機(jī)器人在直道中行走時,其各個輪子的速度和徑長是完全相同的,但是當(dāng)遇到彎道時,如果驅(qū)動單元沒有差速功能與變徑能力,則機(jī)器人的某些驅(qū)動輪可能產(chǎn)生滑動,重則機(jī)器人將會整體側(cè)翻,使得管道機(jī)器人的順利過彎受到嚴(yán)重影響,所以需要在機(jī)器人驅(qū)動單元中采用差速結(jié)構(gòu)與變徑控制,提高機(jī)器人的適應(yīng)能力。對三軸差速式單電機(jī)驅(qū)動管道檢測機(jī)器人進(jìn)行整體設(shè)計,設(shè)計了一套以單片機(jī)C8051F040為控制器的管道檢測機(jī)器人控制系統(tǒng),選用模塊化的設(shè)計思路,對機(jī)器人的核心控制模塊、信號檢測模塊、參數(shù)采集模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊等進(jìn)行分析。針對三個電機(jī)單獨驅(qū)動管道檢測機(jī)器人導(dǎo)致其過彎柔順性不夠、占據(jù)空間大的問題,將單電機(jī)三軸差速機(jī)構(gòu)應(yīng)用在驅(qū)動單元中。對三軸差速式管道機(jī)器人驅(qū)動單元差速特性進(jìn)行分析,并根據(jù)其運(yùn)動狀態(tài)圖確定三個驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動半徑,分析得到驅(qū)動輪的速度比。進(jìn)行多次實驗采集機(jī)器人過彎時三個驅(qū)動輪的平均速度,發(fā)現(xiàn)采集到的速度比符合三軸差速原理,證明了理論分析的可靠性與正確性。針對三軸差速式管道檢測機(jī)器人驅(qū)動單元預(yù)緊變徑結(jié)構(gòu)中彈簧的壓縮量有時太大或者太小導(dǎo)致機(jī)器人不能順利過彎問題,提出對變徑機(jī)構(gòu)采取模糊控制。建立預(yù)緊變徑系統(tǒng)模型,... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 管道機(jī)器人的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道機(jī)器人驅(qū)動方式研究
        1.2.2 管道機(jī)器人變徑結(jié)構(gòu)控制研究
    1.3 管道機(jī)器人過彎問題的提出
    1.4 課題研究主要內(nèi)容
第2章 管道檢測機(jī)器人的總體系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)硬件組成模塊
    2.2 系統(tǒng)軟件方案設(shè)計
    2.3 本章小結(jié)
第3章 三軸差速式管道機(jī)器人驅(qū)動單元差速系統(tǒng)的組成設(shè)計與實驗
    3.1 三軸差速式管道檢測機(jī)器人整體尺寸要求
    3.2 三軸差速式管道檢測機(jī)器人驅(qū)動單元的組成設(shè)計
        3.2.1 三軸差速結(jié)構(gòu)組成設(shè)計
        3.2.2 預(yù)緊變徑結(jié)構(gòu)組成設(shè)計
        3.2.3 驅(qū)動臂結(jié)構(gòu)組成設(shè)計
        3.2.4 支撐臂結(jié)構(gòu)組成設(shè)計
    3.3 三軸差速式管道檢測機(jī)器人驅(qū)動單元差速性質(zhì)研究
    3.4 仿真與實驗結(jié)果驗證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 管道檢測機(jī)器人的過彎變徑控制研究
    4.1 模糊控制基本原理
        4.1.1 模糊控制器的組成及工作原理
        4.1.2 模糊控制的特點及發(fā)展趨勢
    4.2 管道檢測機(jī)器人變徑系統(tǒng)模型的建立
    4.3 管道檢測機(jī)器人系統(tǒng)FC的設(shè)計
        4.3.1 Mamdani型模糊控制器的設(shè)計
        4.3.2 FC輸入/輸出語言變量的選擇
        4.3.3 模糊控制規(guī)則設(shè)計
    4.4 管道檢測機(jī)器人模糊控制系統(tǒng)的仿真
    4.5 實驗驗證
        4.5.1 模糊控制主程序撰寫
        4.5.2 實驗結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡介
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三軸差動輪系下的管道機(jī)器人機(jī)械構(gòu)造設(shè)計與探究[J]. 沈豪.  機(jī)電信息. 2017(15)
[2]可變徑機(jī)構(gòu)在新型“蛋形”管道探測機(jī)器人中的應(yīng)用研究[J]. 朱治鵬,吳其林,邵宇吉,張東升.  電子測試. 2016(06)
[3]管道機(jī)器人的驅(qū)動單元工藝優(yōu)化設(shè)計[J]. 王月,鐘梓楠,呂金賀.  吉林化工學(xué)院學(xué)報. 2015(11)
[4]基于ADAMS的管道機(jī)器人變徑機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 曹建樹,曹振,徐寶東.  制造業(yè)自動化. 2015(14)
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博士論文
[1]Mamdani模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析理論研究及其在暖通空調(diào)中的應(yīng)用[D]. 呂紅麗.山東大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于粒子群算法優(yōu)化的模糊控制器設(shè)計與應(yīng)用[D]. 劉群.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[2]四輪全驅(qū)式管道機(jī)器人研究[D]. 陳還.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[3]自主式排水管道清淤機(jī)器人的研究[D]. 么鴻鵬.華北理工大學(xué) 2015
[4]管道檢測機(jī)器人的運(yùn)動控制研究[D]. �？�.華南理工大學(xué) 2012
[5]典型模糊控制器的分析和極限結(jié)構(gòu)[D]. 劉偉霞.天津大學(xué) 2010
[6]變論域模糊控制器的研究[D]. 楊光興.華北電力大學(xué)（河北） 2009
[7]地理信息系統(tǒng)在城市排水管網(wǎng)中的應(yīng)用[D]. 鄧春穎.天津大學(xué) 2009
[8]城市排水管道機(jī)器人工程樣機(jī)的研究[D]. 賈守波.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3048905