文献翻译－中英文对照
Design of Pneumatic Cable Maintenance Robot
Jianyong Li1,*, Rongli Li1, Xiaoyong Liu1,2,**, Shengyuan Jiang1, Hongzhang Jiao1, and Hongzhou Li1
1 College of Mechanical Engineering, Beihua University , 132021 Jilin, China 2 Institute of Mechanical Science and Engineering, JiLin University , 130022 Changchun, China
Abstract
Aimed to coating, cleaning and inspection of cable for cable-stayed bridges, a pneumatic worming cable maintenance robot is presented. This paper puts forward a design method of modularizing which can simplify the design course greatly. It is composed of cable climbing mechanism, working mechanism and controlling system. The key problems of new climbing mechanisms and painting mechanism applying to cables are developed. Movement of the robot and clamping of climbing mechanism are driving by electrical and pneumatic system to identify malfunctions and make sure automation. The shortcomings such as low efficiency, high cost, less safety of artificial methods that are normally adopted in cable-stayed bridges are overcome. Furthermore, some experiments in robot lab proved this robot had perfect performances under different conditions; it was of foundation for the cable maintenance robot applying to automatic painting of cables.
Keywords
cable maintenance robot climbing mechanism painting mechanism pneumatic system
1 Introduction
With the rapid development of our traffic field, cable–stayed bridges are more and more popular in modern middle-span bridge construction [1]. However, as main sup- porting parts [2], cables supported constant and fatigue loads, Since cables are ex- posed to the air for a long time with wind, rain and sunshine, Polyethylene sleeve on cable surface produce phenomena of hardening and crack with different extent which cause serious problems. In order to ensure security of cablersquo;s structure, it is essential to perform a series of maintenance of cables such as cleaning, painting and detecting. It is disastrous to us for safe accidents and economical loss owing to cable invalidation in the bridge fields. Traditional artificial methods [3] have some shortcomings such as low efficiency, high cost, less safety, so an intelligentized device is generated [4]. From the worldwide, the study about pneumatic cable maintenance robot (PCMR)is in the initial stages, but there are some special robots similar to PCMR. Hidemi Hosokai and Toshjo Fukuda [5,6] designed a series of out-pipeline diagnostic robots, Mark I-IV consisted of three modules with joint between them. These robots had capabilities of straight and spiral movement along the outside of pipeline, and of freely passing over obstacles, such as flanges, T-joints, and of moving along vertically located pipelines. Yoichiro Macda [7] developed a mobile inspection robot for power transmission lines. However, this robot couldnt climb power transmission lines with great gradient. Tian-sheng Lv professor and his fellows in shanghai Jiao tong university take the lead in study the PCMR, and obtain some practical products [8, 9]. They have developed two types of CMR. The robot is driven along the cable by an electric running mechanism held by wheels, or a pneumatic worming mechanism clamped by air cylinders, with an air spray coating mechanism or a magnetic detector. At present, the driving type of CMR is classified by an electric running mechanism held by wheels, pneumatic worming driving and hydraulic driving and so on. Among these, pneumatic worming driving has many characteristics such as clean medium, enough clamping force, strong stabilities. So adopting pneumatic driving technology, this paper puts forward a design method of modularizing. The robot is composed of cable climbing mechanism, working mechanism [10] and controlling system [11].
2 Mechanical Structure of the PCMR
A pneumatic worming cable maintenance robot is devised to coating, cleaning and inspection of cable for cable-stayed bridges. The whole system consisted of ground carried car, connected cable and robot mechanism, shown in Fig.1.
Fig. 1. Diagram of cable robot system
The mechanism structure is the most important part, we put forward the suited method of modularize design. According to this designing idea, the PCMR is designed separately in two modules, including the climbing module and the maintenance modules such as cleaning, painting, and detecting modules which can be integrated by standard mechanical interface, shown in Fig.1. When using the same climbing mechanism we can change different maintenance modules with different functions of cleaning, painting and detecting cables. Based on all kind of mechanisms adapting for climbing out-pipeline, trunk, power transmission lines and so on, we designed a new climbing mechanism (shown in Fig.2) which can climb not only arbitrary gradient cables with diameter range of F80-F200, but also a certain extent flexible cables.
The control system in which electrical system controls electromagnetic valve of pneumatic system through PLC and MCS-51 single chiprsquo;s logically control to make robot climbed up and down and painted cables. In addition, the sample has a brake apparatus which can safeguard PCMR to brake when PCMRrsquo;s acceleration is at some value. When power failure and other unexpected condition happen in high altitude, the clamping mechanism can clamp cable by clamping cylinder supplied gas through gas storage holder. The brake apparatus takes effect. So the robot can return back safely with loads from high-altitude cable.
