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用于工业管道内作业的细小机器人三

发布时间:2016-10-25

日本三菱电机公司、住友电气工业公司和松下技研公司共同研制出用于核电站蒸汽发生器的传热管外表面检测的链式微小机器人系统[3 ] 。如图2 所示,它是一个分布式机器人自治系统,功能任务通过分配给各个单独的微机器人单元,也通过微机器人间的合作完成。单个微机器人可携带传感器在管板上狭窄的管束间移动,对管板与传热管的交接处进行检测;多个微机器人可通过自身的连接器组合成一个封闭链,绕套在传热管外面上下移动检测。其关键技术有微小零部件的设计、制造、装配,微机器人单元之间的机电连接和分离,多微机器人协调等技术。图3 为开发出的微机器人单元样机,它的尺寸在5 mm ×9 mm ×615 mm以内,质量为0142 g ,移动速度为2 mm/ s. 该单元样机由特制的超微马达驱动,机器人单元两端各有1 个轮式减速行走机构,每个轮式减速行走机构有3 个磁性轮,1 个轮子由微马达通过微减速器驱动,另2 个是水平随动轮和垂直随动轮,当在管板上面或传热管外表面移动时,主动轮和某一个随动轮跟移动表面接触,微机器人的转向是通过两端主动驱动轮的差速来实现的。微马达和微减速器的设计制造是微机器人实现的关键, 微马达直径为116 mm , 长2 mm , 转速为4 000 r/ min. 微小减速器尺寸在5 mm ×5 mm ×115 mm以内,采用3 k型行星齿轮系统,减速比为201 ,微齿轮模数为0103 mm ,通过微细电火花加工方法制造。接收到外部指令后,微小连接器能和相邻的微机器人单元间建立起机械的和电气的连接, 连接器直径215 mm,厚2 mm ,由永磁铁、螺旋弹簧和电磁铁等组成。多个微机器人可以通过连接器连接成一圈,套在热交换管道外表面上移动。链式微小机器人系统亟待解决的问题有能量、控制信号、检测信号传输的无缆化以及微机器人单元的定位技术。