管道機器人機構(gòu)設(shè)計與控制.pdf

1、隨著管道廣泛應(yīng)用于煤氣、石油、水和中央空調(diào)通風(fēng)管道等多個領(lǐng)域，管道機器人有著廣泛的應(yīng)用前景和社會需求，現(xiàn)已成為特種機器人的一個重要分支，和空中機器人、水下機器人一起成為近年來大力開發(fā)的三種特種機器人。 管道機器人也是多個學(xué)科技術(shù)的綜合，涉及到機械工程、自動控制、計算機、傳感器、人工智能和電子技術(shù)等多種學(xué)科。目前，管道機器人的發(fā)展主要集中在機構(gòu)、驅(qū)動器、傳感器、智能控制、微型化和供電、通訊等方面的創(chuàng)新和開發(fā)上。 本論文基于

2、國內(nèi)外已經(jīng)取得的科研成果，針對中央空調(diào)通風(fēng)管道系統(tǒng)的特點，從特種管道機器人及其控制技術(shù)的若干問題進行了研究和開發(fā)。主要的工作包括管道機器人的機構(gòu)設(shè)計和智能控制。 1、在查閱和掌握大量有關(guān)文獻資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地研究了管道機器人的驅(qū)動原理和方式、移動原理以及機械結(jié)構(gòu)。在綜合考慮各種因數(shù)的基礎(chǔ)上，確定了管道機器人移動機構(gòu)，指出了在設(shè)計機器人時應(yīng)考慮的主要問題。 2、針對中央空調(diào)通風(fēng)管道系統(tǒng)復(fù)雜多變的特點，設(shè)計了履帶式管道機器

3、人機械結(jié)構(gòu)，闡述了履帶式機器人的組成與特點。 該機器人采用模塊化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)獨特、簡單、實用、牽引力大和穩(wěn)定性高等特點，移動機構(gòu)既能夠適應(yīng)多種方形管道和圓形管道，還可以適應(yīng)變徑園管；毛刷機構(gòu)可以實現(xiàn)兩個方向旋轉(zhuǎn)，滿足方管和圓管的不同需求。 3、對履帶式移動機器人進行了受力分析和動力學(xué)分析，討論了機器人的通過性、自定心效應(yīng)和側(cè)傾問題。 4、根據(jù)履帶式機器人滑動嚴(yán)重、難以建立精確的運動學(xué)模型和非完整性約束系統(tǒng)的特性