3 Design of Climbing Mechanism 3.1 Structural Model of Climbing Mechanism
There are some kinds of climbing mechanisms at home and abroad, for example, continuity climbing , pneumatic clamping and worming climbing [12], helix climbing [13], Adsorption climbing and so on. When
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文献翻译－中文
电缆维修气动机器人的设计
Jianyong Li1,*, Rongli Li1, Xiaoyong Liu1,2,**, Shengyuan Jiang1, Hongzhang Jiao1, and Hongzhou Li1
1北华大学机械学院，吉林132021， 2吉林大学机械科学与工程学院，长春130022
摘要
针对涂料，斜拉桥的清扫和检查电缆，气动蠕动式缆索维护机器人。本文提出了一种模块化可大大简化设计过程的设计方法。它由电缆爬升机构、工作机构和控制系统组成。研制了适用于电缆的新型爬壁机构和涂装机构的关键问题。机器人的动作和攀爬机构的夹紧是由电子和气动系统来识别故障，确保自动化。克服了在斜拉桥上采用的人工方法的工作效率低、成本高等缺点。此外，在机器人实验室中的一些实验证明了该机器人在不同条件下具有良好的性能，它是应用于电缆自动喷涂缆维修机器人的基础。
关键词
电缆维修机器人，爬壁机构，喷漆机构，气动系统
1引言
随着我国交通运输领域的迅速发展，斜拉桥越来越流行于现代跨中桥施工。然而，作为主要支持移植部分，拉索恒载荷和疲劳，因为电缆很长一段时间在空气，阳光和雨露中，聚乙烯套电缆表面产生硬化和不同程度的裂缝现象，造成严重的问题。为了保证电缆的结构安全，必须对电缆进行一系列的维护，如清洗、喷漆、检测等。在桥梁领域的电缆失效导致的安全事故和经济损失，对我们来说是灾难性的。传统的人工方法有一些缺点如效率低、成本高、不安全，所以智能装置由此产生。从世界范围来看，关于气动缆索维护机器人的研究（PCMR）是在初始阶段，但也有一些特殊的机器人与PCMR相似。Hidemi Hosokai 和 Toshjo Fukuda设计了一系列的管道诊断机器人，由三大模块组成的联合的马克I-IV。这些机器人有在沿管道外面的直线和螺旋运动能力，还可以自由穿越自由穿越障碍，例如穿越法兰、接头、和穿越垂直位于管道的沿线。Yoichiro Macda [ 7 ]开发了输电线路巡检机器人。然而，这个机器人不能爬上大梯度的电力传输线。吕恬生教授和他在上海交通大学的研究员在研究性模拟的PCMR，并得到了一些实用的产品。他们已经开发了两种类型的CMR。机器人由电驱动车轮沿电缆运动，或由气缸夹紧蠕动，配有空气喷涂机械或磁探测器。目前，CMR的驱动类型分类有：电动行走机构的车轮，气动蠕动驱动和液压驱动等。其中，气动蠕动驱动有如清洁中的许多特性，足够的夹紧力，较强的稳定性。因此采用气动驱动技术，提出了一种模块化的设计方法。该机器人由缆索爬升机构、工作机构和控制系统组成。
2 机械结构的模拟
气动蠕动式缆索维护机器人设计用来涂料，斜拉桥的清扫和检查电缆。整个系统由地面进行车、连接电缆和机器人机构，如图所示。
图1。电缆机器人系统图
机械结构是最重要的部分，我们提出了适合模块化的设计方法。根据这一设计思想，这是在模拟两个模块分别设计，包括攀爬模块、维护模块等的清洗、涂装、检测模块可以通过标准机械接口集成，如图所示。当使用相同的爬壁机构时，我们可以更换不同的维修模块，具有不同的清洗、喷漆和检测电缆的功能。
当使用相同的爬壁机构时，我们可以更换不同的维修模块，具有不同的清洗、喷漆和检测电缆的功能。基于各种适应climbingout管道干线机制、输电线路等，我们设计了一个新的爬升机构（如图），可以用f80-f200直径范围的任意梯度电缆和一定程度上柔性电缆上。
控制系统中的电气系统控制电磁阀气动系统通过PLC和单片机的逻辑控制使机器人爬上爬下和沿线运动。此外，样品有刹车装置，可保护 PCMR也具有重要意义。在较高位置，当电源故障及其它意外情况发生时，夹紧机构可通过储气罐供给气体。制动装置起作用。因此，机器人可以从高空电缆上负载的情况下安全地返回。
3 爬升机构设计
3.1爬升机构结构模型
爬升机构在国内外，有连续攀登，气动夹紧和驱虫爬，螺旋上升，吸附、攀爬等例子。当电缆的截面为圆形或近圆形，吸附攀援机制在实践中难以成真。由于气动夹紧机构的夹紧力较大，这种机构适合各种电缆。因此，爬出机构选用气动。
