内外螺旋管道机器人性能分析和结构参数优化

摘要：

数值比较了内外螺旋机器人、单节外螺旋机器人和双节外螺旋机器人的轴向推进力、管道壁所受最大压力、液体对机器人的承载力和液体对机器人周向阻力矩与其外壳转速的关系,分析了内螺旋转速和外螺旋转速的变化对机器人轴向推进力的影响以及机器人外螺旋槽结构参数(槽口宽a2、槽底宽b2、倾角α2、螺旋槽槽深h2、螺纹升角φ2和螺纹线数n2)对机器人轴向推进力的影响,并运用正交试验优化方法优化了外螺旋槽结构参数组合.结果表明:内外螺旋机器人单位有效体积的推进力和液体对其的承载力最大;外螺旋参数的变化对机器人性能的影响远大于内螺旋参数的变化对机器人性能的影响;机器人外螺旋槽结构参数和机器人轴向推进力成非线性关系.在管道直径和机器人内外径确定的条件下,一组最优的外螺旋槽结构参数组合为:a2=1.25mm,b2=0.75mm,α2=70°,h2=0.8mm,φ2=30°,n2=10.

关键词：管道机器人、内外螺旋、性能、结构参数、正交优化

所属期刊栏目：24

分类号：TP242.2(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51075209;湖南省教育厅优秀青年科学研究项目13B141,12B016;湖南省自然科学基金资助项目12JJ4038;湖南省“十二五”重点建设学科资助项目

在线出版日期：2014-02-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2710-2716