基于輪式爬壁機(jī)構(gòu)的管道檢測(cè)微機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)優(yōu)化.pdf

1、在管道檢測(cè)機(jī)器人的研究中,狹窄管道的內(nèi)部檢測(cè)一直是一個(gè)難點(diǎn)。一方面,機(jī)器人的體積受制于狹窄的管內(nèi)通道,另一方面,機(jī)器人還必須擁有在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的管道內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的能力。基于上述要求,本文提出了一種基于輪式爬壁機(jī)構(gòu)的微型管道檢測(cè)機(jī)器人,以適用于多種管道結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。在比較了多種管道檢測(cè)機(jī)器人優(yōu)劣后,輪式爬壁微型機(jī)器人將是最適用與狹窄多變管道檢測(cè)的機(jī)器人。本課題使用三輪結(jié)構(gòu)作為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),并提出了一種與驅(qū)動(dòng)器結(jié)合一體的磁吸附輪結(jié)構(gòu),作為爬壁機(jī)

2、構(gòu)。在確定機(jī)器人整體架構(gòu)后,本文基于機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的多種約束條件和磁力爬壁機(jī)構(gòu)帶來(lái)的磁力約束等進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)分析,動(dòng)態(tài)分析及磁場(chǎng)分析,并最終優(yōu)化和確定了機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)。機(jī)器人控制系統(tǒng)為基于LPC2106微處理器搭建的嵌入式控制系統(tǒng)。硬件部分包括電源,中央處理器,電機(jī)控制及無(wú)線RF模塊。微電機(jī)采用2-3通電方式控制,從而使微型機(jī)器人直線定位精度達(dá)到0.59mm,轉(zhuǎn)向精度達(dá)到1.5°。本文也編寫(xiě)了專(zhuān)用的對(duì)無(wú)線控制模塊進(jìn)行操作的讀寫(xiě)程序,從