由于梯度大，距离长，其重量和斜拉索的自然条件下，斜拉桥电缆截面形状是螺旋的六棱柱，因为偏转产生的重力和强制条件，所以机构结构中心和电缆必须围绕轴索轴向设置。否则，它将对PCMR 在斜拉索的工作质量有影响。因此，爬壁机构分为两个组成部分，其中有一个导向轴和移动气缸，并可以爬上一个大范围的直径保持电缆由可靠的移动，夹紧引导一个由可编程控制器控制的气缸。所有这些机构，如图2所示。各组成部分分别为支撑板、平行和自定心夹紧机构、各种刚度和弹性的导向机构。
图2 缆索机器人爬升机构示意图
夹紧机构包括气缸、气缸座、连杆、滑块等。这对不同直径的电缆很容易控制和具有更大的夹紧力（如图3所示）。
图3 平行和自定心夹紧机构图
让机器人机械结构的中心轴与电缆同心时，机器人沿拉索运动，需要设计由三个弹簧、气缸和车轮组成的刚性和弹性可调的引导机构（如图4所示）。
图4 PCMR的导向机构
5气动系统设计
气动系统（如图8所示）是控制系统的一部分；另一部分是电力系统采用远程监控型。电气系统由地面监控系统和机械本体的控制系统组成，可以在逻辑上控制电磁阀的开或关，使机器人在电缆上移动，夹紧和工作。
气动系统的模拟包括气泵、气动元件、控制阀、油缸、蓄能器等。一些气动回路由上述基本气动元件组成，如减压回路、节流调速回路、安全回路、同步回路等。
气动系统的主要工作是夹紧、移动、喷漆和安全的机器人。气体为三个电路提供气体，用于完成气动系统的工作，如夹紧、爬上电缆、爬下电缆、喷漆。通过可编程逻辑控制电磁阀的开或关，使机器人沿电缆爬上爬下。
图8 PCMR气动系统原理图
基于可编程控制器的翻转工件液压系统设计
王鸿* 潍坊学院机械电子工程学院潍坊 261061
摘要：工件翻转是由自动翻转装置自动完成的，工件的翻转装置是自动生产线的重要组成部分。设计了液压系统，对工作原理进行分析，并根据控制要求对工件的翻转进行了控制。选择SIMATIC S7-200 cpu266的西门子PLC和使用STEP7-Micro/WIN编程软件进行系统控制过程的程序设计。采用可编程控制器控制的液压系统，可以很容易满足工艺要求，大大提高了系统的稳定性、可靠性、安全性和自动化水平。
关键词：可编程序控制器；液压系统；可编程控制器；控制系统；工件翻转装置
1.简介
工件翻转装置是自动生产线的重要组成部分，采用液压控制的机械装置，实现工件的翻转。可编程序控制器（可编程序控制器，简称PLC）是一种应用于工业环境中的电子系统的数字操作。计算机技术、自动控制技术和通信技术的结合，成为实现单机、车间、工厂自动化的核心设备。它具有可靠性高、抗干扰性强、组合灵活、编程简单、易于维护等优点。在本文中，SIMATIC S7-200系列可编程控制器和其他部件被用来构成自动化生产线的工件翻转装置，来满足控制要求。
2 液压系统设计
2.1 液压系统设计要求
工件翻转装置可夹持工件，并使其转动180以上。它的工作原理如下：
执行机构下降→夹紧工件→执行机构向上→工件翻转180°→执行机构向下→释放工件→执行机构向上。一个周期完成。为满足上述要求，工作件周转装置往往采用液压系统。
2.2 液压系统图
液压系统图如图1 。气缸9的运动方向是由三位四通电磁换向阀7控制，夹紧缸10通过三位四通电磁换向阀12和翻转液压缸13通过三位四通电磁换向阀14。单向节流阀8和11用在返回油节流阀的速度调节。执行机构为升降气缸9、夹紧缸10和翻转液压缸13。一种单向节流阀8也用来平衡举升缸及其工作机构的自重，以防止下降。
图1液压系统图
1-过滤器 2、3-双联叶片泵 4-罐 5、6-溢流阀 7、12、14-电磁阀 8、11-单向节流阀 9-升降缸 10-夹紧缸 13-转向油缸 15-节流阀
2.3 液压系统工作原理
液压系统的动作顺序见表1：
表1液压系统动作顺序表
3 可编程控制器控制系统设计
3.1 可编程控制器/输出地址分配
根据降低成本的设计原则，考虑对工件翻转的液压系统的控制要求，我们选择西门子PLC S7-200 cpu266。根据控制对象的具体要求，确定了可编程控制器的输入输出点。I/O地址分配表2
3.2 系统软件设计
一个STEP7-Micro/WIN编程软件进行程序的系统控制流程，流程图如图2所示。
4 总结
利用液压控制的机械运动实现工件的翻转。采用可编程控制器控制的液压系统，可以很容易满足工艺要求。
采用可编程控制器联合控制，可以简化控制电路，减少控制装置的体积，提高系统的稳定性和可靠性，降低故障率。同时操作人员非常方便简单，在人机界面上实现各种操作，大大提高了工作效率。在自动化生产中具有广阔的应用前景。
参考文献
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[ 4 ]黎平张.液压系统与设计。北京：化学工业出版社，2005.
