管道清洁机器人开题报告.doc

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1、南京理工大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名：蒋小龙学号：0716150124专业：自动化设计(论文)题目：一种管道移动机器人清洁手臂控制系统的设计指导教师:郭毓2011年3月7日开题报告填写要求1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交

2、给指导教师签署意见；3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—2005《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2007年3月15日”或“2007-03-15”。毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述1引言[1]-[3]管道作为目前应用极为广泛的运输工具，

3、已经在民用建筑、公用建筑和能源的运输等方面广泛运用。但是随着时间的推移管道会出现一些故障和问题，例如污水管道中淤泥沉积、空调管道内部有害物质的附着、塑料管道的老化、运输油气的管道突然破裂等。所以管道的清洁，检测与维修显得尤为重要。但是由于的管道的特殊结构使得人们要想进入到其内部非常困难，管道机器人的产生就成为一种必然。污水排放对于城市的卫生和现代化是非常关键的一点。差的下水道不仅影响居民的日常生活，而且还会严重扰乱整个城市在正常的生活节奏。现在城市下水管道的清洁工作仍然处于一个手工操作的落后状态。现在的人工清洁不仅仅有工作强度大，效率

4、和环境差的问题，而且下水管道里的气味和脏水很容易对人体造成伤害，甚至会带来爆炸，死亡和其他事故。每场大雨过后,都会有一些来自地下的污水挤破脆弱而且复杂的管道,蓄积在街道的路面上,严重地影响人们的正常生活和出行。造成交通动脉受阻和路面坍塌；更为严重的是排水管道中淤泥。无机物排放积累多了,腐败后产生有毒气体污染空气,容易导致下井作业的工人死亡,还有更多的有毒气体在地下产生,它们可能造成更大的事故,所以,排水管道的疏通问题已成为政府部门当前的一个棘手问题在我国,由于城市排水管道大多埋于地下,一旦出现局部损坏、堵塞等故障,通常采用人工作业的方

5、式来排除。但是排水管道环境恶劣,人工作业劳动强度高,效率低。因此,研制一种用于城市排水管道疏通、检测、维修的管道机器人十分必要。由于环境的特殊性,在管道机器人的控制方面,控制器所处理对象的质量、摩擦力等参数变动大,重复性小,无法准确掌握精确的参数。近些年管道机器人控制系统研究主要是简单的手动、自动控制模式转换,控制算法多采用普通PID算法,对系统结构参数变化适应性差,影响系统的鲁棒性,实际应用中有明显的局限性因此，下水管道清淤机器人的研究和发展对于构建文明城市，加强环境保护的一个紧迫的要求。2国内外下水管道的清淤现状[4]-[5]根据

6、目前的排水管道清淤的现状,常用的清淤方法有绞车清淤法(亦称机械清淤法)、高压水射流清淤法和水冲清淤法(亦称水力清淤法)等2.1　绞车清淤法绞车清淤法是我国各地普遍采用的一种方法。该方法采用竹片穿过需要清通的管道段,竹片一端系上钢丝绳,绳上系住清通工具的一端。在清通管段的两端检查井上各设一台绞车,当竹片穿过清通段后,将钢丝绳系在一台绞车上,清淤工具的另一端通过钢丝绳系在另一台绞车上,然后再利用绞车来回往复拉动钢丝绳,带动清通工具将淤泥刮至下游检查井内,从而使管道得到清通。这种清淤方法可适应各种直径的下水管道,它比较适合管道淤积严重,淤泥

7、粘结密实的情况,主要缺点是从一个井口向另一个井口穿竹片需人工下井完成,井下非常恶劣的工作环境给工人带来极大不便,危害工人的健康,甚至会危害工人的生命。因此,只要穿钢缆的问题能解决,这种方法还是比较有效的。2.2　高压水射流清淤法高压水射流清淤法是用一台高压喷射车,装备有大型水罐、机动卷管器、高压水泵、射水喷头等。操作时由车上引擎驱动高压泵,将水加压后送入射水喷头。高压水射流的清淤原理如图2所示,射水喷头向后喷射产生的反作用力,使射水喷头和胶管一起向反方向前进,同时清洗管道壁。当喷头达到下游的检查井时,机动绞车将软管卷回,此时射水喷头继

8、续喷射水流,将管道内残留的沉积物冲到检查井中,然后由吸泥车将其吸走。这种方法适用于各种直径的下水管道,但由于需用干净水,所以成本较高。为降低成本,现在的清淤车在多备有污水净化装置,以利用下水道中的污水。这种清淤方法设备昂