Введение
Глава 1. Анализ состояния проблемы 10
1.1 Обзор существующих роботов для перемещения по трубопроводам...10
1.2 Классификация роботов для перемещения по трубопроводам 17
1.3 Классификации типов трубопроводов 24
1.4 Классификации задач перемещения по трубопроводу 29
1.5 Обзор научной литературы по вопросу моделирования движения механизмов с гибкими звеньями.. 33
1.6 Цели и задачи диссертации 35
Глава 2 Разработка математической модели устройства 37
2.1 Описание исследуемого устройства 37
2.2 Описание конструкции устройства 39
2.3 Описание принципа перемещения устройства 44
2.4 Структурный анализ и описание геометрических параметров секции.. 50
2.5 Кинематический анализ механизма секции 57
2.6 Определение особых положений механизма секции 60
2.7 Моделирование движения звеньев секции 66
2.8 Модель трения в системе «трос – оболочка троса» 76
2.9 Описание фиксации секции 79
2.9.1 Математическое описание трубопровода 80
2.9.2 Условия неподвижности зафиксированной секции 83
2.10 Выводы по второй главе 85
Глава 3 Моделирование движения секций робота с учетом динамики гибких тросов 87
3.1. Описание движения гибкого троса 87
3.2. Выбор подхода к моделированию гибкого троса 90
3.3 Моделирование движения троса на стационарном этапе движения при отсутствии контакта секции с трубой 92
3.3.1 Геометрический и кинематический анализ механизма 93
3.3.2 Составление уравнений движения механизма в дифференциальной форме 97
3.4 Описание использованных численных методов решения систем дифференциальных уравнений второго рода 107
3.5 Разработка методов подбора механических параметров механизма с использованием экспериментальных данных о поведении троса и его физических и геометрических характеристик 111
3.6 Движение механизма в трубопроводе при наличии точки контакта 117
3.6.1 Модель прямого участка трубопровода 118
3.6.2 Описание контактных элементов секции устройства 119
3.6.3 Определение величины силы трения, действующей в точке контакта механизма и стенки трубы 124
3.7 Моделирование движения механизма в процессе выпускания троса..133
3.8 Выводы по третьей главе 138
Глава 4 Исследование моделей устройства 140
4.1 Описание алгоритма нахождения численных зависимостей, характеризующих движение механизма в трубопроводе 140
4.2 Анализ движения секции на стационарном этапе походки 142
4.3 Анализ движения механизма в процессе выпускания троса 148
4.4 Разработка инструментальных средств проектирования роботов для перемещения по трубопроводам 153
4.5 Описание оборудования, разработанного для проведения экспериментальных исследований 157
4.6 Результаты экспериментальных исследований 162
4.7 Выводы по четвёртой главе 167
Заключение 169
Список использованных источников