[ 5 ]江晓，那黄，胜宇.可编程控制器在生物质成型机系统中的应用.林业
机械与木工设备2007；35（12）：32-4.
基于混合流变仪的润滑脂制造研究
J.M. Franco, M.A. Delgado, C. Valencia, M.C. Saacute;nchez, C. Gallegos
韦尔瓦大学实验科学学院化学工程系，海军部队，西班牙韦尔瓦21071
摘要：这项工作的主要目标是评价润滑脂的制造通过混合流变仪技术，通过研究一些过程变量，如旋转速度，均匀化处理和热分布应用的强度和持续时间，研究最终产品的功耗特性和流变行为。根据这个目的，锂润滑脂是通过诱导皂化反应之间的12羟基硬脂酸和水合氢氧化锂在环烷油润滑在敞口的容器中制备。皂化反应的发生与控制，直到转速混合流变仪使用锚叶轮搅拌中和。选择不同转速。最后，进行一个高度密集的均匀化处理，使用转子定子涡轮机以减少晶体尺寸。不同的均匀化处理和冷却配置被应用在早期的润滑脂。润滑脂的生产在加工时间内始终进行着扭矩的变化。得到的实验结果表明，润滑脂的机械性能强烈依赖于一些研究的处理变量。一些指数模型已经被验证在一致性指标和润滑脂的线性粘弹性模量，这俩个过程变量的影响。
关键词：润滑脂；混合；加工；功率消耗；流变性；粘度
高强度共析钢丝绳的润滑微动磨损
R. McCall *, R.B. Waterhouse, S.J. Harris, M. Tsujikawa
材料工程系、材料设计系、诺丁汉大学、公园大学、诺丁汉二街NG7，再英国1994年九月20 号接收， 1995二月7号通过
共析钢丝在恶劣环境下高负荷的的微动磨损性能是一个重要问题，这些绳索在使用时，如在采矿行业中，会表现出一个不稳定的使用寿命。早期的论文研究了钢丝绳相关方面会有助于寿命的操作特征。钢丝绳的表面疲劳被确定在磨损行为中，对抑制磨损和摩擦发挥了重要的作用。
在本文中，在微动行为的钢丝绳检查有无添加石墨对低粘度的油的影响。油浴润滑能有效地抑制试验的磨损和摩擦。然而，更为重要的是，油脂在测试的早期阶段在更典型的工作条件下是有效的。润滑油中石墨的添加有助于其润滑和在侵蚀表面形成一个护盾。因此，在在重载下，当油膜有重大故障发生、微焊接和清洁金属表面撕裂，润滑油的存在抑制了氧的侵入，即使如此，磨损和摩擦仍然有效地被抑制。
关键词：微动磨损；润滑；高强度钢；钢丝绳
混合可编程控制器系统的先进控制
Kharudin Alia, Ruzlaini Ghoni a, Ahmed N. Abdallab
a电气自动化工程技术学院，tatiuc，登24000，马来西亚;b电气与电子工程学院、UMP、关丹26300，马来西亚
摘要
本文重点研究开发基于微控制器的自动化系统，以取代传统的可编程控制器。所提出的系统操作是类似于可编程控制器具有更好的性能，其使用快速开关晶体管来减少时间延迟。在控制电-气和电液压装置上进行了测试，结果有更快的时间响应和稳定的系统。
关键词
微控制器；可编程序控制器；电气控制器；电液控制器
气动、可编程控制器、汽车变速机构
Muntaser Momani, Mohammed Abuzalata, Igried Al-Khawaldeh 和 Hisham Al-Mujafet
机械工程系、工程技术系、拜勒加应用型大学，安曼，邮政信箱15008，11134，约旦
摘要：在这项研究中，齿轮变速机构的设计和应用，使换挡过程更快、驱动更不容易损坏。新设备必须性能可靠，体积小，制造和维护成本低。本文旨在利用设备提高换挡过程：手动四速变速箱，四个气动双作用气缸，气动四位五通
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