油罐底板扫描检查机器人

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1、东北石油大学本科生毕业设计（论文）外文文献翻译夕卜文题目：RobotInspectionScanningofOilTankFloors中文题目：油罐底板扫描检查机器人姓名：邑戈专业：过程装备与控制工程班级：10-2学号：100403140226日期：2014年6月17日油罐底板扫描检查机器人作者：Dr.FadiN.Sibai摘要：油罐底板必须定期检查是否有腐蚀和损坏，并清洗残渣以维持其运作。木文介绍了一套用于有线移动机器人油罐底板检查和清洁的程序。为适用支柱支撑的浮顶结构储罐底板的检查，设计了一种底板扫描的程序。提iwiwr一种防止电缆缠绕支柱的规则，

2、以避免机器人因缠绕导致的运动受到部分或完全限制，需要额外的人为营救干预的情况发生。该机制可以比较不同程序间线缆长度要求和计算负载效率。1引言用于存储挥发性液体的罐有很多类型。其中包括：(1)固定顶储罐:(2)外浮顶储罐；(3)内浮顶罐；(4)岡顶外浮顶罐；(5)卧式储罐；(6)压力罐；(7)可变蒸汽空间罐叫最常见的罐是固定顶罐和内浮顶罐。两者都是I员I柱形的，并且轴线方向垂直于基础支撑。固定顶罐是最基本并且最低成本的结构。一个典型的固定顶罐如图1所示，曲一个圆筒形的钢制外壳及与其壳体永久连接的锥形或圆顶形的罐顶组成(即固定顶)。罐的直径最大将达100米

3、。新构造的罐被焊接和被设计成既能液封又能气封。最常见的固定顶的设计通常采用由管道或I型梁从罐内支撑的方式。这些支撑柱的数量及排布方式随着管体的直径及大小的不同而不同,对于大型储罐可多达50多根。(不蜩)W品礼0$（勵I图1固定顶罐⑴污泥和残渣在罐的底部积聚。罐底板上分布不均的污泥和残渣必须被清洗，因为它们构成降落浮动顶盖，减少储罐的存储容量，和增加腐蚀速率和概率的危险叭移动机器人^或机械手末端执行器⑴由于其很好的移动性，尺寸和精度，是一种有效的检查和清洗储罐底板的工具。本文设计了一种机器人用于检查和清洗罐底板装置，并着重研究了储罐底板的扫描方法。考虑到

4、机器人被束缚并且电线可能缠绕住支撑柱导致机器人的运动部分或完全限制，储罐支撑柱复杂了其扫描过程。假设机器人可以通过一个固定的平顶罐人孔从罐顶落下到罐底板。假设该罐已被清空并完全换气，无易燃和爆炸性的气体。在实践屮，这个过程可能需要六个星期完成。木文提出了一个机器人扫描的罐底的步骤如卞。机器人配备了磁轮允许它爬罐壁。滑轮式三脚架放在罐顶上面的人孔可以升降机器人，然后通过人孔放下到罐底。另一个滑轮式三脚架是用一个高的起重机。非金属板的升降机也可以用于移动机器人上下到达或离开罐底板。这种升降机不是绝对必要的，机器人口J以连接到一个吊钩下降，然后抬起吊钩。次之

5、，升降机平台简化了下降和提升的过程。一旦机器人到达罐底，开始通过空气吹扫清洁底板污泥及残渣，然后真空抽吸残留物。当罐底板被清洁，机器人可以开始使用漏磁或干超声（无需耦合剂）技术检查罐底板的腐蚀冈。当罐底板彻底被检查和清洁，机器人重新连接到吊钩或行驶到在升降机平台，然后被提升到罐顶。图2机器人进入和检查机制功率控制抽水蓄能图2展示出了完整的设置。连接到机器人的大电缆为它提供动力，通讯，真空和送风来进行操作。双向通信向机器人在半门主控制过程中传递是否转向的命令和传输传感器采集到的腐蚀数拯用于分析和绘图。电缆的横截面如图3所示。除了提供电力、通信、空气和真空

6、，电线也用于机器人检索时被卡住或着没有冋应时的辅助取回。由于这些原因，线缆具有明显的重量。以下部分将描述的用于扫描油罐地板各种方法和避免移动机器人检查和清洗罐地板时电线缠结罐底板周围的支承柱的派生规则。图3电缆截面2底板扫描程序储罐底板腐蚀的扫描和检查可以由人工操作远程控制装置（摄像头和手柄）进行，但更好的是，机器人可自主地扫描整个储罐底板无需人工干预。对于一个口动扫描来说，储罐底板的地图是有用的。如图4所示这种地图指示了支柱和障碍物在储罐底板上的位置。为了便于参考标记了支柱的位置并且指示了上方的罐顶人口对应底板的位置，即机器人可以下降，并开始它的操作

7、的起始位置。了解这些支柱的位置对于避免机器人的碰撞和损害是必需的。该机器人可以使用接距离传感器來检测这些支柱，但既然这些罐的地图通常是已知的，这口J以输入到机器人的程序屮。除了避免与支柱碰撞，这些支柱的位置是也是冇用的，用来帮助机器人避免脐带缠绕，因为它在地板上移动。如果这种情况发生了，缠绕的电缆可能限制机器人的运动并可能导致机器人的运动完全停止。因此，提供一种机器人在打描时免于被缠结的算法用來维护其行动口由是尤为重要的。该地板上的扫描过程的目标是做出行驶决定，允许机器人能够完整扫描整个罐底的表面。图4固定顶罐俯视图最简单的底板扫描过程如图5所示。在图

8、5的左上方，机器人开始从罐底的中心开始以顺吋针方式扫描底板，直到它到达底板的外端。当机器人遇到