solidworks专用弯管道测试车设计(2)
一个完整的弯管道检测车系统，应由行走机构、管道检测装置、信号传递和动力传输及控制系统组成。[2] 近三十年来，由于科研人员的不断努力创新，并伴随机电技术、 控制技术的进步，管道测试车的发展十分迅速。许多科研机构都开发设计了各种的管道机器人，这些机器人有着不同的行走方式如轮式、脚式、爬行式、蠕动式，还包括履带式等等，并且在结构和技术上都有着一定的特点和优势，但仍然存在着一些问题有待解决。主要的问题有弯道通过性问题、动力问题、行走机构问题等。因而科研人员创新、设计各种结构的管道机器人，力求能够提高管道机器人的性能，以解决上述的问题；在这种背景下，提出设计一种适合在弯管道行走，而又不出现侧滑、偏航、翻滚及卡死现象的测试车；以期待能在拖动力和运动性上有所以创新。
1.2 管道检测技术 随着管道使用年限的增加，由于腐蚀或其他一些原因使管道不安全因素增加，这就需要对管道进行维护修理。而大力发展管道检测技术成为管道维修的一个重要发展方向。
1.2.1 机器视觉技术 视觉检测技术随着图像处理技术的发展成为当今管道测试的一种检测手段，就是用 CCD 采集图像及计算机图像处理代替人眼来做测量及判断。通过摄像头进行拍摄之后将需要检测的目标转化为电子图像信号，通过计算机进行图像分析处理——采用CCD摄像机或其它图像采集装置将目标转换成图像信号，然后转变成数字化信号传送给专用的图像处理系统，根据像素分布、亮度、颜色等信息， 进行各种运算来抽取目标的特征，根据预设的容许度和其他条件输出判断结果。[3] 1.2.2 CCD检测技术 CCD检测技术作为一种能有效实现动态跟踪的非接触检测技术，被广泛应用于尺寸、位移、表面形状检测和温度检测等领域。CCD图像传感器可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。其显著特点是：1.体积小重量轻；2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像。[4]
1.3 管道小车的发展概况 目前国内外直管道机器人的研究成果己有很多，可是在微小管道、特殊管道(如变径管道、带弯管的管道)内行走的机器人研究不多，用于进行检测、维修还刚起步，由于该类管道应用广泛，因此研发适应该类管道机器人具有工程意义。管道机器人可以进行下列分类： 按外形大小，管道小车可分为大型、普通型和微型三种。 按行走方式，管道小车可分为以下几种方式： 活塞移动式，其工作原理与活塞在气缸内的运动相似，即把管道看作为汽缸，源]自=优尔-^论-文"网·www.youerw.com/ 把具有一定弹性和硬度的小车看作是活塞。当小车后面的流体压力大于前面的压力时，通过压差的作用，使小车克服关闭与活塞之间的摩擦阻力而向前行走。 履带移动式，顾名思义，它是仿照履带式车辆行走的原理，采用带齿轮减速箱的伺服电机作为小车驱动。 滚轮移动式，为了增加牵引力，一般采用多轮驱动，以电动机作为驱动滚轮滚动使小车运动起来。但由于滚轮轮径太小，所以越障能力有限，而且一般结构比较复杂。 蠕动移动式，此机构由蠕动丝杠、前后支撑足、螺母以及前后封闭的弹簧构成。当小车运动时，分别使左右支撑足与管壁接触，下端用滚轮与管壁接触通过驱动蠕动丝杠使其依次左右转动来带动螺母在丝杠上左右移动。 螺旋移动式，这种结构是利用螺旋原理使管道外面的电机推动带有弹性的驱动部件向前运动。此种螺旋小车可以自动越过小台阶。