管机器人 |
| 1.3.2 重力锁紧式爬管机器人 |
| 1.3.3 仿生式爬管机器人 |
| 1.3.4 爬管机器人优缺点分析 |
| 1.4 壁面吸附方式的介绍及参考意义 |
| 1.5 本文研究的目的及意义 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第二章 非包围式永磁吸附爬管机器人总体设计方案 |
| 2.1 机器人设计方案分析 |
| 2.1.1 方案设计流程 |
| 2.1.2 附着方式的确定 |
| 2.1.3 移动方式的确定 |
| 2.1.4 驱动方式的选择 |
| 2.1.5 机器人的设计性能参数 |
| 2.2 机器人本体结构设计 |
| 2.2.1 结构设计 |
| 2.2.2 机器人竖直爬行受力分析 |
| 2.2.3 轮臂张合模块受力分析 |
| 2.3 驱动电机的选择 |
| 2.3.1 驱动电机功率估算 |
| 2.3.2 驱动电机的选用 |
| 2.4 主要零部件的有限元分析 |
| 2.4.1 横梁静应力有限元分析 |
| 2.4.2 拉杆静应力有限元分析 |
| 2.4.3 轮臂调节模块整体有限元分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 永磁吸附机构仿真及优化 |
| 3.1 吸附能力研究 |
| 3.1.1 增强磁吸附力的方法 |
| 3.1.2 磁性材料的选择 |
| 3.1.3 轭铁的选择 |
| 3.2 磁力仿真软件及磁力计算理论 |
| 3.2.1 磁力仿真软件介绍 |
| 3.2.2 静磁场软件仿真步骤 |
| 3.3 静态电磁场的求解 |
| 3.3.1 理论模型 |
| 3.3.2 磁场边界条件 |
| 3.3.3 磁吸附力的计算 |
| 3.4 吸附模块设计与优化分析 |
| 3.4.1 吸附模块设计原理 |
| 3.4.2 吸附力仿真分析及结构优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 爬管机器人控制系统 |
| 4.1 爬管机器人控制系统要求 |
| 4.2 爬管机器人控制系统整体组成 |
| 4.3 MC9S12XS128 单片机性能概述 |
| 4.4 驱动电机控制 |
| 4.4.1 步进电机控制 |
| 4.4.2 直流电机控制 |
| 4.4.3 舵机控制 |
| 4.5 传感器 |
| 4.5.1 应力传感器 |
| 4.5.2 姿态传感器选择 |
| 4.5.3 激光传感器选择 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 虚拟样机仿真分析与样机爬行试验 |
| 5.1 ADAMS虚拟样机技术 |
| 5.2 爬管机器人虚拟样机模型 |
| 5.2.1 三维模型的导入 |
| 5.2.2 模型属性编辑 |
| 5.2.3 定义约束 |
| 5.2.4 载荷施加 |
| 5.3 机器人虚拟样机模型的仿真 |
| 5.3.1 细管道爬行 |
| 5.3.2 粗管道爬行 |
| 5.3.3 吸附力与爬行速度的关系 |
| 5.4 爬行实验效果 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
四、基于有限元方法的管道检测机器人夹具的设计（论文参考文献）
- [1]中国桥梁工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(02)
- [2]移动式提板检测机器人的关键结构设计[D]. 左德阳. 电子科技大学, 2020(07)
- [3]小口径汽柴油管道漏磁内检测器磁化结构设计及其实验研究[D]. 王岩. 中国石油大学(北京), 2020
- [4]软土地基排水管道螺旋缠绕修复理论研究[D]. 李子明. 中国地质大学(北京), 2020(11)
- [5]长输天然气管道缺陷漏磁检测[D]. 杨杨. 西华大学, 2020(01)
- [6]管道清淤机器人工作能力及特性研究[D]. 郭松涛. 沈阳建筑大学, 2020(04)
- [7]基于三维磁传感器的小口径管道漏磁检测技术研究[D]. 曾绪财. 西华大学, 2020(01)
- [8]流体压差式管道机器人动力特性研究[D]. 孙其海. 哈尔滨理工大学, 2020
- [9]锅炉水冷壁面检测机器人本体设计与实验研究[D]. 盛立波. 浙江工业大学, 2020(08)
- [10]MCR-Ⅰ型非包围式永磁吸附爬管机器人机构研究[D]. 张青源. 东北石油大学, 2019(01)