【摘 要】
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储罐是整个石化行业最主要的储存设备,其储存的介质具有易燃易爆和易腐蚀的特点,在罐内的压力和雨水等因素的共同作用下,会使得罐壁极易产生凹陷、裂纹和孔洞等缺陷,这些缺陷会导致储罐失效发生泄漏,甚至引发火灾和爆炸;针对这一问题,目前国内外采用人工搭脚手架的方式进行储罐的定期检测、维修,由于人工方法存在着劳动强度大和周期长,且存在着安全隐患,随着我国对石化行业的环境保护日益关注,人们期望通过研制自动化检测
【基金项目】
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“智能检测爬壁机器人(2017FZ0033)”,四川省科技支撑计划资助项目;
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储罐是整个石化行业最主要的储存设备,其储存的介质具有易燃易爆和易腐蚀的特点,在罐内的压力和雨水等因素的共同作用下,会使得罐壁极易产生凹陷、裂纹和孔洞等缺陷,这些缺陷会导致储罐失效发生泄漏,甚至引发火灾和爆炸;针对这一问题,目前国内外采用人工搭脚手架的方式进行储罐的定期检测、维修,由于人工方法存在着劳动强度大和周期长,且存在着安全隐患,随着我国对石化行业的环境保护日益关注,人们期望通过研制自动化检测装备来代替人工作业。本文研制的储罐爬壁机器人适用于大型储罐,其主要研究内容如下:(1)针对爬壁机器人的任务需求和设计原则,提出了不同方案,基于爬壁机器人所作业的环境和工程实际成本要求,设计了爬壁机器人的吸附方式、移动方式、检测方式和驱动方式,并且设计加工了轮式超声波探头。(2)设计了可调节永磁吸附机构,通过有限元仿真定量分析磁吸附力大小,分析永磁体的排列方式对磁性能的影响,分析永磁体与壁面之间的空气间隙与磁吸附力之间的定量关系,满足爬壁机器人的吸附力需求,同时对永磁体的磁场分布和永磁吸附力进行有限元分析,并搭建吸附力测试实验平台测试机器人的永磁吸附力。(3)对爬壁机器人静态稳定性进行了分析,得出爬壁机器人静态失稳的主要因素为壁面下滑失稳,且保证机器人不出现下滑失稳的最小磁吸附力为664N;对爬壁机器人动力学进行了分析,基于转向过程四轮爬壁机器人与铅垂壁面相互作用的积分模型,推导出了转向过程中的驱动轮接触处摩擦力和转向阻力矩方程,得出最佳转向半径为0,最适宜的吸附力为1000N和最大负载重量为27kg。(4)爬壁机器人实验,介绍了爬壁机器人控制系统的硬件结构,并进行了壁面直线运动、转向运动、避障和越障的实验测试,验证了机器人的机械结构设计的有效性和实用性,达到了设计的要求性能。
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背景介绍食管癌是全球范围内一种常见的恶性肿瘤,鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)是食管癌的重要组织学亚型之一,在东亚和东南亚的发病率最高。对于无法手术的晚期食管鳞状细胞癌,同步放化疗(chemoradiotherapy,CRT)和化疗(chemotherapy,CT)是常用的治疗方法。然而,仍然存在着患者预后不佳、患者生活质量差的问题。免疫
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